環(huán)糊精包埋姜油樹(shù)脂工藝研究

余亞潔+王婷+張志鵬

摘要 采用超聲法制備姜油樹(shù)脂/β-環(huán)糊精包合物，以姜油樹(shù)脂中姜酚的包合率和包合物的產(chǎn)率為指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。通過(guò)單因素及正交試驗(yàn)，考察姜油樹(shù)脂/β-環(huán)糊精投料質(zhì)量比、超聲溫度、超聲時(shí)間3個(gè)因素對(duì)于姜油樹(shù)脂/β-環(huán)糊精包合物的包合工藝影響，得到最佳的包合物制備工藝條件。結(jié)果表明：姜油樹(shù)脂/β-環(huán)糊精包合物的最佳包合工藝條件為主客體投料比為1∶10（g/g）、超聲溫度為55 ℃、超聲時(shí)間為21 min。在此優(yōu)化條件下進(jìn)行驗(yàn)證，得到其平均包合率為54.64%，平均包合物產(chǎn)率為39.07%，平均綜合評(píng)價(jià)值為48.41%。

關(guān)鍵詞 姜油樹(shù)脂；β-環(huán)糊精；包合；超聲；工藝條件

中圖分類(lèi)號(hào) TS202.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）04-0252-03

Abstract The gingerol content entrapped cyclodextrin and the compound yield were investigated by ultrasonic method for the preparation between ginger oleoresin and β-cyclodextrin.The optimum conditions for the preparation of inclusion compound were obtained by the study of single factor and orthogonal experiment.The single factors included the ginger oleoresin/β-CD feeding quality ratio，ultrasonic temperature and ultrasonic time.The results showed that the parameters for the preparation of inclusion compound were as follows，the quality ratio between ginger oleoresin and β-CD was 1∶10（g/g），ultrasonic temperature was 55 ℃，ultrasonic time was 21 min.Under the optimized conditions，the average inclusion rate was 54.64%，the average inclusion yield was 39.07%，and the average comprehensive evaluation value was 48.41%.

Key words ginger oleoresin；β-cyclodextrin；inclusion；ultrasonic；technological conditions

姜油樹(shù)脂為棕色黏稠的液體，是生姜的提取產(chǎn)物，其主要成分包括揮發(fā)油、姜醇、姜酚等，其中的主要成分姜酚類(lèi)物質(zhì)具有降血脂、止吐、抗炎及健胃等藥理功效[1-3]，在國(guó)內(nèi)姜油樹(shù)脂主要作為食品調(diào)味料使用。姜油樹(shù)脂本身黏性較大，其中的功效成分對(duì)溫度、光、氧等較為敏感，容易氧化變質(zhì)，而且對(duì)人體黏膜也有較強(qiáng)的刺激性，這限制了姜油樹(shù)脂的應(yīng)用范圍[4]。β-環(huán)糊精分子具有內(nèi)疏水、外親水的結(jié)構(gòu)，其疏水性空腔可以包絡(luò)客體分子，形成穩(wěn)定的包合物，從而改變了客體分子的溶解度、揮發(fā)性和穩(wěn)定性等理化性質(zhì)，具有增加藥物的穩(wěn)定性、防止藥物揮發(fā)、降低藥物的刺激性并增大藥物的溶解度等作用[5]。姜油樹(shù)脂中的姜酚類(lèi)成分具有較大的疏水性，能夠進(jìn)入到環(huán)糊精的空腔內(nèi)部，從而避免自身結(jié)構(gòu)的破壞。本研究利用超聲法制備環(huán)糊精-姜油包合物[6-8]，有助于提高姜油樹(shù)脂的穩(wěn)定性，并使其粉末化，為擴(kuò)大姜油樹(shù)脂的應(yīng)用范圍奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試劑

姜油樹(shù)脂（吉安市天元藥用油廠生產(chǎn)），β-環(huán)糊精（β-CD，購(gòu)自阿拉?。?，95%乙醇，香草醛（AR，上海中秦化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)），其余試劑為分析純。

1.2 試驗(yàn)儀器

GZX-9030MBE 數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱（上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）、DZF-6090真空干燥箱（上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司）、LD-Y300A型高速萬(wàn)能粉碎機(jī)（上海頂帥電器有限公司）、AR2130電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]、HZ-9212S回轉(zhuǎn)水浴恒溫振蕩器（太倉(cāng)市華利達(dá)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）、D37520小型高速離心機(jī)（GERM-ANY公司）、KQ-500E型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）、UV-2600PC紫外/可見(jiàn)光分光光度計(jì)[島津企業(yè)管理（中國(guó)）有限公司]。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 超聲法制備姜油樹(shù)脂/β-環(huán)糊精包合物。稱(chēng)取適量 β-環(huán)糊精配制環(huán)糊精溶液，按β-環(huán)糊精∶水=1∶25的比例溶于水中，在40 ℃下水浴加熱，磁力攪拌一段時(shí)間，直至完全溶解形成無(wú)色透明溶液，混合均勻。稱(chēng)取適量姜油樹(shù)脂，按一定比例加入環(huán)糊精溶液，超聲一定時(shí)間，并控制好超聲溫度。減壓抽濾并洗滌濾層，先后用乙醇及少量的蒸餾水洗滌，直至肉眼觀察無(wú)棕黃色姜油樹(shù)脂為止，抽濾后得到白色粉末，連同濾紙一同置于40 ℃下真空干燥24 h，直至恒重后，將濾層連同濾紙一同取出，研磨粉碎即得包合物。

1.3.2 姜辣素含量的測(cè)定。采用紫外分光光度計(jì)法，通過(guò)香草醛標(biāo)準(zhǔn)曲線來(lái)測(cè)定姜辣素含量，具體步驟如下：

精密稱(chēng)取姜油樹(shù)脂0.100 0 g，用95%乙醇溶解定容于25 mL容量瓶中，搖勻，準(zhǔn)確移取1.0 mL，用95%乙醇稀釋25 倍置于25 mL容量瓶中，得待測(cè)定的姜油樹(shù)脂樣品液。以95%乙醇作為空白參比溶液，在280 nm波長(zhǎng)處，用1 cm比色皿測(cè)定其吸光度（A）值，代入香草醛回歸方程求出相應(yīng)濃度ρ，繪制得到香草醛標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程，并用以下公式計(jì)算姜油樹(shù)脂樣品中的姜酚含量。

姜酚（%）=■×100

式中，W為姜油樹(shù)脂的重量（g），V為測(cè)定的樣品溶液體積（mL），n為樣品溶液稀釋倍數(shù)，ρ為由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得到的香草醛質(zhì)量濃度（μg/mL），2.001為姜酚與香草醛換算系數(shù)，106為微克換算為克數(shù)。

1.3.3 姜油樹(shù)脂包合效果的評(píng)價(jià)方法。按照下列公示計(jì)算包合率及包合物產(chǎn)率：

包合率（%）=■×100

包合物產(chǎn)率（%）=■×100

在確定評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，由于包合率、包合物產(chǎn)率均為評(píng)價(jià)其包合作用的重要指標(biāo)，故采用綜合評(píng)分法評(píng)定，按下列公式計(jì)算：

綜合評(píng)價(jià)值（%）=40%×包合物產(chǎn)率（%）+60%×包合率（%）

1.3.4 單因素試驗(yàn)。將姜油樹(shù)脂與β-環(huán)糊精的投料質(zhì)量比分別按照1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12的比例，超聲溫度25、35、45、55、65 ℃，超聲時(shí)間5、10、15、20、25 min。分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)并按上述方法計(jì)算出姜辣素的提取率。

1.3.5 正交試驗(yàn)。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以投料比、超聲時(shí)間、超聲溫度為考察因素，采用L9（34）正交表進(jìn)行試驗(yàn)，以包合物的包合率及包合物產(chǎn)率為指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)包合工藝進(jìn)行優(yōu)化，因素水平見(jiàn)表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 主客體投料比對(duì)包合效果的影響

姜油樹(shù)脂/β-環(huán)糊精投料比對(duì)包合作用綜合評(píng)價(jià)值的影響如圖1所示。可以看出，隨著主客體投料比的增加，包合作用的綜合評(píng)價(jià)值呈現(xiàn)出先降后升而后再降的趨勢(shì)，當(dāng)主客體投料比在1∶4～8（g/g）時(shí)，包合作用綜合評(píng)價(jià)值隨著主客體投料比的增加而減??；當(dāng)主客體投料比在1∶8～10（g/g）時(shí)，包合作用綜合評(píng)價(jià)值隨著主客體投料比的增加明顯增加；主客體投料比1∶10（g/g）時(shí)包合作用綜合評(píng)價(jià)值達(dá)到最大值。

環(huán)糊精的用量越多，包合作用也越明顯，但當(dāng)環(huán)糊精使用量過(guò)多時(shí)，由于反應(yīng)為可逆反應(yīng)，使得包合過(guò)程被抑制而減弱導(dǎo)致包合率和包合物產(chǎn)率降低。因此，將主客體投料比最優(yōu)值確定為1∶10（g/g）。

2.2 超聲溫度對(duì)包合效果的影響

超聲溫度對(duì)包合作用綜合評(píng)價(jià)值的影響如圖2所示?？梢钥闯?，隨著超聲溫度的增加，包合作用綜合評(píng)價(jià)值呈現(xiàn)出先升而后降的趨勢(shì)，當(dāng)超聲溫度在35～55 ℃范圍時(shí)，綜合評(píng)價(jià)值隨著超聲溫度的增加而增大，當(dāng)超聲溫度在55～65 ℃范圍時(shí)，綜合評(píng)價(jià)值隨著超聲溫度的增加明顯下降，超聲溫度在55 ℃時(shí)綜合評(píng)價(jià)值達(dá)到最大值。因此，將超聲溫度最優(yōu)值確定為55 ℃。

2.3 超聲時(shí)間對(duì)包合效果的影響

超聲時(shí)間對(duì)包合作用綜合評(píng)價(jià)值的影響如圖3所示?？梢钥闯?，隨著超聲時(shí)間的增加，包合作用綜合評(píng)價(jià)值呈現(xiàn)出一個(gè)先升而后降的趨勢(shì)，當(dāng)超聲時(shí)間在5～20 min范圍時(shí)，綜合評(píng)價(jià)值隨著超聲時(shí)間的增加而增大，當(dāng)超聲時(shí)間在20～25 min范圍時(shí)，綜合評(píng)價(jià)值隨著超聲時(shí)間的增加明顯下降。其中，超聲時(shí)間在20 min時(shí)，綜合評(píng)價(jià)值達(dá)到最大值。因此，將超聲時(shí)間最優(yōu)值確定為20 min。

2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果

2.4.1 正交試驗(yàn)結(jié)果分析。根據(jù)單因素試驗(yàn)，選取姜油樹(shù)脂/β-環(huán)糊精主客體投料比1∶10（g/g）、超聲溫度55 ℃、超聲時(shí)間20 min，采用L9（34）正交表進(jìn)行試驗(yàn)優(yōu)化包合工藝，正交試驗(yàn)結(jié)果如表2所示?？梢钥闯?，A、B、C 3個(gè)因素具有顯著作用，其中A、B、C作用的大小為B>A>C。β-環(huán)糊精與姜油樹(shù)脂包合的最佳工藝條件為A2B3C3。即主客體投料比為1∶10，超聲溫度為55 ℃，超聲時(shí)間為21 min。

2.4.2 驗(yàn)證試驗(yàn)。為驗(yàn)證正交試驗(yàn)所得結(jié)果，在所得優(yōu)化的包合物制備工藝條件下，即主客體投料比為1∶10、超聲溫度為55 ℃、超聲時(shí)間為21 min，平行試驗(yàn)3次，得到平均包合率為54.64%，平均包合物產(chǎn)率為39.07%，平均綜合評(píng)價(jià)值為48.41%，與正交試驗(yàn)所得預(yù)測(cè)值相近。因此，可以判斷根據(jù)正交試驗(yàn)所得的包合制備工藝條件準(zhǔn)確可靠，且有參考價(jià)值。

3 結(jié)論

研究表明，超聲法制備姜油樹(shù)脂/β-環(huán)糊精包合物的最佳工藝條件為主客體投料比為1∶10、超聲溫度為55 ℃、超聲時(shí)間為21 min。在此條件下制得的包合物其平均包合率為54.64%左右，平均包合物產(chǎn)率為39.07%，該包合工藝簡(jiǎn)便可行，可得到較高包合率的產(chǎn)品。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 劉利萍，王秀珍，毛威.姜油樹(shù)脂/β-環(huán)糊精包合物的制備工藝優(yōu)化和表征[J].中國(guó)藥學(xué)雜志，2007，42（15）：1164-1167.

[2] 劉利萍，毛威，王秀珍，等.姜油樹(shù)脂/β-環(huán)糊精包合物的穩(wěn)定性考察[J].華西藥學(xué)雜志，2007，22（3）：310-311.

[3] 黃雪松，宴日安，吳建中.姜酚的生物活性述評(píng)[J].暨南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)與醫(yī)學(xué)版），2005，26（3）：434-439.

[4] 肖若蕾，羅兵華.姜油樹(shù)脂β-環(huán)糊精包合物的制備工藝研究[J].現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐，2004，18（4）：60-61.

[5] 余靜，白珍明.β-環(huán)糊精及衍生物在食品工業(yè)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)食品添加劑，2008（6）：118-122.

[6] 許梅.超聲法制備香附揮發(fā)油β-環(huán)糊精包合物研究[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2000，11（8）：694-695.

[7] 易軍，李曉芳，蘇建湘，等.超聲法制備石菖蒲揮發(fā)油β-環(huán)糊精包合物[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2006，17（3）：381-383.

[8] LIU L P，MAO W，WANG X Z，et al.Preparation of Calcium Alginate Microcapsules Loaded with Ginger Oleoresin by Internal Gelation Method[J].Chinese Journal of Pharmaceuticals，2007，38（4）：285-287.