環糊精包埋姜油樹脂工藝研究

余亞潔+王婷+張志鵬

摘要 采用超聲法制備姜油樹脂/β-環糊精包合物，以姜油樹脂中姜酚的包合率和包合物的產率為指標進行綜合評價。通過單因素及正交試驗，考察姜油樹脂/β-環糊精投料質量比、超聲溫度、超聲時間3個因素對于姜油樹脂/β-環糊精包合物的包合工藝影響，得到最佳的包合物制備工藝條件。結果表明：姜油樹脂/β-環糊精包合物的最佳包合工藝條件為主客體投料比為1∶10（g/g）、超聲溫度為55 ℃、超聲時間為21 min。在此優化條件下進行驗證，得到其平均包合率為54.64%，平均包合物產率為39.07%，平均綜合評價值為48.41%。

關鍵詞 姜油樹脂；β-環糊精；包合；超聲；工藝條件

中圖分類號 TS202.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）04-0252-03

Abstract The gingerol content entrapped cyclodextrin and the compound yield were investigated by ultrasonic method for the preparation between ginger oleoresin and β-cyclodextrin.The optimum conditions for the preparation of inclusion compound were obtained by the study of single factor and orthogonal experiment.The single factors included the ginger oleoresin/β-CD feeding quality ratio，ultrasonic temperature and ultrasonic time.The results showed that the parameters for the preparation of inclusion compound were as follows，the quality ratio between ginger oleoresin and β-CD was 1∶10（g/g），ultrasonic temperature was 55 ℃，ultrasonic time was 21 min.Under the optimized conditions，the average inclusion rate was 54.64%，the average inclusion yield was 39.07%，and the average comprehensive evaluation value was 48.41%.

Key words ginger oleoresin；β-cyclodextrin；inclusion；ultrasonic；technological conditions

姜油樹脂為棕色黏稠的液體，是生姜的提取產物，其主要成分包括揮發油、姜醇、姜酚等，其中的主要成分姜酚類物質具有降血脂、止吐、抗炎及健胃等藥理功效[1-3]，在國內姜油樹脂主要作為食品調味料使用。姜油樹脂本身黏性較大，其中的功效成分對溫度、光、氧等較為敏感，容易氧化變質，而且對人體黏膜也有較強的刺激性，這限制了姜油樹脂的應用范圍[4]。β-環糊精分子具有內疏水、外親水的結構，其疏水性空腔可以包絡客體分子，形成穩定的包合物，從而改變了客體分子的溶解度、揮發性和穩定性等理化性質，具有增加藥物的穩定性、防止藥物揮發、降低藥物的刺激性并增大藥物的溶解度等作用[5]。姜油樹脂中的姜酚類成分具有較大的疏水性，能夠進入到環糊精的空腔內部，從而避免自身結構的破壞。本研究利用超聲法制備環糊精-姜油包合物[6-8]，有助于提高姜油樹脂的穩定性，并使其粉末化，為擴大姜油樹脂的應用范圍奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試劑

姜油樹脂（吉安市天元藥用油廠生產），β-環糊精（β-CD，購自阿拉?。?，95%乙醇，香草醛（AR，上海中秦化學試劑有限公司生產），其余試劑為分析純。

1.2 試驗儀器

GZX-9030MBE 數顯鼓風干燥箱（上海博訊實業有限公司醫療設備廠）、DZF-6090真空干燥箱（上海滬粵明科學儀器有限公司）、LD-Y300A型高速萬能粉碎機（上海頂帥電器有限公司）、AR2130電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]、HZ-9212S回轉水浴恒溫振蕩器（太倉市華利達實驗設備有限公司）、D37520小型高速離心機（GERM-ANY公司）、KQ-500E型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）、UV-2600PC紫外/可見光分光光度計[島津企業管理（中國）有限公司]。

1.3 試驗方法

1.3.1 超聲法制備姜油樹脂/β-環糊精包合物。稱取適量 β-環糊精配制環糊精溶液，按β-環糊精∶水=1∶25的比例溶于水中，在40 ℃下水浴加熱，磁力攪拌一段時間，直至完全溶解形成無色透明溶液，混合均勻。稱取適量姜油樹脂，按一定比例加入環糊精溶液，超聲一定時間，并控制好超聲溫度。減壓抽濾并洗滌濾層，先后用乙醇及少量的蒸餾水洗滌，直至肉眼觀察無棕黃色姜油樹脂為止，抽濾后得到白色粉末，連同濾紙一同置于40 ℃下真空干燥24 h，直至恒重后，將濾層連同濾紙一同取出，研磨粉碎即得包合物。

1.3.2 姜辣素含量的測定。采用紫外分光光度計法，通過香草醛標準曲線來測定姜辣素含量，具體步驟如下：

精密稱取姜油樹脂0.100 0 g，用95%乙醇溶解定容于25 mL容量瓶中，搖勻，準確移取1.0 mL，用95%乙醇稀釋25 倍置于25 mL容量瓶中，得待測定的姜油樹脂樣品液。以95%乙醇作為空白參比溶液，在280 nm波長處，用1 cm比色皿測定其吸光度（A）值，代入香草醛回歸方程求出相應濃度ρ，繪制得到香草醛標準曲線回歸方程，并用以下公式計算姜油樹脂樣品中的姜酚含量。

姜酚（%）=■×100

式中，W為姜油樹脂的重量（g），V為測定的樣品溶液體積（mL），n為樣品溶液稀釋倍數，ρ為由標準曲線計算得到的香草醛質量濃度（μg/mL），2.001為姜酚與香草醛換算系數，106為微克換算為克數。

1.3.3 姜油樹脂包合效果的評價方法。按照下列公示計算包合率及包合物產率：

包合率（%）=■×100

包合物產率（%）=■×100

在確定評價指標時，由于包合率、包合物產率均為評價其包合作用的重要指標，故采用綜合評分法評定，按下列公式計算：

綜合評價值（%）=40%×包合物產率（%）+60%×包合率（%）

1.3.4 單因素試驗。將姜油樹脂與β-環糊精的投料質量比分別按照1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12的比例，超聲溫度25、35、45、55、65 ℃，超聲時間5、10、15、20、25 min。分別進行單因素試驗并按上述方法計算出姜辣素的提取率。

1.3.5 正交試驗。根據單因素試驗結果，以投料比、超聲時間、超聲溫度為考察因素，采用L9（34）正交表進行試驗，以包合物的包合率及包合物產率為指標進行綜合評價，對包合工藝進行優化，因素水平見表1。

2 結果與分析

2.1 主客體投料比對包合效果的影響

姜油樹脂/β-環糊精投料比對包合作用綜合評價值的影響如圖1所示。可以看出，隨著主客體投料比的增加，包合作用的綜合評價值呈現出先降后升而后再降的趨勢，當主客體投料比在1∶4～8（g/g）時，包合作用綜合評價值隨著主客體投料比的增加而減小；當主客體投料比在1∶8～10（g/g）時，包合作用綜合評價值隨著主客體投料比的增加明顯增加；主客體投料比1∶10（g/g）時包合作用綜合評價值達到最大值。

環糊精的用量越多，包合作用也越明顯，但當環糊精使用量過多時，由于反應為可逆反應，使得包合過程被抑制而減弱導致包合率和包合物產率降低。因此，將主客體投料比最優值確定為1∶10（g/g）。

2.2 超聲溫度對包合效果的影響

超聲溫度對包合作用綜合評價值的影響如圖2所示?？梢钥闯觯S著超聲溫度的增加，包合作用綜合評價值呈現出先升而后降的趨勢，當超聲溫度在35～55 ℃范圍時，綜合評價值隨著超聲溫度的增加而增大，當超聲溫度在55～65 ℃范圍時，綜合評價值隨著超聲溫度的增加明顯下降，超聲溫度在55 ℃時綜合評價值達到最大值。因此，將超聲溫度最優值確定為55 ℃。

2.3 超聲時間對包合效果的影響

超聲時間對包合作用綜合評價值的影響如圖3所示?？梢钥闯?，隨著超聲時間的增加，包合作用綜合評價值呈現出一個先升而后降的趨勢，當超聲時間在5～20 min范圍時，綜合評價值隨著超聲時間的增加而增大，當超聲時間在20～25 min范圍時，綜合評價值隨著超聲時間的增加明顯下降。其中，超聲時間在20 min時，綜合評價值達到最大值。因此，將超聲時間最優值確定為20 min。

2.4 正交試驗結果

2.4.1 正交試驗結果分析。根據單因素試驗，選取姜油樹脂/β-環糊精主客體投料比1∶10（g/g）、超聲溫度55 ℃、超聲時間20 min，采用L9（34）正交表進行試驗優化包合工藝，正交試驗結果如表2所示?？梢钥闯觯珹、B、C 3個因素具有顯著作用，其中A、B、C作用的大小為B>A>C。β-環糊精與姜油樹脂包合的最佳工藝條件為A2B3C3。即主客體投料比為1∶10，超聲溫度為55 ℃，超聲時間為21 min。

2.4.2 驗證試驗。為驗證正交試驗所得結果，在所得優化的包合物制備工藝條件下，即主客體投料比為1∶10、超聲溫度為55 ℃、超聲時間為21 min，平行試驗3次，得到平均包合率為54.64%，平均包合物產率為39.07%，平均綜合評價值為48.41%，與正交試驗所得預測值相近。因此，可以判斷根據正交試驗所得的包合制備工藝條件準確可靠，且有參考價值。

3 結論

研究表明，超聲法制備姜油樹脂/β-環糊精包合物的最佳工藝條件為主客體投料比為1∶10、超聲溫度為55 ℃、超聲時間為21 min。在此條件下制得的包合物其平均包合率為54.64%左右，平均包合物產率為39.07%，該包合工藝簡便可行，可得到較高包合率的產品。

4 參考文獻

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