化橘紅藥材揮發(fā)油提取及用飽和水溶液法包合工藝研究

王文平，尹興斌，董曉旭，楊春靜，張海英，游龍?zhí)?，倪?/p>

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化橘紅藥材揮發(fā)油提取及用飽和水溶液法包合工藝研究

王文平，尹興斌，董曉旭，楊春靜，張海英，游龍?zhí)?，倪?/p>

北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京 100102

優(yōu)選化橘紅藥材揮發(fā)油提取及包合的最佳工藝。以揮發(fā)油得率為指標(biāo)，采用單因素試驗(yàn)考察揮發(fā)油的提取工藝；以揮發(fā)油包合率及包合物得率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用飽和水溶液法，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，優(yōu)選揮發(fā)油的包合工藝，并采用顯微呈像分析、X射線衍射法對(duì)包合物進(jìn)行表征。揮發(fā)油的最佳提取工藝為不浸泡，加10倍量水，提取10 h；最佳包合工藝為：油（mL）∶β-環(huán)糊精（g）∶水（mL）＝1∶8∶80，包合溫度為50 ℃，包合時(shí)間為3 h。包合工藝的驗(yàn)證試驗(yàn)顯示，揮發(fā)油包合率、包合物得率平均值分別為91.50%、88.36%。顯微鏡法、X射線衍射法表明包合物形成，包合物狀態(tài)良好。本試驗(yàn)優(yōu)選出的揮發(fā)油提取及包合工藝穩(wěn)定可行，可為制劑生產(chǎn)提供一定依據(jù)。

化橘紅；揮發(fā)油；提?。沪?環(huán)糊精；包合工藝

化橘紅為蕓香科植物化州柚‘Tomentosa’或柚（L.）Osbeck的未成熟或近成熟的干燥外層果皮，前者習(xí)稱“毛橘紅”，后者習(xí)稱“光七爪”“光五爪”，具有理氣寬中、燥濕化痰功效，用于治療咳嗽痰多、食積傷酒、嘔惡痞悶[1-2]?；偌t是廣東省道地藥材，其主要成分有揮發(fā)油、黃酮、多糖等?；偌t的揮發(fā)油具有明顯的鎮(zhèn)咳、祛痰作用，是化橘紅的主要活性成分，且出油率高，在治療痰癥、咳喘的中藥復(fù)方中出現(xiàn)頻率很高[3]。迄今化橘紅揮發(fā)油的工藝研究鮮有報(bào)道，且少數(shù)研究報(bào)道為化橘紅粗粉的提取工藝[4]，但實(shí)際生產(chǎn)中藥材粉末提取揮發(fā)油易造成揮發(fā)油的成分損失且在煎煮過(guò)程中易導(dǎo)致糊鍋，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中化橘紅為原藥材不粉碎入藥。目前對(duì)于化橘紅原藥材揮發(fā)油的包合工藝尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)以化橘紅原藥材為研究對(duì)象，對(duì)其提取及包合的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，為制劑研究及大規(guī)模生產(chǎn)提供支撐性數(shù)據(jù)。

1 儀器與試藥

ZNCL-S-10D多點(diǎn)智能磁力攪拌器（河南愛(ài)博特科技發(fā)展有限公司），ZDHW型調(diào)溫電熱套（北京市中興偉業(yè)儀器有限公司，BT125D型電子分析天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司），DZ-28BC型真空干燥箱（天津市泰斯特儀器有限公司），XD-3X射線衍射儀（北京普析通用儀器有限公司），Olympus顯微系統(tǒng)和DP71圖像采集系統(tǒng)。

化橘紅購(gòu)自北京同仁堂（亳州）飲片公司，批號(hào)501002809，經(jīng)北京中醫(yī)藥大學(xué)劉春生教授鑒定為蕓香科植物化州柚‘Tomentosa’的干燥外層果皮。β-環(huán)糊精（β-CD），分析純，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所，批號(hào)20151030；無(wú)水乙醇，北京化工廠，批號(hào)20160606；水為高純水。

2 方法與結(jié)果

2.1 揮發(fā)油提取工藝考察

稱取化橘紅飲片適量，按照2015年版《中華人民共和國(guó)藥典》四部附錄2204揮發(fā)油測(cè)定法（甲法）提取，收集揮發(fā)油。以揮發(fā)油得率為指標(biāo)，采用單因素試驗(yàn)考察浸泡與否、加水倍量、提取時(shí)間對(duì)化橘紅揮發(fā)油得率的影響，得到化橘紅揮發(fā)油的最佳提取工藝?；偌t揮發(fā)油為黃色透明液體，用封口膜密閉，置于4 ℃冷藏備用。

2.1.1 浸泡與否 稱取化橘紅飲片150 g，共4份，加入10倍量水，分別浸泡0、2、4、11 h（過(guò)夜）后提取。由于生產(chǎn)中時(shí)間限制，故考察不同浸泡條件下10 h內(nèi)的揮發(fā)油提取量，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同浸泡條件下10 h內(nèi)揮發(fā)油提取量（mL）

揮發(fā)油提取量為：不浸泡＞浸泡2 h＞浸泡4 h≈浸泡過(guò)夜。由此可以得出，不浸泡最有利于化橘紅揮發(fā)油的提取，浸泡2 h后提取，揮發(fā)油的提取量降低，浸泡4 h與浸泡過(guò)夜揮發(fā)油的提取量相當(dāng)。表明在浸泡過(guò)程中某些揮發(fā)性成分易散失導(dǎo)致?lián)]發(fā)油提取量減少，在浸泡4 h時(shí)，易揮發(fā)成分已基本散失完成。故最終確定在化橘紅提取時(shí)選擇不浸泡直接提取。

2.1.2 加水倍量 稱取化橘紅飲片4份，每份100 g，分別加入8、10、12、14倍量水，提取揮發(fā)油10 h，記錄不同時(shí)間的揮發(fā)油提取量，在提取過(guò)程中通過(guò)控制回流的滴速控制加熱條件的一致性，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 不同加水倍量的10 h內(nèi)揮發(fā)油提取量

在揮發(fā)油提取時(shí)，不同加水倍量提取揮發(fā)油的量不同。加水量少，則藥材不能完全浸潤(rùn)，提取不完全；加水量過(guò)多，揮發(fā)油在水中的溶解增加，揮發(fā)油提取量又會(huì)相對(duì)減少。試驗(yàn)結(jié)果顯示，加入10倍量水時(shí)，揮發(fā)油提取量最大，且當(dāng)提取到10 h時(shí)出油量有明顯變緩的趨勢(shì)，同時(shí)結(jié)合藥廠及醫(yī)院制劑科工作時(shí)間的限制及對(duì)成本的考慮，最終確定提取工藝為加10倍量水提取10 h。

2.1.3 提取工藝驗(yàn)證試驗(yàn) 按照優(yōu)選的揮發(fā)油提取工藝，即化橘紅飲片100 g，不浸泡，加入10倍量水，提取10 h，平行進(jìn)行3次驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。表明該提取工藝穩(wěn)定可行。

表2 揮發(fā)油提取工藝驗(yàn)證試驗(yàn)

2.2 揮發(fā)油包合工藝考察

2.2.1 空白回收率試驗(yàn) 取1 mL揮發(fā)油于500 mL圓底燒瓶中，加入200 mL水，按2015年版《中華人民共和國(guó)藥典》四部附錄2204揮發(fā)油測(cè)定法（甲法）測(cè)定，測(cè)得揮發(fā)油的空白回收率為90%。

2.2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 目前揮發(fā)油包合物制備方法有飽和水溶液法、膠體磨法、研磨法等，其中飽和水溶液法因其包合率相對(duì)較高且操作方便、設(shè)備要求不高而在制劑生產(chǎn)中應(yīng)用最多[5-6]，故本試驗(yàn)選擇飽和水溶液法對(duì)揮發(fā)油進(jìn)行包合。在預(yù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇揮發(fā)油包合率和包合物得率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察影響包合物生成的3個(gè)因素包合溫度、包合時(shí)間、油（mL）- β-CD（g）-水（mL）比例對(duì)揮發(fā)油包合率和包合物得率的影響。因素水平見(jiàn)表3。

表3 揮發(fā)油包合工藝正交試驗(yàn)因素水平表

2.2.3 包合物的制備 稱取規(guī)定質(zhì)量的β-CD于錐形瓶中，分別加入蒸餾水60、80、100 mL，于設(shè)定溫度的水浴鍋上加熱溶解，制成β-CD飽和溶液，置于磁力攪拌器上恒溫。揮發(fā)油1 mL加無(wú)水乙醇制成50%（V/V）的無(wú)水乙醇溶液，超聲處理使油與無(wú)水乙醇混合均勻，之后緩慢加入β-CD溶液中，加塞，攪拌至規(guī)定時(shí)間，冷卻至室溫，放入冰箱，冷藏24 h，抽濾，包合物用適量水洗滌，再用10 mL無(wú)水乙醇洗滌，濾層和濾紙一同取出，置于真空干燥箱干燥4 h，即得。

2.2.4 揮發(fā)油包合率及包合物得率的測(cè)定 分別取9組干燥好的包合物，置于500 mL圓底燒瓶中，加入200 mL水，連接揮發(fā)油提取裝置，按2015年版《中華人民共和國(guó)藥典》四部附錄2204揮發(fā)油測(cè)定法（甲法）提取揮發(fā)油，保持微沸5 h，至油量不再增加，計(jì)算揮發(fā)油包合率。取9個(gè)干燥至恒重的培養(yǎng)皿，編號(hào)1～9，剪9個(gè)大小相等的濾紙，稱定蒸發(fā)皿和濾紙的質(zhì)量（m1），將抽濾完的包合物及濾紙干燥后稱定質(zhì)量（m2），包合物質(zhì)量m＝m2－m1。稱量得1 mL化橘紅揮發(fā)油的質(zhì)量為0.85 g。由此計(jì)算出不同條件下包合物收率。

從文化上講，書(shū)法藝術(shù)的學(xué)習(xí)不僅僅只是書(shū)寫(xiě)能力的掌握還能學(xué)到了書(shū)法背后的歷史文化、哲學(xué)思想等等。每個(gè)漢字的背后，它的演變過(guò)程都有書(shū)法家的故事、歷史人文故事，這些是互聯(lián)網(wǎng)不能達(dá)到的。從人的發(fā)展上講，學(xué)書(shū)法可以修身養(yǎng)性，可以啟智，可以增加孩子的大腦活動(dòng)，鍛煉肌肉群，提升左右腦開(kāi)發(fā)。書(shū)法課程是實(shí)施書(shū)法教育的主陣地，也是提升中小學(xué)生核心素養(yǎng)的有效載體。

根據(jù)2個(gè)指標(biāo)的重要程度，結(jié)合文獻(xiàn)[7-8]對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行加權(quán)。以揮發(fā)油包合率（y1）作為包合工藝篩選的主要指標(biāo)，權(quán)重系數(shù)定為0.7；包合物得率（y2）作為次要指標(biāo)，權(quán)重系數(shù)設(shè)為0.3。y1＝包合物中的揮發(fā)油÷（揮發(fā)油投入量×空白回收率）×100%，y2＝干燥包合物÷（β-CD＋揮發(fā)油）×100%，綜合評(píng)分y＝0.7y1＋0.3y2。正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4，方差分析見(jiàn)表5。

方差分析結(jié)果顯示，A、B、C三因素中A因素的＜0.05，B、C因素＞0.05，以95%為可信區(qū)間，說(shuō)明A因素即包合溫度對(duì)揮發(fā)油的包合具有顯著影響，B、C因素?zé)o顯著影響。通過(guò)K值比較，最終確定最佳提取工藝為A3B3C2，即：50 ℃，油（mL）∶β-CD（g）∶水＝1∶8∶80，提取3 h。

表4 揮發(fā)油包合工藝正交試驗(yàn)結(jié)果

表5 揮發(fā)油包合工藝結(jié)果方差分析

2.2.5 包合工藝驗(yàn)證試驗(yàn) 按照優(yōu)選的揮發(fā)油最佳包合工藝，進(jìn)行3批平行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表6。平均揮發(fā)油包合率為91.50%，大于正交表中的最佳包合率89.98%，說(shuō)明該包合工藝穩(wěn)定可行。

表6 揮發(fā)油包合工藝驗(yàn)證試驗(yàn)（%）

2.3 包合物表征

2.3.1 顯微呈像分析 取適量β-CD、揮發(fā)油與β-CD物理混合物及包合物，過(guò)100目篩，分別放于3張載玻片上，以少量蒸餾水分散溶解，蓋上蓋玻片，于10×10倍顯微鏡下觀察。β-CD、揮發(fā)油與β-CD物理混合物、包合物顯微圖見(jiàn)圖2。可見(jiàn)，β-CD在顯微鏡下呈不規(guī)則透明團(tuán)塊，成像清晰；物理混合物類(lèi)似于β-CD，且有大量細(xì)小油滴存在；包合物的顯微圖與以上二者具有明顯區(qū)別，呈黑色不規(guī)則團(tuán)塊狀。說(shuō)明包合物已經(jīng)形成。

圖2 化橘紅揮發(fā)油β-CD包合顯微圖

2.3.2 X射線衍射法 取空白β-CD、揮發(fā)油與β-CD的物理混合物、包合物分別進(jìn)行X射線衍射，以掃描角度為橫坐標(biāo)，衍射強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，采用Origin軟件繪制X射線粉末衍射圖，結(jié)果見(jiàn)圖3?？梢?jiàn)，包合物的衍射峰在2為6°～8°產(chǎn)生了新的吸收峰，在2為14°～20°產(chǎn)生了4個(gè)明顯的尖峰且吸收強(qiáng)度大幅度增強(qiáng)，在2為26°～27°、35°、40°、45°的峰減弱或消失。說(shuō)明揮發(fā)油與β-CD形成了包合物。

注：A.β-CD；B.物理混合物；C.包合物

3 討論

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，揮發(fā)油的最佳提取工藝為：不浸泡，加10倍量水，提取10 h。最佳包合工藝為：油（mL）∶β-CD（g）∶水（mL）＝1∶8∶80，包合溫度為50 ℃，包合時(shí)間為3 h。通過(guò)顯微鏡法、X射線衍射法對(duì)揮發(fā)油進(jìn)行表征，結(jié)果顯示包合物形成且包合狀態(tài)良好。該工藝操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，有利于生產(chǎn)。化橘紅揮發(fā)油包合后能明顯改善揮發(fā)油中有效成分損失情況，包合物對(duì)于強(qiáng)光、高濕、高溫的穩(wěn)定性本課題組將進(jìn)一步探討。

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Study on Extraction and Inclusion Process of Volatile Oil from Citri Grandis Exocarpium with Saturated Aqueous Solution

WANG Wen-ping, YIN Xing-bin, DONG Xiao-xu, YANG Chun-jing, ZHANG Hai-ying, YOU Long-tai, NI Jian

To optimize the processes of extraction and inclusion of volatile oil from Citri Grandis Exocarpium.With yield ratio of volatile oil as evaluation index, single factor experiments were used to study the extraction process of volatile oil. With the inclusion rate of the volatile oil and the yield of inclusion as evaluation indexes, saturated aqueous solution was used to the L9(34) orthogonal experiments to reach the best inclusion process optimization. And the microscopic imaging analysis and X-ray scattering technology were adopted to character the inclusion compound.The optimum extraction process of volatile oil was extracted for 10 hours with 10 folds the amount of water, and without soaking. The optimum conditions of inclusion process were as follows: volatile oil (mL): β-CD (g): water (mL) ratio was 1:8:80; inclusion temperature was 50 ℃; inclusion time was 3 hour. The validation experiments of the inclusion rate of the volatile oil and the yield of inclusion were 91.50% and 88.36%. Microscopic imaging analysis and X-ray scattering technology proved the inclusion compound had been formed.Optimal extraction and inclusion process are feasible and stable, which can provide certain supporting data for preparation and production.

Citri Grandis Exocarpium; volatile oil; extraction; β-CD; inclusion process

10.3969/j.issn.1005-5304.2017.11.016

R284.2

A

1005-5304(2017)11-0067-04

（2017-01-11）

（2017-02-13；編輯：陳靜）

北京市科技計(jì)劃“十病十藥”中藥專(zhuān)項(xiàng)（Z020071620099）；北京中醫(yī)藥大學(xué)協(xié)同創(chuàng)新建設(shè)計(jì)劃（2013-XTCX-03）

倪健，E-mail：njtcm@263.net