广藿香中挥发油的提取及β-环糊精的包合研究

2009-06-25李威杨洋

现代农业科技 2009年14期

李威杨洋

摘要应用水蒸气蒸馏法提取广藿香中挥发油,然后采用正交试验法,以β-CD和广藿香挥发油投料比、包合时间、包合温度为影响因素,以包合物收得率和挥发油包合率的综合评分为指标,选择广藿香挥发油的最佳提取条件及其β-环糊精(β-CD)包合工艺。结果表明,最佳工艺条件为挥发油与β-环糊精之比为1∶8,搅拌强度为600rpm,包含温度为50℃,包合时间为1h。

关键词广藿香;挥发油;提取工艺;正交试验;β-CD

中图分类号 Q949.9 文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)14-0323-02

广藿香挥发油在制备过程中常常因挥发损失而影响疗效,采用β-环糊精(β-CD)包合技术,将其制成包合物,可以减少挥发油生产、储存过程中的挥发或氧化变质,从而提高制剂的稳定性,利于制剂,疗效也更加确切。本试验对其制成β-CD包合物的工艺进行研究,用包合物收得率和挥发油包合率的综合评分为指标并用正交试验法优选了包合工艺,并做了挥发油空白收得率的测定,以为广藿香挥发油β-CD包合物制备提供参考。

1仪器与试剂

电子调温电热套(98-I-B型,天津市泰斯特仪器有限公司);中草药万能粉碎机(FW177型,天津市泰斯特仪器有限公司);恒温磁力搅拌器(85-2型,金坛市大地自动化仪器厂);广藿香(九州通集团湖北金贵中药饮片公司);β-CD(纯度≥99.0%,洛阳市化学试剂厂);石油醚、乙酸乙酯、冰醋酸,其他试剂均为分析纯。

2预测性试验

2.1预测性试验目的

《中华人民共和国药典》2005版附录XD挥发油测定法有2种,如果ρ油<ρ水即用甲法;如果ρ油>ρ水即用乙法。因此,需要由预测性试验的结果,即提取出来挥发油的密度来确定采用的方法。

2.2预测性试验方法

将广藿香用中草药万能粉碎机粉碎后,在水槽中浸泡4h,加水量为广藿香的10倍,将广藿香和浸泡的水一起倒入挥发油提取器中,按照《中华人民共和国药典》2005版附录XD挥发油测定法进行操作验证,采用其中的甲法或是乙法。方法如下:

取供试品适量(约相当于含挥发油0.5～1.0mL),称定重量(准确至0.01g),置烧瓶中,加水300～500mL(或适量),振摇混合后,连接挥发油测定器与回流冷凝管。自冷凝管上端加水使充满挥发油测定器的刻度部分,并溢流入烧瓶时为止。置电热套中缓慢加热至沸,并保持微沸约5h,至测定器中油量不再增加,停止加热,放置1h,观察油层是浮在水上还是沉在水下。

2.3预测性试验结果

提取出的广藿香挥发油浮于水面,即密度比水小,为轻油,由此确定采用甲法进行试验。

3方法与结果

3.1广藿香挥发油的提取工艺

取供试品广藿香,称定重150g,先按表1中所示加相应量的水,再按表中1所示时间浸泡相应时间,再装入圆底烧瓶中(必须按相应的料液比装入)。将烧瓶置于电子调温电热套上,再连接挥发油测定器与回流冷凝管。自冷凝管上端加水使充满挥发油测定器的刻度部分,并溢流入烧瓶时为止。缓慢加热至微沸后观察,从第1滴馏出液流出时开始记时,连续蒸馏6h,收集馏出液。

3.2β-环糊精包合物制备工艺研究

3.2.1包合物的制备。称取β-CD 25.0g放入锥形瓶中,加入500mL蒸馏水加热溶解,按表1量加入广藿香挥发油,用磁力搅拌嚣搅拌一定时间后冷藏。静置24h,过滤,用60%乙醇洗涤沉淀,晾干,在51℃的温度下干燥4h,即得成品。

3.2.2包合物中挥发油的提取。精密称取上一步中制得的包合物质量,置于挥发油提取器中,然后加蒸馏水200 mL,按照《中华人民共和国药典》2005年版附录XD挥发油测定法(甲法)进行操作。读取挥发油量,按如下公式进行计算:

包合物回收率(%)=包合物质量/(挥发油重量+β-CD重)×100;

挥发油包合率(%)=包合物中挥发油回收量/(挥发油投入量×空白回收率)×100;

综合评分=包合物收率×30%+挥发油包合率×70%。

3.2.3挥发油空白回收率的测定。取挥发油1mL,置于装有玻璃珠的圆底烧瓶中,加蒸馏水100mL,连接挥发油提取器,按照《中华人民共和国药典》2005年版附录XD挥发油测定法(甲法)进行操作。加热煮沸至油量不再增加时停止加热,放置1h以上,读取挥发油量。空白回收率(%)=实际测得挥发油量/蒸馏前投油量×100。

3.2.4正交试验。经初步试验,选定β-CD和广藿香挥发油投料比(A)、包合温度(B)、包合时间(C)为影响因素(不计交互影响),以包合物收得率和挥发油包合率的综合评分为指标,利用L9(34)正交表设计正交试验寻找最佳的提取条件。具体影响因素见表1,试验水平及结果见表2,方差分析结果见表3。比较表2中各因素的级差值(R)的大小,选出最佳工艺条件为A2B1C2D3。

3.2.5验证试验。对优选出的最佳工艺A2B1C2D3做验证试验,结果包合率为57.14%,收率为94.25%。可见包合率高于正交试验各结果,收得率与正交试验各结果相比也有较高水平。因此,最佳包合工艺可行。

3.2.6薄层色谱验证。将包合物中包合的挥发油提取出来,然后将包合前的挥发油和从包合物中提取出的挥发油分别置具塞试管中,分别加入适量无水乙醇溶解。再分别吸取上述样品10μL点于同一块硅胶G薄层板上,以石油醚-乙酸乙酯-冰醋酸(90∶5∶0.1)为展开剂,展开、取出、晾干,喷以5%Fecl3乙醇溶液,至斑点显现。观察所呈现斑点,包合前、后挥发油在相同位置上显现相同颜色斑点,表明包合前、后挥发油成分无变化,所以包合物质量较好,包合过程对挥发油成分无影响。

4讨论

4.1应注意的问题

加热方式以可控温电热套为宜,因电热套的发热量比油浴大数倍,用于水蒸气蒸馏的效果非常好。又因煮沸生药时,或多或少会起泡,所以必须调节输入电压以调节加热量。

应注意仔细清洁仪器,尤其是接受器的刻度部分,否则,在放油层读数时,由于接受器未清洁干净,油层会粘附于内壁,不能完全下降到刻度管底部,影响读数。

4.2仪器因素对提取挥发油的影响

广藿香挥发油自身性质相对来说比较稳定,可以在微沸的高温下提取,而且在试验中观察到广藿香的挥发油和水的分离界线十分明显,不存在芳香水现象。水蒸气发生装置能保证持续的水蒸气供应,长颈圆底烧瓶虽然是单口,但没有用胶塞,而是直接接上冷凝管,这样使得含有挥发油的水蒸气能快速冷凝回流。采用磨口玻璃衔接,也很好地保证了气密性。

4.3粉碎细度的影响

广藿香由于含有大量脂肪油,粉碎细度越大越不容易提取,所以只能粉碎几秒钟,并且在此试验中并没有将粉碎细度作为其中一项参考指标;然而在挥发油的提取中它是一个不能忽视的因素。因为在一定条件下,挥发油与粉碎细度成反比关系,可是由于广藿香含有大量脂肪油,粉碎细度达到一定限度时,油量反而会减少。

4.4广藿香挥发油的包合

广藿香主要含挥发油,由于挥发油具有较强的挥发性,遇光和热不稳定,在制剂及储存过程中容易散失,因而影响广藿香制剂的稳定性。为了确保药物疗效,一般采用包合技术制成β-环糊精包合物。常用的挥发油包合方法主要有饱和溶液法、研磨法和超声法,目前广藿香挥发油的包合研究仅限于饱和水溶液法,包结方法单一,包结时间较长,包合率及提取物得率均较低,但是操作简单易行。

4.5实验室条件的影响

由于本实验的加水量比较大,而电热套的大小只能放1 000mL的烧瓶,那么每组试验必须分2组进行,从而影响精密度。在装入烧瓶时由于烧瓶的口很小,装入比较困难,有少量泄漏现象。因此,结果的精准程度不是很大。

5结论

试验结果表明,最佳工艺条件为挥发油与β-环糊精之比为1∶8(mL∶g),搅拌强度为600rpm,包含温度为50℃,包含时间为1h,按照本试验方法可得到较高的提取率及稳定包含物。

6参考文献

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