月季花挥发油的提取及其β-环糊精包合物的初步研究
2019-02-13张敏娜王光辉丁瑞芳王利涛
张敏娜 王光辉 丁瑞芳 王利涛
摘 要 目的:研究月季花挥发油的最佳提取工艺并对其β-环糊精包合物进行初步研究。方法:采用水蒸气蒸馏法提取月季花中挥发油,以挥发油得率为指标,采用L9(34)正交试验优化最佳提取工艺;采用饱和水溶液-超声法制备挥发油β-环糊精包合物并用显微镜法和红外光谱法对包合物鉴别。结果:挥发油最佳提取工艺条件为A3B1C3,即采用粗粉,加入8倍量的水,浸泡6 h,提取10 h;经显微镜法和红外光谱法分析,月季花挥发油包合前后具有明显不同的特征。结论:本提取工艺简单、可行,可为月季花挥发油新制剂的开发提供科学依据。
关键词 月季花 挥发油 正交试验 β-环糊精
中图分类号:R284.2 文献标志码:A 文章编号:1006-1533(2019)01-0062-04
Extraction of volatile oil from Rosa chinensis Jacq and primary study on the inclusion compound of β-cyclodextrin*
ZHANG Minna**, WANG Guanghui, DING Ruifang, WANG Litao
(Pharmaceutical College, Jining Medical University, Shandong Rizhao 276826, China)
ABSTRACT Objective: To optimize the extraction technology of volatile oil from Rosa chinensis Jacq and to study its inclusion compound of b-cyclodextrin. Methods: Volatile oil was extracted from Rosa chinensis Jacq by steam distillation and its optimal extraction process was selected using the yield of volatile oil as the index by L9(34) orthogonal test. β-cyclodextrin inclusion compound of the volatile oil was prepared by saturated aqueous solution ultrasonic method and identified by microscopy and infrared spectroscopy. Results: The optimal process for volatile oil extraction was as follows: using coarse powder, 8-fold water, soaking for 6 h, extracting for 10 h. The analysis by microscopy and infrared spectroscopy showed that the inclusion of volatile oil from Rosa chinensis Jacq had distinct characteristics before and after inclusion. Conclusion: This technology is simple and feasible, can provide a scientific basis for the development of new preparation of the volatile oil from Rosa chinensis Jacq.
KEy WORDS Rosa chinensis Jacq; volatile oil; orthogonal experiment; β-cyclodextrin
月季花为蔷薇科植物月季(Rosa chinensis Jacq.)的干燥花,全年均可采收,主要含有黄酮类、酚酸类和挥发油等成分[1-3],具有活血調经,疏肝解郁之功效[4]。近年来,对月季花的研究主要集中在化学成分的提取分离、同科植物鉴别及药理作用研究上[5-7],对挥发油提取工艺的研究较少。为了有效提取月季花中挥发油,本文采用水蒸气蒸馏法,以挥发油得率为评价指标,考察粉碎度、加水倍数、提取时间和浸泡时间等因素对挥发油得率的影响,通过正交试验优选月季花挥发油最佳提取工艺。由于挥发油易挥发、性质不稳定,在制剂或贮存时易损失,从而影响成品质量,因此,本文采用b-环糊精包合技术,将其制成包合物,为月季花挥发油新制剂的开发提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 仪器
挥发油测定器(挥发油量管5 ml,北京玻璃仪器厂);KDM型调温电热套(山东甄城华鲁电热仪器有限公司);电子天平(北京赛多利斯天平有限公司);IR Tracer-100红外光谱仪(日本岛津公司);VMB1100显微镜(苏州景通仪器公司);DH-202电热恒温干燥箱(天津市福元铭仪器有限公司);HW.SY11-K电热恒温水浴锅(北京长风仪器公司);FW135中草药粉碎机(天津泰斯特仪器有限公司)。
1.2 药材与试剂
月季花购自东营市康美药业,由济宁医学院中药教研室付英杰副教授鉴定为真品。正己烷、无水乙醇、b-环糊精均为分析纯;水为娃哈哈纯净水。
1.3 方法
1.3.1 挥发油的提取及挥发油得率测定
称取月季花100 g置圆底烧瓶中,加水适量,浸泡适当时间,从挥发油测定器上方加正己烷1.0 ml,照《中国药典》挥发油测定法甲法操作[8],回流提取一定时间,然后静置5 min,开启测定器下端活塞,收集正己烷溶液,水浴挥去正己烷,精密称定挥发油重量。挥发油得率(%)=挥发油重量(g)/月季花重量(g)×100%[9]。
1.3.2 单因素试验
根据预实验结果选择粉碎度、加水倍数、提取时间和浸泡时间4个因素并设置相关水平,考察各因素水平对挥发油得率的影响。
1.3.3 正交试验因素水平设计
根据单因素试验结果,浸泡时间对挥发油得率影响较小,为节省时间,选择浸泡6 h,以粉碎度(A)、加水倍數(B)和提取时间(C)为考察因素,每个因素3个水平,按L9(34)正交表设计试验,因素水平见表1,以挥发油得率为考察指标,优选挥发油最佳提取条件。
1.3.4 月季花挥发油包合物制备
采用饱和水溶液-超声法制备月季花挥发油的b-环糊精包合物[10]。制备β-环糊精饱和水溶液,取月季花挥发油乙醇溶液2 ml缓慢滴入到饱和溶液中(饱和溶液体积︰挥发油乙醇溶液体积=6︰1),超声1 h,置冰箱冷藏24 h,抽滤、洗涤、干燥,得白色粉末状包合物。
2 结果
2.1 单因素试验
结果表明,挥发油得率随粉碎度的减小先增后减;随加水倍数的增大先增后减,在加水倍数为4~8倍时,挥发油得率增加较快,加水倍数大于8开始减小;随提取时间的延长挥发油得率在4~8 h增加较快,但8 h以后趋于平稳;浸泡时间在6 h以上挥发油得率变化不明显(图1)。
2.2 正交试验结果及分析
正交试验结果及分析见表2、3。
由表2、3可知,各个因素对月季花挥发油得率的影响程度由大到小依次为:A>C>B,即粉碎度>提取时间>加水倍数。其中,粉碎度对提取率有显著性影响(P<0.05),最终确定月季花挥发油的最佳提取工艺为A3B1C3,即采用粗粉,加入8倍量水,浸泡6 h,提取10 h。
2.3 提取工艺验证
按A3B1C3进行3次平行试验验证最优工艺条件,测得挥发油得率分别为0.336%、0.329%和0.331%,平均得率为0.332%,RSD为1.1%,表明此提取工艺稳定,重复性好。
2.4 包合物的验证
2.4.1 显微镜法
取月季花挥发油包合物和空白β-环糊精包合物制备水装片,置显微镜下观察(10×10倍),二者有明显差异(图2),说明挥发油包合物已经形成。
2.4.2 红外光谱法
取月季花挥发油、β-环糊精、包合物、挥发油与β-环糊精的物理混合物各1.0 mg,采用溴化钾法压片,测定它们的红外光谱(图3)。结果发现,包合物与b-环糊精红外图谱虽具有一定相似,但峰不完全相同,包合物在2 840 cm-1和2 920 cm-1有与挥发油相同的峰,而b-环糊精没有这两个峰,表明包合物与b-环糊精是两种不同的物相。挥发油在1 720 cm-1有羰基伸缩振动峰,混合物中也有此峰,但在包合物中消失,说明挥发油包合物已形成。
3 讨论
前期实验发现,通过挥发油测定器读取挥发油体积误差较大,故在挥发油测定器中加入正己烷,待蒸馏结束挥去正己烷,再准确称量挥发油重量,计算挥发油得率。
笔者曾尝试采用细粉提取挥发油,但较难提取,提取率明显降低,可能是粉碎过细,一方面使药材表面溶液的黏度增加,扩散系数降低使挥发油提取率降低[11],另一方面会使部分油室细胞破裂,挥发油流失[12],因此,在单因素试验考察粉碎度时,未将细粉作为考察水平。
采用显微鉴别法和红外光谱鉴别法对月季花挥发油b-环糊精包合物进行了初步研究,表明月季花挥发油b-环糊精包合物已经形成,建议日后可对最佳包合工艺进行进一步研究。
参考文献
[1] 李菲. 玫瑰花和月季花挥发油成分的比较[J]. 中国药师, 2016, 19(1): 182-184.
[2] 程博琳. 月季花的现代研究[J]. 中医学报, 2014, 29(5): 711-712.
[3] 赵倩, 张宏武, 陈卫平, 等. 月季花化学成分的研究(Ⅰ)[J].中草药, 2012, 43(8): 363-366.
[4] 国家药典委员会. 中国药典(一部)[S]. 北京: 中国医药科技出版社, 2015: 76.
[5] 刘谋治, 宋霞, 姜远英, 等. 月季花化学成分及药理作用的研究进展[J]. 药学实践杂志, 2015, 33(3): 198-200.
[6] 曾晓艳, 刘应蛟, 喻亚飞, 等. 玫瑰花与月季花的性状鉴别及GC-MS分析[J]. 湖南中医药大学学报, 2015, 35(6): 21-23.
[7] 夏至, 周艳, 王璐静, 等. 月季花、玫瑰及其近缘种ISSR分析与鉴定[J]. 中草药, 2016, 47(24): 4433-4438.
[8] 国家药典委员会. 中国药典(四部)[S]. 北京: 中国医药科技出版社, 2015: 203-204.
[9] 弓宝, 杨云, 黄立标, 等. 纤维素酶辅助提取沉香挥发油的工艺研究[J]. 中国新药杂志, 2013, 22(15): 1833-1835.
[10] 陶锋, 殷红. b-环糊精超声包合杭白菊挥发油的工艺研究[J]. 中华中医药学刊, 2011, 29(11): 2504-2505.
[11] 李奉勤, 田志国, 史冬霞, 等. 正交试验探讨降香挥发油的最佳提取条件[J]. 中国实验方剂学杂志, 2005, 11(4): 23-25.
[12] 杨荣平, 严倩茹, 王云红, 等. 当归挥发油提取工艺的研究[J]. 世界科学技术-中医药现代化, 2012, 14(6): 2235-2237.