當歸、薄荷揮發油提取及包合工藝研究

張玲玲 倪健 杜雪瑩 張欣 張娟 王海濤 楊春靜 付京 張淼 郝曉鳳 謝立科 曲昌海

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當歸、薄荷揮發油提取及包合工藝研究

張玲玲 倪健 杜雪瑩 張欣 張娟 王海濤 楊春靜 付京 張淼 郝曉鳳 謝立科 曲昌海

目的 優選當歸、薄荷揮發油的提取及β-環糊精包合工藝。 方法 采用水蒸氣蒸餾法進行提取，以加水倍量、蒸餾時間為考察因素，以揮發油體積為評價指標。包合工藝以溫度、攪拌時間、揮發油與β-環糊精和水的配比(mL∶g∶mL)為考察因素，以揮發油包合率和包合物產量為評價指標，采用飽和水溶液法，以正交試驗優選包合工藝。采用X射線衍射法和顯微鏡法對包合物進行驗證。 結果 優選的提取工藝為當歸、薄荷加8倍量水，提取6小時；包合工藝為溫度30℃，攪拌3小時，揮發油∶β-CD∶水=1∶6∶60(mL∶g∶mL)。驗證結果顯示包合物形成。結論 所選工藝合理、可行，可用于當歸、薄荷中揮發油的提取及揮發油與β-環糊精的包合。

當歸； 薄荷； 揮發油； 提取工藝； 包合工藝； β-環糊精

當歸為傘形科植物當歸AngelicaeSinensis(Oliv.) Diels干燥根，具有補血和血、調經止血、潤腸滑腸之功[1-2]。薄荷為唇形科植物薄荷MenthahaplocalyxBriq.的干燥地上部分，味辛涼，是一味常用解表藥，具有宣散風熱、清頭目、透疹之功效[3]。

據報道[4-5]當歸對多種實驗性肝損傷具有保護作用，當歸的水溶性成分含有阿魏酸、當歸多糖等，揮發油中主要含藁本內酯、丁烯基苯酚等40多種成分。薄荷揮發油具有清涼、鎮痛抗炎、殺菌止癢等較強的藥理作用，且廣泛應用于中藥方藥中[6]。為了更有效地提取二者的揮發油類成分，本文對其提取工藝進行了優化，并且對混合油進行了β-環糊精包合工藝的考察[7]。

1 材料與方法

1.1 試驗儀器

ZDHW型電熱套(天津市泰斯特儀器有限公司)；MP5002型電子天平(上海舜宇恒平科學儀器有限公司)；METTLER XS105型電子分析天平(梅特勒—托利多儀器有限公司)； DZ-2BC型真空干燥箱(天津市泰斯特儀器有限公司)；ZNCL-S-10D型多電磁力加熱板(河南愛博特科技發展有限公司)。

1.2 藥材與試劑

當歸(產地：甘肅，批號：501002827)；薄荷(產地：江蘇，批號：401002358)，均購自北京同仁堂(亳州)飲片有限責任公司，由本院中藥鑒定系劉春生教授鑒定，符合2015年版《中華人民共和國藥典》(一部)項下的有關要求；水(高純水)；β-環糊精(批號：130518)，購自山東新大精細化工有限公司；無水乙醇(批號：20150812，分析純)，購自北京化工廠。

1.3 當歸、薄荷揮發油提取工藝研究

1.3.1 試驗方法 考察溶劑倍量及提取時間，根據預試驗及文獻報道[7-9]，選取加水倍量(8倍、10倍、12倍)、蒸餾時間作為考察因素，以揮發油體積為評價指標[10-11]。稱取當歸300 g、薄荷125 g，三份，分別加入8、10、12倍量水，提取揮發油至油量不再增加，記錄不同溶劑倍量各時間點揮發油量。

1.3.2 工藝驗證試驗方法 稱取當歸300 g、薄荷125 g，共三份，按上述優選的工藝分別進行提取，并計算揮發油得率，揮發油得率(%)=揮發油量(mL)/藥材總質量(g)×100%。

1.4 揮發油的β-環糊精包合工藝研究

1.4.1 試驗方法 采用β-環糊精飽和水溶液法制備揮發油包合物。按照L9(34)正交試驗表安排試驗，根據預實驗，結合實際生產的需要，以出油量為指標考察溫度、攪拌時間、揮發油與β-環糊精和水的比例，具體見表1。

表1 正交因素表

1.4.2 包合物的制備 飽和水溶液法制備薄荷、當歸揮發油β-CD包合物，首先將β-CD 加入規定比例的蒸餾水中，攪拌均勻制成β-CD 飽和溶液，置磁力攪拌器上，控制條件溫度，緩慢滴加用乙醇稀釋的揮發油提取物(乙醇與揮發油體積比為1∶1)，攪拌規定的時間，抽濾，濾餅依次用水、無水乙醇洗至無揮發油味，40℃干燥，即得白色疏松狀包合物粉末[12-13]。

1.4.3 包合物中揮發油的提取 精密稱定上一步中制得的β-環糊精包合物，置于揮發油提取器中，然后加蒸餾水200 mL，按照2015年版《中華人民共和國藥典》(四部)項下揮發油測定法(甲法)進行操作。讀取揮發油量，按下述公式進行計算：包合物收率=包合物質量(g)/[揮發油重量(g)+β-CD重量(g)]×100%；實際包合率=包合物中揮發油含量(mL)/[投油量(mL)×空白回收率]×100%。

1.4.4 揮發油空白回收率的測定 取1 mL揮發油置于圓底燒瓶中，加蒸餾水100 mL，連接揮發油提取器，按照2015年版《中華人民共和國藥典》(四部)項下揮發油測定法(甲法)進行操作。加熱煮沸至油量不再增加時停止加熱，靜置1小時，讀取揮發油量。空白回收率=實際測得揮發油量(mL)/蒸餾前投油量(mL)×100%；以揮發油包合率為考察指標，優選揮發油最佳包合工藝。

1.5 包合物的驗證

1.5.1 包合物的顯微成像分析 取適量β-CD、揮發油包合物及揮發油與β-環糊精物理混合物，過100目篩，分別放于三張載玻片上，以少量蒸餾水分散溶解，蓋上蓋玻片，于400倍顯微鏡下觀察。

1.5.2 X射線衍射法 取β-CD與混合油的包合物、空白β-CD、混合揮發油與β-CD的物理混合物分別進行X射線衍射，以掃描角度為橫坐標，衍射強度為縱坐標，采用Origin軟件繪制X射線粉末衍射圖[14-15]。

2 結果

2.1 揮發油提取試驗結果

結果當加水量為8倍量時，出油量最高；提取6小時后，隨著時間的延長，出油量不再增加；因此選擇加水8倍量，提取6小時。詳見表2。

2.2 揮發油提取驗證結果

結果顯示，3批飲片揮發油的平均提取率為0.58%，RSD=1.408%，表明此工藝合理、可行。詳見表3。

表3 驗證試驗結果(n=3)

2.3 正交實驗及方差分析結果

正交實驗結果見表4，采用SPSS 17.0軟件進行分析。從直觀分析以及方差分析表，可以看出:(1)以包合物收率為考察指標時，方差結果顯示溫度、攪拌時間、揮發油∶β-CD∶水比例均沒有顯著影響，由直觀分析得到的最佳工藝為A2B2C2； (2)以實際包合率為評價指標時，方差分析結果顯示B因素(攪拌時間)具有顯著性差異，直觀分析顯示：最佳工藝為A1B2(3)C1；(3)根據綜合分析結果，可以看出同樣是只有B因素(攪拌時間)具有顯著差異，直觀分析得到的最佳工藝為：A1B3C1，即溫度30℃，攪拌時間3小時，揮發油(mL)∶β-CD(g)∶水(mL)=1∶6∶60。

2.4 包合物驗證試驗結果

2.4.1 包合物顯微成像 結果β-環糊精在顯微鏡下成板塊狀結晶，成像清晰；包合物為不透明的團狀物，晶粒粒度小，未見明顯油狀物；揮發油與β-環糊精物理混合物更類似于β-環糊精，且有細小油滴存在。詳見圖1。

2.4.2 包合物X射線衍射結果 由混合油包合物X射線衍射測定結果可知，混合揮發油與β-CD的物理混合物、β-CD、β-CD混合油包合物的主要特征峰有明顯的區別，物理混合物的衍射峰呈現混合油與β-CD疊加的特征，而包合物的衍射峰并非是混合油與β-CD的簡單疊加，包合物在2θ=5°～6°、10°～12°、12°、16°～18°、22°～24°左右產生新的吸收峰；在2θ=8°、10°、20°、24°、34°左右的吸收峰消失或減弱，表明混合油與β-CD形成了包合物。結果見圖2。

表2 不同溶劑倍量各時間點揮發油提取量(mL)

注：揮發油與β-環糊精物理混合物顯微圖揮發油包合物顯微圖

圖1 包合物顯微成像結果(×400)

圖2 包合物X射線衍射圖

表4 正交試驗結果表

3 討論

當歸、薄荷揮發油提取工藝研究中，2015版《中華人民共和國藥典》中當歸揮發油用重油提取器提取，而薄荷揮發油用輕油提取器提取，查閱相關文獻發現二者合提揮發油相關報道較少，因此對二者單獨提取以及合并提取進行了預實驗，發現合提之后，混合揮發油呈現輕油特性，即混合油密度小于水的密度，故而采用輕油提取器進行提取，并且合提之后，克服了當歸出油量過低、損失較大的問題。本試驗中將當歸與薄荷混合提取揮發油，對今后二者混合提油具有一定的指導意義。該工藝合理可行，且能節約能耗，符合工業生產的需求。

在包合過程中發現，當β-環糊精飽和溶液配制過程中，攪拌時間過久會析出結晶，影響包合物產率，因此，β-環糊精飽和水溶液配制過程中應盡量保證快速，從而保證試驗結果的可靠性。

β-環糊精包合物驗證方法有薄層色譜法、顯微觀察法、熱分析法、X射線衍射法、熒光光譜法及紫外光譜法等。本試驗選用的兩種方法操作較為簡單，準確度較高。但本試驗所提取的為當歸、薄荷的混合油，從表征只能判定包合物的形成，今后仍可對混合油成分通過氣質聯用技術進行測定表征。

[1] 宋秋月,付迎波,劉江,等.當歸的化學成分研究[J].中草藥,2011,42(10):1900-1904.

[2] 李曦,張麗宏,王曉曉,等.當歸化學成分及藥理作用研究進展[J].中藥材,2013,36(6): 1023-1028.

[3] 徐凌玉, 蔡芷辰, 錢士輝.薄荷化學成分的研究[J].中草藥,2013,44(20):2798-2802.

[4] 杜俊蓉,白波,余彥,等.當歸揮發油研究新進展[J].中國中藥雜志,2005,30(18): 1400-1406.

[5] 張新春,蔡大偉.當歸及其有效成分對實驗性肝損傷的保護作用[J].中國醫院藥學雜志,2008,28(9):739-741.

[6] 謝媛,王洛臨,施之琪,等.高壓均質法制備薄荷揮發油純膠包合物[J].中成藥,2015,37(2)：289-294.

[7] 陳秋實,張洪,吳杰,等.薄荷揮發油的提取及其β-環糊精包合物制備工藝研究[J].云南中醫學院學報,2008,31(1):13-16.

[8] 趙碧清,楊磊,黃海兵,等.川芎、薄荷揮發油的提取及包合工藝的研究[J].中南藥學,2007,5(4):311-314.

[9] 鄭偉然,陶永華,施靜,等.當歸揮發油水蒸氣蒸餾法提取工藝的優化[J].中國現代中藥,2013,15(10):879-882.

[10] 張云芳.正交實驗優選當歸揮發油的提取工藝[J].時珍國醫國藥,2007,18(8):1962-1963.

[11] 彭修娟,楊新杰,王月茹.逍遙顆粒中薄荷揮發油提取工藝研究[J].世界中醫藥,2015,10(2):255-257.

[12] 田禾,馮程,張伯鋒,等.健脾祛濕顆粒劑中揮發油β-環糊精包合工藝研究[J].遼寧中醫藥大學學報, 2015, 17(3): 46-49.

[13] 錢平,劉志輝,錢芳.當歸、甘松揮發油β-環糊精包合工藝研究[J].中成藥, 2010,32(4): 667-669.

[14] 司奇,吳丹,曹青日,等.纈草揮發油β-環糊精包合物的制備與評價[J].中國中藥雜志, 2013, 38(14): 2309-2313.

[15] 謝曉霞,楊建云,肖炳坤,等.X射線衍射法研究藥物多晶型應用進展[J].現代科學儀器,2013,4(2):8-12.

(本文編輯： 王馨瑤)

Study on the extraction and inclusion process of volatile oil from angelicae sinensis radix and mentha canadensis

ZHANGLingling,NIJian,DUXueying,etal.

InstituteofChinesePharmacy,BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100102,China

QUChanghai，E-mail:quchanghai@bucm.edu.cn

Objective To optimize the extraction process of essential oil from Angelica sinensis and Mentha Canadensis and the inclusion process of beta cyclodextrin. Methods Steam distillation was used to extract, the amount of water and distillation time were taken as the research factors, and the volume of volatile oil was used as the evaluation index. Temperature, mixing time, the ratio of volatile oil, beta cyclodextrin and water (mL∶g∶mL) were taken as the research factors of inclusion process. The inclusion rate and inclusion yield of volatile oil were used as evaluation indexes, and saturated water solution method was used, the inclusion process was optimized by orthogonal test. The inclusion complexes were verified by X ray diffraction and microscopy. Results The optimized extraction conditions were 8 times amount of water, extracting for 6 hours. The optimized inclusion conditions were the temperature is 30℃, stirring for 3 hours, the volatile oil∶beta -CD∶ water =1∶6∶60 (mL∶g∶mL). Validation results showed inclusion complexes formed. Conclusion The process is reasonable and feasible, and can be used for the extraction of volatile oil from Angelica sinensis and Mentha Canadensis,, and be used for the inclusion of volatile oil and beta cyclodextrin.

Angelicae sinensis radix; Mentha canadensis; Volatile oil； Extraction technology； Inclusion technology； β-cyclodextrin

北京市科學技術委員會“十病十藥”專項基金(Z141100002214001)

100102 北京中醫藥大學中藥學院[張玲玲(碩士研究生)、倪健、杜雪瑩(碩士研究生)、張欣(碩士研究生)、張娟(碩士研究生)、王海濤(碩士研究生)、楊春靜(博士研究生)、付京(博士研究生)、張淼(博士研究生)、曲昌海]；中國醫學科學院眼科醫院內障眼病2科(郝曉鳳、謝立科)

張玲玲(1990- )，女，2014級在讀碩士研究生。研究方向：中藥新劑型與新技術。E-mail：zjiuling@163.com

曲昌海(1980- )，博士，助理研究員。研究方向：藥物制劑新技術及遞藥系統研究。E-mail：quchanghai@bucm.edu.cn

R284.2

A

10.3969/j.issn.1674-1749.2017.07.007

2016-06-16)