熊果酸-γ-环糊精包合物的超声制备及特性研究

纵 伟，张 华，袁文亮，赵光远

(郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南郑州450002)

熊果酸-γ-环糊精包合物的超声制备及特性研究

纵 伟，张 华，袁文亮，赵光远

(郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南郑州450002)

采用超声波强化制备熊果酸-γ-环糊精(UA-γ-CD)包合物。以UA包合率为指标，通过正交实验优化包合条件。结果表明，较优的工艺条件为超声功率220W、包合温度50℃、超声包合时间40min、UA∶γ-CD(mol∶mol)=1∶1。该条件下，UA包合率达到80.5%。红外光谱、X射线衍射和扫描电镜分析表明，超声处理后UA得到了包合。超声法简单、高效，是一种制备UA-γ-CD包合物的适宜方法。

熊果酸，γ-环糊精，超声，包合

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

γ-CD 上海西宝生物科技有限公司;95%UA陕西慧科有限公司;其余试剂 均为分析纯。

JY88-II超声波细胞粉碎机 上海新芝生物技术研究所;UV-2100紫外分光光度计 上海尤尼科仪器有限公司;Nicolet 5DXB傅立叶红外光谱仪 美国热电尼高力仪器公司;D8 ADVANCE X射线衍射仪 德国布鲁克公司;JSM-5310扫描电镜 日本电子株式会社。

1.2 实验方法

1.2.1 超声制备UA/γ-CD包合物 将UA溶解在乙醇溶液中，γ-CD溶于水中，然后将UA溶液和γ-CD溶液按不同摩尔比混合，在不同功率、不同温度下超声处理不同的时间，超声包合结束后，真空浓缩、干燥，得UA/γ-CD包合物。实验选取超声功率、包合温度、超声时间和UA∶γ-CD摩尔比4因素进行L9(34)正交实验，实验因素水平表见表1。

表1 实验因素水平表

1.2.2 UA含量测定 采用HPLC法进行测定［10］。

1.2.3 包合率的测定 精密称取一定量UA/γ-CD包合物，乙醇充分提取UA。HPLC分析UA含量，包合率按下式计算:

1.2.4 IR分析 将γ-CD、UA、γ-CD和UA物理混合物、UA/γ-CD包合物分别用KBr压片，在400～4000cm-1扫描，测定样品的吸收峰。

1.2.5 XRD分析 对γ-CD、UA、γ-CD和UA物理混合物、UA/γ-CD包合物进行XRD分析，测试条件:Co靶，管电压45kV，管电流30mA，角度2～40°。

1.2.6 SEM测定 将γ-CD、UA、γ-CD和UA物理混合物、UA/γ-CD包合物放在样品铜台上，真空抽干、镀金，进行SEM观察。

2 结果与讨论

2.1 超声包合条件的优化

正交实验结果见表2。由表2极差分析结果可知，各因素对包合率的影响程度依次为:D＞A＞C＞B，即UA∶γ-CD摩尔比＞超声功率＞包合时间＞包合温度。最佳提取条件为 A3B3C2D2，即超声功率220W、包合温度50℃、包合时间40min、UA∶γ-CD摩尔比1∶1。

对表2的实验结果进行方差分析和F检验，结果见表3。从各因素对包合综合评价值的影响来看，UA:γ-CD摩尔比值对包合率在所考察的范围内影响显著，而超声功率、包合温度和包合时间对包合率在所考察的范围内影响均不显著。按上述最佳条件进行放大实验，得包合率为80.5%。

表2 正交实验结果

表3 各因素对包合率的方差分析结果

2.2 IR分析

γ-CD、UA、γ-CD和UA物理混合物和UA/γ-CD包合物的IR光谱见图1。

图1 γ-CD、UA、物理混合物和UA/γ-CD包合物的IR光谱注:a:UA;b:γ-CD;c:物理混合物;d:包合物;图2、图3同。

从图1中可见，UA分子在1691、2925和3422cm-1处分别存在C=O、CH2、O-H振动峰;γ-CD和UA物理混合物的1691、2925、3422cm-1处仍然存在这三个振动峰，且强度变化不大，而包合物的红外图谱在1691cm-1和2925cm-1处的伸缩振动峰较包合前明显减弱，表明UA分子被包合在γ-CD内部。

2.3 XRD分析

γ-CD、UA、γ-CD和UA物理混合物、UA/γ-CD包合物的XRD图谱如图2所示。

图2 γ-CD、UA、物理混合物和UA/γ-CD包合物的XRD图

UA的XRD在5.48°和14.48°有尖锐的衍射峰，而γ-CD没有明显的衍射峰，γ-CD和UA物理混合物显示了UA和γ-CD衍射叠加，表明混合物为二者机械混合;UA/γ-CD包合物在12.16°、16.36°、18.6°、21.68°有尖锐的衍射峰，不同于UA和γ-CD衍射的混合叠加，是新的衍射图形，证明包合物形成。

2.4 SEM分析

γ-CD、UA、γ-CD和UA物理混合物、UA/γ-CD包合物的SEM图见图3。

如图3可见，UA为条状晶体，而γ-CD为光滑的圆球形，γ-CD和UA物理混合物表现为γ-CD为光滑的圆球形和UA条状晶体的机械混合。而超声处理后，光滑的γ-CD圆球形和UA条状晶体都消失，表明UA条状晶体已被γ-CD包合，而γ-CD包合UA后，其光滑的圆球形被破坏。

图3 γ-CD、UA、物理混合物和UA/γ-CD包合物的SEM图(×500)

3 结论

根据实验结果，UA∶γ-CD摩尔比对包合影响最著，最佳包合工艺为超声功率220W、包合温度50℃、包合时间40min、UA∶γ-CD摩尔比1∶1，包合率为80.5%。IR、XRD和SEM等仪器表征表明，超声制备UA-γ-CD包合物是成功的。超声制备UA-γ-CD包合物简单可行，是一种制备UA-γ-CD包合物的较好方法。

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Study on the preparation of ursolic acid-γ-cyclodextrin inclusion complex by ultrasonic wave and its characteristic

ZONG Wei，ZHANG Hua，YUAN Wen-liang，ZHAO Guang-yuan
(School of Food and Biological Engineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou 450002，China)

The inclusion complexes of ursolic acid(UA)with γ-cyclodextrin(γ-CD)were prepared by ultrasonic method.The optimum conditions were determined by orthogonal design taking the inclusion rate of UA as an index. The result showed that the optimum conditions were ultrasonic power 220W，temperature 50℃，duration time 40min and UA(mol)∶γ-CD(mol)=1∶1.The inclusion rate was 80.5%.The analysis result of IR，XRD and SEM indicated that the inclusion method was successful.The ultrasonic wave method is a simple，reliable and efficient inclusion procedure of UA-γ-CD。

ursolic acid;γ-cyclodextrin;ultrasonic wave;inclusion complex

TS201.1

B

1002-0306(2011)03-0237-03

熊果酸(Ursolic acid，简称UA)又名乌索酸，是一种五环三萜类化合物，是一种具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤、降血糖等多种功能作用的保健功能因子［1-3］，广泛存在于红枣、苦丁茶等多种保健食品原料中［4-5］。但UA具有强疏水性，因此，其生物利用度非常低，在保健食品中的使用受到了很大的限制。环糊精(cyclodextrin，简称CD)是一类由6～8个葡萄糖单元以α-1，4-糖苷键结合而成为环状分子结构的化合物，其具有特殊的“外亲水，内疏水”的分子结构，可通过对UA的包合增强UA的溶解性，常用的CD主要有α-CD、β-CD和γ-CD，分别由6、7和8个葡萄糖单元构成［6］。目前，由于β-CD价格便宜，已被应用于UA的包合作用［7-8］，但β-CD的分子空穴较小，对有些化合物的包合作用效果不佳，而γ-CD的分子空穴较大，对有些化合物的包合效果要强于β-CD［9］。因此，本文研究γ-CD对UA的包合作用，并且采用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对包合物的性质进行研究，为UA/γ-CD包合物的制备和在保健食品中的应用提供理论基础。

2010-03-12

纵伟(1965-)，男，博士，教授，研究方向:功能食品。

国家自然科学基金项目(20876152)。