原花青素羟丙基-β-环糊精包合物制备工艺的研究①

李守君，刘　丽，方　丹，王东艳，张玲，彭玉生

(佳木斯大学药学院，黑龙江 佳木斯 154007)



原花青素羟丙基-β-环糊精包合物制备工艺的研究①

李守君，刘丽，方丹，王东艳，张玲，彭玉生

(佳木斯大学药学院，黑龙江 佳木斯 154007)

摘要：目的：优化原花青素羟丙基-β-环糊精包合物的最佳制备工艺。方法：以包合率为指标，采用正交试验方法，对包合物的制备工艺进行优化。结果：确定最佳制备工艺投料质量比(原花青素和羟丙基-β-环糊精的质量比1:4)、羟丙基-β-环糊精质量分数30%、包合温度20℃、包合时间2.5h。结论：用溶液搅拌法对原花青素进行包合方法可行，包合率为24.5%。

关键词：原花青素；羟丙基-β-环糊精；包合物；制备工艺

原花青素(proanthocyanidin, PC)是一类多酚类化合物的总称，是由儿茶素，表儿茶素及表儿茶素没食子酸酯通过C4～C6或者C4～C8连接而成的具有不同聚合度的混合物[1]。原花青素具有抗氧化的作用和清除自由基的功能，研究表明，原花青素在体内抗氧化能力是维生素E的50倍、维生素C的20倍；还能预防心血管疾病，改善视觉功能、预防老年性痴呆、抗炎、抗过敏、抗辐射、抗突变、抗抑郁、皮肤美容和保健等诸多功能[2,3]。但由于PC含有多个酚羟基，酚羟基性质较为活泼，对空气、阳光、高温、高湿等外界环境十分敏感，容易被氧化和破坏，从而导致其稳定性较差，限制了对它的充分利用。为了增加PC的稳定性，能使其得到广泛应用，所以提高PC稳定性的至为关键[4]。

羟丙基-β-环糊精(hydroxypropyl-bera-cyclodextrin,HP-β-CD)是β-环糊精的一种羟烷基衍生物。对许多化合物具有优良的包合作用，可以提高被包合物质的稳定性，增加难溶性药物的溶解性、降低药物毒副作用以及提高药物的生物利用度[5]。HP-β-CD作为一种药物的辅料，在药剂学方面已经有了广泛的使用[6]。但国内外有关原花青素HP-β-CD包合物研究的文献较少。本研究为原花青素包合物的制备工艺及开发利用提供一些理论依据。

1材料与方法

1.1材料

BP211D电子天平(德国Sartorius公司)；CL-2A磁力加热搅拌器(郑州长城科工贸有限公司)；KQ-500DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；765型紫外可见分光光度计(上海仪电科学仪器股份有限公司)；101-1型恒温干燥箱(江苏金坛市大地自动化仪器厂)；304317型冷冻干燥机(美国Virtis公司)；DL-5-B型离心机(上海安亭科学仪器厂)香草醛、盐酸、甲醇均为化学纯；水均为二次蒸馏水；原花青素(吉林大森林生物化工有限公司)；羟丙基-β-环糊精(山东滨州智源生物科技有限公司)。

1.2方法1.2.1标准曲线的制备

采用香草醛-盐酸法[7]。精密称取儿茶素标准品0.1g，置100mL容量瓶中，加蒸馏水定容至刻度，摇匀即得1.0mg/mL的标准溶液。分别精密吸取1.0mg/mL的儿茶素标准溶液2.5、3.75、5.0、6.25、7.5、8.75mL于25.0mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，配制成相应浓度的标准溶液，再分别吸取1mL不同浓度的标准溶液于10mL试管(外包铝箔)中，加入4%香草醛甲醇溶液6mL和浓盐酸3mL，摇匀，室温下放置20min，用空白作对照，在500nm处测定吸光度。以吸光度值为纵坐标、浓度为横坐标作图获得标准曲线，得到回归方程y=2.024x+0.0909(R2=0.9996)。

图1　儿茶素标准曲线

1.2.2包合率的计算

精密称取适量的包合物，加入适量的蒸馏水将其溶解，高速离心后，取适量上清液测定其吸光度。通过标准曲线得出包合物中原花青素的含量，然后计算包合率=包合物中原花青素的质量/投入的原花青素质量×100%。

1.2.3包合方法的选择

按投料质量比1:4精密称量原花青素和HP-β-CD各3份，分别用溶液搅拌法、研磨法、超声法制备包合物，然后测定包合物中原花青素的含量，计算包合率。

1.2.4单因素试验1.2.4.1投料比对包合效果的影响

分别选取质量比为1:1，1:2，1:4，1:6，1:8的原花青素与HP-β-CD，将HP-β-CD配置成质量分数为30%的溶液，包合温度为30℃，在包合时间为2.5 h下溶液搅拌法制备包合物。

1.2.4.2HP-β-CD质量分数对包合效果的影响

分别选取质量分数为15%，20%，25%，30%，35%HP-β-CD的溶液，原花青素与HP-β-CD的质量比为1:4，在包合温度30℃、包合时间为2.5 h 的条件下，溶液搅拌法制备包合物。

1.2.4.3包合温度对包合效果的影响

设置包合温度为20℃，30℃，40℃，50℃，60℃，在原花青素与HP-β-CD的质量比为 1:4，质量分数30%的HP-β-CD溶液、包合时间为2.5h的条件下进行溶液搅拌法制备包合物。

1.2.4.4包合时间对包合效果的影响

在原花青素与HP-β-CD 的质量比为 1:4，质量分数30%的HP-β-CD溶液、包合温度为30℃的条件下，分别搅拌0.5，1，1.5，2，2.5h制备包合物。

1.2.5正交试验

根据对包合条件试验结果分析，选取原花青素与HP-β-CD的质量比(A)、HP-β-CD质量分数(B)、包合温度(C)对包合效果影响较大，因此以包合物的包合率为指标，对三个因素进行L9(34)正交试验设计。然后利用正交设计助手V3.1软件进行辅助处理数据并分析。

2结果

2.1确定制备包合物的方法

由表1可知，在三种包合制备方法中，溶液搅拌法制备包合物的包合率最高，因此选择溶液搅拌法为原花青素羟丙基-β-环糊精包合物的制备方法。

表1　各包合方法的包合率

2.2单因素试验的结果分析2.2.1投料质量比对包合效果的影响

由图2可知，当投料质量比在1:1～1:4，包合物的包合率随原花青素与HP-β-CD的质量比增加而变大，但投料质量比大于1:4时，可能因为HP-β-CD过多以及原花青素与HP-β-CD的分布不均，导致包合率下降从而影响包合效果。因此，选取投料质量比为1:2，1:4，1:6作为正交试验的3个因素水平。

图2　投料比对包合效果的影响

2.2.2HP-β-CD质量分数对包合效果的影响

由图3可知，HP-β-CD质量分数在15%～25%，包合物的包合率随着HP-β-CD质量分数增大而上升，在质量分数为25%时，包合率最大，而后下降。前期增大，主要是HP-β-CD疏水性空腔结构为原花青素提供了充足的环境空间，使得原花青素更易于进入HP-β-CD空腔里面；当达到25%时，对于定量的原花青素来说，包合已经趋于平衡。因此，选取20%，25%，30%的HP-β-CD质量分数作为正交试验的3个因素水平。

图3　HP-β-CD质量分数对包合效果的影响

2.2.3包合温度对包合效果的影响

由图4可知，包合温度为30℃时，包合率最大，包合效果好。温度低，影响原花青素的溶解，使包合率下降。但高于40℃时，可能了破坏原花青素和HP-β-CD的结构，包合率下降从而影响包合效果。因此，选取包合温度20℃，30℃，40℃作为正交试验的3个因素水平。

图4　包合温度对包合效果的影响

2.2.4包合时间对包合效果的影响

由图 5 可知，在包合时间0.5～2.5h，包合物的包合率会随着包合时间的延长而变大，而后趋于平缓。说明包合时间对包合效果的影响较小，为了提高试验效率。因此，包合时间不作为正交试验的考察因素。

图5　包合时间对包合效果的影响

2.3正交试验优化制备工艺

对试验的结果进行分析，建立正交因素水平表，见表2。然后，通过正交试验，建立正交试验表及实验数据并进行方差分析，分别见表3和表4。

表3　L9(34)正交试验设计表及实验结果

由表3可知，最佳包合工艺组合为A1B3C2，各因素对包合效果影响的主次关系为B>A>C，即HP-β-CD质量分数>包合温度>投料质量比。由表4可知，表明因素B对包合效果的影响是显著，对试验的结果影响最大，因素A对试验的结果影响不显著，因素C对试验的结果影响最小。因此，通过正交试验得到溶液搅拌法制备包合物的最佳工艺条件为：原花青素与 HP-β-CD 的质量比为1:4，HP-β-CD质量分数为30%，包合温度为20℃。按此工艺条件进行验证，得到包合率为24.52% 。

表4　方差分析

3讨论

采用不同制备方法，确定溶液搅拌法较适用原花青素-HP-β-CD包合物的制备。通过对包合条件的考察，从而得知HP-β-CD质量分数对包合物制备的影响较大，利用正交试验优化得到了最佳制备工艺。制备的包合物将提高原花青素的稳定性，为其以后的研究提供了有利的试验依据，也从而说明羟丙基-β-环糊精作为包合材料得到了更广泛的应用，下一步计划对包合物进行质量研究。

参考文献：

[1]张华,曾桥.原花青素功能及应用进展[J].安徽农业科学,2011,39(9):5349-5350

[2]陈荣华,谷燕.原花青素的研究慨况[J].轻工科技,2013,176(7):7-8

[3]张星和.原花青素的应用前景[J].河南科技,2014,3:80

[4]王亚静,张蜀,邓红,等.增加原花青素稳定性的制剂学方法研究进展[J].广东药学院学报， 2014,30(2):245-248

[5]陈海琼,宋民宪,黄珍. 羟丙基-β-环糊精的研究概况[J].时珍国医国药，2006, 17(11):2303

[6]宋玉英,于玲,李彦艳,等. 羟丙基-β-环糊精在药剂学中的应用进展[J].医药导报，2010,29(10):1314-1317

[7]王侠.葡萄籽中化学成分的提取分离及结构鉴定[D].2008

[8]李晓静,赵国欣. 原花青素的分析方法概述[J]. 安徽农业科学,2011, 39(1):125-126

[9]邵伟,谢清春,王春香,等.槲皮素-羟丙基-B-环糊精包合物的研究[J].中药材,2002,25(2):121-123

基金项目：①佳木斯大学研究生科技创新项目，编号：LM2015_097。

作者简介：李守君(1962～)男,黑龙江绥化人，硕士，教授，硕士研究生导师，从事药物控释缓释及靶向研究。 通讯作者：刘丽 (1989～)女， 黑龙江双鸭山人，在读硕士研究生。E-mail：liu9li@163.com。

中图分类号：R284

文献标识码：A

文章编号：1008-0104(2016)04-0019-03

(收稿日期：2015-12-18)

The study on the preparation process of inclusion compound of procyanidins and hydroxypropyl-bera-cyclodextrin

LIShou-jun,LIULi,FANGDan,WANGDong-yan,ZHANGLing,PENGYu-sheng

(College of Pharmcy in Jiamusi University, Jiamusi 154007,China)

Abstract:Objective: To optimize the inclusion compound of best preparation process from procyanidins and hydroxypropyl-bera-cyclodextrin. Methods: The inclusion rate was taken as the index. The orthogonal experiment method was adopted. And the preparation process of inclusion compound was optimized. Results: The reactant ratio of the best preparation technology was determined (procyanidins and hydroxypropyl-bera-cyclodextrin of ratio, 1:4), mass fraction of Hydroxypropyl - beta - cyclodextrin 30%, inclusion temperature 20℃ and inclusion of time 2.5h. Conclusions: The solution mixing method of procyanidins inclusion is feasible, and the inclusion rate was 24.5%.

Key words:procyanidins; hydroxypropyl-bera-cyclodextrin; inclusion compound; preparation process