正交試驗法優選艾粉β-環糊精包合方法及其工藝△

謝小麗，王凱，龐玉新*，楊全，陳振夏

(1.廣東藥學院 中藥學院，廣東 廣州 510006；2.中國熱帶農業科學院 熱帶作物品種資源研究所/農業部華南作物基因資源與種質創制重點開放實驗室，海南 儋州 571737；3.海南省艾納香工程技術研究中心，海南 儋州 571737)

·中藥工業·

正交試驗法優選艾粉β-環糊精包合方法及其工藝△

謝小麗1，2，3，王凱2，3，龐玉新2，3*，楊全1*，陳振夏2，3

(1.廣東藥學院 中藥學院，廣東 廣州 510006；2.中國熱帶農業科學院 熱帶作物品種資源研究所/農業部華南作物基因資源與種質創制重點開放實驗室，海南 儋州 571737；3.海南省艾納香工程技術研究中心，海南 儋州 571737)

目的：優選艾粉β-環糊精包合方法及其工藝。方法：以包合物中左旋龍腦載藥量與收得率為綜合評價指標，通過正交試驗法優選飽和水溶液法、研磨法及超聲法包合艾粉的工藝參數，再進行對比研究。結果：研磨法最優，其最佳工藝參數為艾粉與β-環糊精的投料比1∶4，研磨時間45 min，加4倍量水，重復3次試驗，包合物中左旋龍腦平均載藥量達16.49%，平均收得率達89.22%，綜合評分是31.04。結論：研磨法制備的艾粉包合物得到的平均載藥量、收得率及綜合評分均比其他兩種方法高，且工藝簡單、合理可行，可以作為提高艾粉的穩定性的一種方法，故優選研磨法。

艾粉；β-環糊精；包合物；正交試驗；制備工藝

艾粉為菊科植物艾納香Blumeabalsamifera(L.)DC.新鮮或干燥地上部分經水蒸氣蒸餾法得到的，其氣清香，味苦，辛涼，具有抗菌、抗氧化、消腫、鎮痛、消炎等功能，是重要的醫藥工業原料，已成為30余種中成藥的主藥、引藥或佐藥[1-2]。

β-環糊精(β-Cyclodextrin，β-CD)是一種無臭無毒的白色結晶粉末，是由7個葡萄糖分子組成的一種特殊 “內疏水，外親水”的中空圓筒立體環狀結構。這種結構非常穩定，不易受酶、pH、熱等外在條件的影響，可與多種無機、有機分子結合成主客體包絡物。目前廣泛應用于藥學領域，尤其是在中藥制劑中的應用[3-7]。

左旋龍腦為艾粉的主要有效成分，其易揮發、逸散、難溶于水，在制劑加工過程中損失較大。為了提高艾粉穩定性，掩蓋其苦澀、刺激性氣味，本文采用β-環糊精包合技術，考察不同包合方法、不同因素對包合物載藥量和收得率的影響，篩選出最佳工藝，旨在為醫藥工業生產更好地利用艾粉提供參考。

1 儀器與材料

1.1 儀器

7890A氣相色譜儀(美國安捷倫科技公司)；RCT basic型磁力恒溫攪拌器(廣州儀科實驗室技術有限公司)；DHG-9035A電熱鼓風干燥箱(上海一恒科學儀器有限公司)；CPA225D分析天平(Sartorius 公司)；KQ-250DE型數控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；Heraeus Multifuge X3R型高速冷凍離心機(ThermoFisher公司)。

1.2 試藥

β-環糊精(江蘇豐園生物技術有限公司，分子量：1 134.98，含量≥98%)；艾粉(中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所，左旋龍腦含量≥60%)；左旋龍腦對照品(阿法埃莎化學有限公司，批號：10147015，純度>98%)；水楊酸甲酯(天津光復精細化工研究所，純度>99.5%)；其余試劑均為國產分析純。

2 方法

2.1 正交試驗設計

β-環糊精包合物常用的方法有飽和水溶液法、研磨法和超聲法[8]，本文采用正交試驗法優選這3種方法對艾粉包合的工藝。

飽和水溶液法：按不同比例稱取適量β-環糊精，加入適量的蒸餾水，置磁力恒溫攪拌器上，升溫攪拌至完全溶解。待恒溫時，緩慢滴加艾粉乙醇溶液，繼續攪拌一定時間后冷卻，置4 ℃冰箱冷藏12 h，取出。邊用4 ℃蒸餾水洗滌邊抽濾，再用乙酸乙酯清洗3次，每次超聲15 min后離心10 min(3000 r·min-1)，以除去未被包合的艾粉，45 ℃烘箱干燥，即得。

通過查閱文獻[9-10]，選取艾粉與β-環糊精的比例(A)、攪拌時間(B)、包合溫度(C)為主要影響因素，采用L9(34)正交表進行試驗，因素水平見表1。

表1 飽和水溶液法因素水平表

研磨法：按不同比例稱取適量β-環糊精，置于研磨缽中，加入適量倍數的蒸餾水，沿同一方向研成糊狀，研磨3 min后，邊研邊緩慢滴加艾粉乙醇溶液，研磨至一定時間后，包合液處理方法如同“飽和水溶液法”，即得。

通過查閱文獻[11]，以艾粉與β-環糊精的比例(A)、研磨時間(B)、加水倍數(C)為主要影響因素，采用L9(34)正交表進行試驗，因素水平見表4。

表2 研磨法因素水平表

超聲法：按不同比例稱取適量β-環糊精，加入適量的蒸餾水，放入超聲清洗儀中，選擇合適的超聲溫度與超聲功率，超聲5 min后，邊超聲邊緩慢滴加艾粉乙醇溶液，超聲至預定時間取出，再按“飽和水溶液法”的方法處理包合液，即得。

通過查閱文獻[12]，以艾粉與β-環糊精的比例(A)、超聲時間(B)、超聲溫度(C)、超聲功率(D)為因素，采用L9(34)正交表進行試驗，因素水平見表7。

表3 超聲法因素水平表

2.2 包合物中左旋龍腦含量的測定

以水楊酸甲酯為內標物，采用氣相色譜法測定包合物中左旋龍腦的含量。

2.2.1 色譜條件 HP-5石英毛細管色譜柱(30 m× 0.32 mm，0 25 μm)；以80 ℃為起始溫度，保持2 min，先以5 ℃·min-1升溫至100 ℃，然后以20 ℃·min-1升溫至200 ℃，進樣口溫度為220 ℃；檢測器溫度240為 ℃；氮氣流速為25 mL·min-1；氫氣流速為30 mL·min-1；空氣流速為400 mL·min-1；進樣量為0.6 μL；分流比為9∶1。

2.2.2 標準曲線的建立 精密稱取50 mg左旋龍腦對照品，置25 mL容量瓶中，加無水乙醇定容至刻度，搖勻，得質量濃度為2 mg·mL-1的左旋龍腦對照品儲備液。分別精密吸取對照品儲備液0.1、0.25、0.5、1、2.5、5 mL置10 mL容量瓶中，各加入1 mL內標溶液水楊酸甲酯(質量濃度為1.34 mg·mL-1)，再以無水乙醇稀釋至刻度，搖勻。分別取上述6種濃度溶液，在2.2.1色譜條件下進樣0.6 μL分析。以左旋龍腦峰面積與內標物峰面積的比值為縱坐標，以相應濃度的比值為橫坐標，得線性回歸方程：Y=18.281X-0.149 4(r=0.999 8)。結果表明，左旋龍腦在0.02～1 mg·mL-1呈良好的線性關系。

2.2.3 樣品含量測定 精密稱取50 mg包合物，置50 mL試管中，加入20 mL無水乙醇，超聲15 min，離心10 min(5000 r·min-1)。吸取3 mL上清液于10 mL容量瓶中，加入1 mL內標溶液水楊酸甲酯(質量濃度為1.34 mg·mL-1)，加無水乙醇定容至刻度，在2.2.1色譜條件下進樣0.6 μL分析，內標法計算包合物中左旋龍腦的含量，按以下公式計算包合物收得率與載藥量。

收得率(%)=包合物重量(g)/[β-環糊精加入量(g)+艾粉加入量(g)]×100%

載藥量(%)=包合物中左旋龍腦含量(g)/包合物重量(g)×100%

2.2.4 綜合評價指標 本試驗所采用的艾粉，其左旋龍腦含量達60%以上，左旋龍腦在包合物中的含量，即其載藥量用于衡量包合的效果。載藥量越高，包合效果就越好，因而作為主要指標，權重系數為0.8；包合物收得率在實際工業生產中具有重要的經濟意義，在投入量一定的情況下，收得率越高，載藥率越高，將收得率作為次要指標，權重系數定為0.2。

綜合評分=0.8×載藥量+0.2×收得率

3 正交試驗結果

3.1 飽和水溶液法

飽和水溶液法包合艾粉的工藝優選的正交試驗結果見表4，對試驗結果進行方差分析，見表5。

表4 飽和水溶液法正交試驗表

表5 飽和水溶液法方差分析

由表4、表5可知，各因素影響包合工藝的程度為B>A>C，因素A、B對包合工藝差異有統計學意義，最佳包合工藝為A2B1C2，即艾粉與β-環糊精的比例為1∶6，攪拌時間為1 h，攪拌溫度為50 ℃。

3.2 研磨法

研磨法工藝優選的正交試驗結果見表6，方差分析試驗結果見表7。

表6 研磨法正交試驗表

表7 研磨法方差分析

由表6、表7可知，各因素對試驗結果的影響程度為A>B>C，其中因素A對包合工藝差異有統計學意義，因素B、C差異無統計學意義，最佳包合工藝為A1B2C2，即艾粉與β-環糊精的比例為1∶4，研磨時間為45 min，加水倍數為β-環糊精的4倍量。

3.3 超聲法

超聲法制備艾粉包合物的正交試驗結果見表8，方差分析表9。

表8 超聲法正交試驗表

表9 超聲法方差分析

由表8、表9可知，各因素影響包合工藝的順序為C>B>A>D，其中超聲溫度對工藝差異有統計學意義，最佳包合工藝為A2B1C3D3，即艾納香提取物與β-環糊精的比例為1∶6，超聲時間為30 min，超聲溫度為60 ℃，超聲功率為120 W。

3.4 包合方法比較

根據3種方法的最佳包合工藝，各重復試驗3次，由表10綜合評分可知，研磨法>飽和水溶液法>超聲法，故采用研磨法最佳工藝制備的艾粉包合物包合效果最好，結果見表10。

表10 不同包合方法的最佳工藝試驗結果(n=3)

4 討論

通過試驗結果可知，在艾粉的包合過程中，研磨法、飽和水溶液法、超聲法都為可行的包合方法，制備包合物的左旋龍腦的平均含率分別達到了16.49%、15.24%、13.61%，研磨法優于另兩種方法，最佳工藝參數：艾粉與β-環糊精的比例為1∶4，攪拌時間為45 min，加水倍數為β-環糊精的4倍量。由于艾粉對熱不穩定，在一定的溫度下攪拌或超聲都會造成艾粉有效成分的揮發，而研磨法在常溫下進行，在包合過程中揮發較少、操作簡便、費用較少，因此研磨法更適宜制備艾粉包合物。

在試驗中，考慮到β-環糊精溶解于水中，在預設時間內可能沒有完全被利用，因此將包合液置于4 ℃冰箱冷藏12 h，當溫度降低時，未被利用的β-環糊精會析出，從而提高包合物的純度；由于無水乙醇對包合物具有很強的破壞作用，而乙酸乙酯可溶艾粉但不溶β-環糊精，因此選用乙酸乙酯洗滌未被包合的艾粉，從而得到包合效果更好的包合物。

本實驗根據艾粉所含成分的性質，采用β-環糊精包合技術，首次將艾粉揮發性成分進行包合，減少了揮發性物質的損失，為以艾粉為原料的相關劑型的開發提供借鑒。

[1] 吳麗芬，楊全，龐玉新，等.氣相色譜法同時測定艾粉中樟腦、異龍腦、L-龍腦、β-石竹烯和花椒油素的含量及其聚類分析[J].中國藥學雜志，2015，50(9)：745-749.

[2] 韋睿斌，龐玉新，楊全，等.艾納香黃酮類化學成分研究進展[J].廣東藥學院學報，2014，30(1)：123-127.

[3] 趙永亮，管景帥，溫金娥，等.β-環糊精研究及應用進展[J].河南工業大學學報(自然科學版)，2014，35(6)：97-102.

[4] 朱慶英，何佩芝.D-樟腦與β-環糊精包合物的結構表征[J].波譜學雜志，2015，32(1)：87-94.

[5] 姜大勇.環糊精的發展及特性研究[J].中國果菜，2015，35(4)：39-41.

[6] 趙慧萍，王浩，孟祥軍.β-環糊精包合技術在藥學領域應用的概述[J].沈陽醫學院學報，2009，11(2)：120-122.

[7] 李云，孫利偉，趙勝芳，等.β-環糊精包合技術在中藥藥劑中的應用[J].中國現代藥物應用，2009，3(1)：189-191.

[8] 趙海霞，陳浩，田景振.環糊精包合技術[J].山東中醫雜志，2000，19(4)：241-243.

[9] 鄒霞，徐睿來.飽和水溶液法制備冰片β-環糊精包合物的工藝研究[J].實用臨床醫學(江西)，2009，10(12)：6-8.

[10] 尤思路，高秀蓉，廖昌軍.飽和水溶液法制備葛根素的β-環糊精包合物研究[J].西南軍醫，2008，10(4)：17-19.

[11] 紀明慧，劉紅，舒火明，等.研磨法制備益智揮發油β-環糊精包合物的工藝研究[J].海南師范大學學報(自然科學版)，2008，21(1)：52-55.

[12] 韓光，李景華，劉蕾，等.超聲法制備穿心蓮內酯-β-環糊精包合物的研究[J].中國新藥雜志，2008，17(7)：582-585.

OptimizationofPreparationMethodandTechnologyofAifen-β-cyclodextrinInclusionCompoundbyOrthogonalExperiment

XIE Xiaoli1，2，3，WANGKai2，3，PANGYuxin2，3*，YANGQuan1*，CHENZhenxia2，3

(1.SchoolofTraditionalChinese，GuangdongPharmaceuticalUniversity，Guangzhou510006，China；2.TropicalCropsGeneticResourcesInstitute，ChineseAcademyofTropicalAgriculturalSciences/KeyLaboratoryofCropGeneResourcesandGermplasmEnhancementinSouthernChina，Danzhou571737，China；3.HainanProvincialEngineeringResearchCenterforBlumeaBalsamifera，Danzhou571737，China；)

Objective：To optimize the method and the technology ofβ-cyclodextrin inclusion compound of Aifen.Methods：Thel-borneol ratio inclusion rate and inclusion compound complexes yield was selected as evaluation index，the Aifen inclusion compound process parameters of saturated aqueous solution method，grounding method and ultrasonic method were compared and optimized according to the orthogonal experiment.Results：Grounding method was comparative optimal.The method of trituration was suggest as the optimal inclusion method and the optimum inclusion process parameters were as follows：The weight ratio of Aifen andβ-cyclodextrin：1∶4，adding in 4 times water and triturating time：45 min；The test was repeated 3 times，with inclusion of the averagel-borneol ratio was 16.49%，the inclusion of the average complexes yield was 89.22%，the comprehensive score was 31.04.Conclusion：The average drug loading，the yield and the comprehensive score of Aifen prepared by grounding method were higher than those of the other two methods，and the process is simple，reasonable and feasible，can be as a method of improving the stability of Aifen.Therefore，the optimization is grounding method.

Aifen；β-cyclodextrin；inclusion compound；orthogonal experiment；preparation technology

2015-07-15)

國家自然科學基金項目(81303171/81374065)；國家國際科技合作專項項目(2011DFB31690)

*

龐玉新，副研究員，研究方向：南藥資源研究與開發利用；Tel：(0898)23300268，E-mail：blumeachina@126.com 楊全，教授，研究方向：中藥資源與開發研究；Tel：(020-)39352353，E-mail：yangquan7208@vip.163.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2016.3.021