超聲法制備大蒜油β-環糊精包合物工藝的研究

周振華 駱航 王文淵 程澤能

(1. 中南大學藥學院，湖南 長沙 410013；2.永州職業技術學院藥學系，湖南 永州 425100)

超聲法制備大蒜油β-環糊精包合物工藝的研究

周振華1,2駱航1,2王文淵2程澤能1△

(1. 中南大學藥學院，湖南 長沙 410013；2.永州職業技術學院藥學系，湖南 永州 425100)

目的 研究超聲法制備大蒜油β-環糊精包合物的最佳工藝條件。方法 采用L9(34)正交實驗法，以β-環糊精和大蒜油投料比、包合溫度、包合時間及超聲功率為考察因素，以包合率和產率為考察指標，利用極差和方差分析確定最佳包合工藝條件并對包合物進行定性驗證。結果 超聲法制備大蒜油包合物的最佳工藝條件為：β-環糊精和大蒜油投料比(6∶1)，包合溫度(30 ℃)，超聲時間(25 min)，超聲功率(200 W)。結論 優選的超聲法制備大蒜油包合物工藝簡單，所需時間短，方便實用。

大蒜油； 超聲法； 包合物； β-環糊精

大蒜是百合科蔥屬植物蒜的鱗莖，在我國大量種植和食用。大蒜油是從大蒜中提取的揮發油，現代醫學證實其具有強烈的抗菌消炎、降血脂、改善冠狀動脈粥樣硬化、抗癌和防癌等功效[1]。本研究擬采用超聲法將大蒜油包含于β-環糊精的環狀中空結構中制成包合物[2]，并用正交實驗法，以大蒜油包合物產率和包合率為考察指標，通過極差和方差分析篩選大蒜油包合物的最佳工藝條件[3]報告如下。

1 材料與方法

1.1 材料 β-環糊精(上海化學試劑廠，干基純度98%以上)；大蒜揮發油(云南紫皮獨蒜中提取)；無水乙醇(廣州化學試劑廠，95%)；純化水；其他試劑均為分析純。SCQ-300超聲儀(上海聲浦超聲波設備廠)；HM-12絞肉機(安徽華菱西廚裝備股份有限公司)；101-0BS電熱鼓風恒溫干燥箱(邦西儀器科技有限公司)；W-301S恒溫水浴鍋(廣州市星爍儀器有限公司)；電冰箱(上海海爾集團)；揮發油提取器(上海玻璃儀器廠)。

1.2 方法與結果 (1)大蒜油的制備：先將大蒜頭手工去皮，再取潔凈無腐爛的大蒜瓣2 000 g，于絞肉機內絞碎，再置于圓底燒瓶中，加一定比例純化水水(M蒜∶M水=1∶2)，55 ℃恒溫水浴發酵4 h，多次間歇攪拌，大蒜經充分酶促反應后生成具有強烈辛辣味的大蒜油。水蒸氣蒸餾法提取時大蒜油由水蒸氣夾帶經冷凝管變成油水混合物流出，收集所得油水混合物，用無水硫酸鈉脫水，密閉保存，備用[4]。(2)正交試驗設計：采用正交試驗篩選超聲法制備大蒜油β-環糊精包合物的最佳配方及工藝，選擇超聲功率、包合溫度、超聲時間及β-環糊精和大蒜油投料比為考察因素[5], 每個因素3個水平的試驗方案。因素水平見表1。(3)超聲法制備大蒜油包合物工藝:取一定量大蒜油,平均成9份。按上述因素水平采用 L9(34)正交表進行試驗。即：將一定量β-環糊精溶入純化水中，制成5%的溶液，加熱溶解制成過飽和溶液[6]。將大蒜油用少量乙醇稀釋后，在不斷攪拌下滴入β-環糊精飽和水溶液中，于試驗溫度和功率超聲一定時間使大蒜油被包合，所得包合物混懸液于0～5 ℃冰箱冷藏放置24 h，抽濾，用無水乙醇洗滌數次至表面無油漬，40 ℃恒溫干燥箱干燥后取出研細，即得白色粉末狀的大蒜油β-CD包合物。(4)包合率及包合物產率的測定:將所制得的干燥大蒜油包合物精密稱重，置裝有沸石的圓底燒瓶中，加純化水，連接揮發油提取器，沸騰2～3 h，至油量不再增加時停止加熱。放置1 h 后至油呈清亮或亮黃色時讀數，再折算成包合物中實際含油率。按照以下公式計算包合率及包合物產率：包合率=包合物中大蒜油重(g)/投入原料重(g)×100%; 包合物產率=包合物重(g)/(大蒜油重+β-CD 重(g))×100%。包合率是衡量包合效果的主要指標，包合率越大則包合效果越好，所以作為篩選工藝的主要指標。包合物產率在工業生產上具有經濟意義，在β-環糊精和大蒜精油投入一定量的情況下產率越高則經濟效益越好，所以作為篩選工藝的次要指標。因此最后我們采用綜合評分法[7]評定。即 綜合評價值=70%×包合率(%)+30%×包合物產率(%)。

表1 因素水平表

2 結 果

2.1 正交試驗結果與分析 大蒜油β-環糊精的包合工藝條件篩選的正交試驗及極差分析結果見表2，對試驗結果進行方差分析和F檢驗。 由極差分析和方差分析可知β-環糊精和大蒜油質量比對β-環糊精的包合效果具有顯著性影響，而超聲功率、包合溫度、超聲時間對包合綜合評價值在考察的范圍內影響不顯著(P>0.05)。最終各因素對包合效果的影響主次順序為：D>B>A>C，即β-環糊精和油投料比>包合溫度>超聲功率>包合時間。故我們確定最佳的制備工藝條件為A2B1C1D2，即：超聲功率200 W、包合溫度30 ℃、包合時間25 min、β-環糊精和大蒜油投料比6∶1，見表2。

表2 正交試驗結果

2.2 驗證試驗 按照最佳制備工藝條件制備3批大蒜油β-環糊精包合物進行驗證實驗，經過稱量和計算，大蒜油平均包合率達78.6%，包合物產率達70.7%，兩項指標均超過正交試驗中的最大值。

3 討 論

將β-環糊精空白與大蒜油β-環糊精包合物在顯微鏡下觀察[8]，β-環糊精空白為規則板狀結構，大蒜油β-環糊精包合物為不規則粉末狀，形成了包合物。在硅膠薄層板上分別用大蒜油、從β-環糊精包合物中回收的大蒜油、β-環糊精空白樣、大蒜油β-環糊精包合物進行點樣[9]，以正己烷-苯(9∶0.5)為展開劑，展開，取出，晾干，置碘缸內顯色至斑點清晰。展開后結果:從β-環糊精包合物中回收的大蒜油與未進行過包合的大蒜油斑點一致，大蒜油β-環糊精包合物和β-環糊精空白樣無斑點。說明大蒜油與β-環糊精形成了包合物，并且大蒜油在包合前后成分無變化。本實驗通過對超聲功率、包合溫度、超聲時間及β-環糊精和大蒜油投料比等因素進行考察，β-環糊精大蒜油包合物的最佳工藝為：超聲功率200 W、包合溫度30 ℃、包合時間25 min、β-環糊精和大蒜油投料比6∶1。β-環糊精包合物制備工藝目前主要有研磨法、飽和水溶液法和超聲法。本試驗采用超聲波法的優勢是：超聲波法是振蕩式的包合，比機械攪拌包合效果好，可以使大蒜油與β-環糊精充分接觸形成包合物[10-11]。而且超聲波法制備β-環糊精包合物需要時間短，操作簡便，包合效果好，其異味較原品明顯減弱，減少了刺激性，便于臨床應用和推廣。

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湖南省永州市科技局項目[永科發(2015)10號]

R943

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1000-744X(2016)06-0591-02

2016-03-28)

△通信作者， E-mail:chengzenengcsu@yahoo.com.cn