谢小丽，王凯，庞玉新*，杨全，陈振夏

(1.广东药学院 中药学院，广东 广州 510006；2.中国热带农业科学院 热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点开放实验室，海南 儋州 571737；3.海南省艾纳香工程技术研究中心，海南 儋州 571737)

·中药工业·

正交试验法优选艾粉β-环糊精包合方法及其工艺△

谢小丽1，2，3，王凯2，3，庞玉新2，3*，杨全1*，陈振夏2，3

(1.广东药学院 中药学院，广东 广州 510006；2.中国热带农业科学院 热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点开放实验室，海南 儋州 571737；3.海南省艾纳香工程技术研究中心，海南 儋州 571737)

目的：优选艾粉β-环糊精包合方法及其工艺。方法：以包合物中左旋龙脑载药量与收得率为综合评价指标，通过正交试验法优选饱和水溶液法、研磨法及超声法包合艾粉的工艺参数，再进行对比研究。结果：研磨法最优，其最佳工艺参数为艾粉与β-环糊精的投料比1∶4，研磨时间45 min，加4倍量水，重复3次试验，包合物中左旋龙脑平均载药量达16.49%，平均收得率达89.22%，综合评分是31.04。结论：研磨法制备的艾粉包合物得到的平均载药量、收得率及综合评分均比其他两种方法高，且工艺简单、合理可行，可以作为提高艾粉的稳定性的一种方法，故优选研磨法。

艾粉；β-环糊精；包合物；正交试验；制备工艺

艾粉为菊科植物艾纳香Blumeabalsamifera(L.)DC.新鲜或干燥地上部分经水蒸气蒸馏法得到的，其气清香，味苦，辛凉，具有抗菌、抗氧化、消肿、镇痛、消炎等功能，是重要的医药工业原料，已成为30余种中成药的主药、引药或佐药[1-2]。

β-环糊精(β-Cyclodextrin，β-CD)是一种无臭无毒的白色结晶粉末，是由7个葡萄糖分子组成的一种特殊 “内疏水，外亲水”的中空圆筒立体环状结构。这种结构非常稳定，不易受酶、pH、热等外在条件的影响，可与多种无机、有机分子结合成主客体包络物。目前广泛应用于药学领域，尤其是在中药制剂中的应用[3-7]。

左旋龙脑为艾粉的主要有效成分，其易挥发、逸散、难溶于水，在制剂加工过程中损失较大。为了提高艾粉稳定性，掩盖其苦涩、刺激性气味，本文采用β-环糊精包合技术，考察不同包合方法、不同因素对包合物载药量和收得率的影响，筛选出最佳工艺，旨在为医药工业生产更好地利用艾粉提供参考。

1 仪器与材料

1.1 仪器

7890A气相色谱仪(美国安捷伦科技公司)；RCT basic型磁力恒温搅拌器(广州仪科实验室技术有限公司)；DHG-9035A电热鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司)；CPA225D分析天平(Sartorius 公司)；KQ-250DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；Heraeus Multifuge X3R型高速冷冻离心机(ThermoFisher公司)。

1.2 试药

β-环糊精(江苏丰园生物技术有限公司，分子量：1 134.98，含量≥98%)；艾粉(中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，左旋龙脑含量≥60%)；左旋龙脑对照品(阿法埃莎化学有限公司，批号：10147015，纯度>98%)；水杨酸甲酯(天津光复精细化工研究所，纯度>99.5%)；其余试剂均为国产分析纯。

2 方法

2.1 正交试验设计

β-环糊精包合物常用的方法有饱和水溶液法、研磨法和超声法[8]，本文采用正交试验法优选这3种方法对艾粉包合的工艺。

饱和水溶液法：按不同比例称取适量β-环糊精，加入适量的蒸馏水，置磁力恒温搅拌器上，升温搅拌至完全溶解。待恒温时，缓慢滴加艾粉乙醇溶液，继续搅拌一定时间后冷却，置4 ℃冰箱冷藏12 h，取出。边用4 ℃蒸馏水洗涤边抽滤，再用乙酸乙酯清洗3次，每次超声15 min后离心10 min(3000 r·min-1)，以除去未被包合的艾粉，45 ℃烘箱干燥，即得。

通过查阅文献[9-10]，选取艾粉与β-环糊精的比例(A)、搅拌时间(B)、包合温度(C)为主要影响因素，采用L9(34)正交表进行试验，因素水平见表1。

表1 饱和水溶液法因素水平表

研磨法：按不同比例称取适量β-环糊精，置于研磨钵中，加入适量倍数的蒸馏水，沿同一方向研成糊状，研磨3 min后，边研边缓慢滴加艾粉乙醇溶液，研磨至一定时间后，包合液处理方法如同“饱和水溶液法”，即得。

通过查阅文献[11]，以艾粉与β-环糊精的比例(A)、研磨时间(B)、加水倍数(C)为主要影响因素，采用L9(34)正交表进行试验，因素水平见表4。

表2 研磨法因素水平表

超声法：按不同比例称取适量β-环糊精，加入适量的蒸馏水，放入超声清洗仪中，选择合适的超声温度与超声功率，超声5 min后，边超声边缓慢滴加艾粉乙醇溶液，超声至预定时间取出，再按“饱和水溶液法”的方法处理包合液，即得。

通过查阅文献[12]，以艾粉与β-环糊精的比例(A)、超声时间(B)、超声温度(C)、超声功率(D)为因素，采用L9(34)正交表进行试验，因素水平见表7。

表3 超声法因素水平表

2.2 包合物中左旋龙脑含量的测定

以水杨酸甲酯为内标物，采用气相色谱法测定包合物中左旋龙脑的含量。

2.2.1 色谱条件 HP-5石英毛细管色谱柱(30 m× 0.32 mm，0 25 μm)；以80 ℃为起始温度，保持2 min，先以5 ℃·min-1升温至100 ℃，然后以20 ℃·min-1升温至200 ℃，进样口温度为220 ℃；检测器温度240为 ℃；氮气流速为25 mL·min-1；氢气流速为30 mL·min-1；空气流速为400 mL·min-1；进样量为0.6 μL；分流比为9∶1。

2.2.2 标准曲线的建立 精密称取50 mg左旋龙脑对照品，置25 mL容量瓶中，加无水乙醇定容至刻度，摇匀，得质量浓度为2 mg·mL-1的左旋龙脑对照品储备液。分别精密吸取对照品储备液0.1、0.25、0.5、1、2.5、5 mL置10 mL容量瓶中，各加入1 mL内标溶液水杨酸甲酯(质量浓度为1.34 mg·mL-1)，再以无水乙醇稀释至刻度，摇匀。分别取上述6种浓度溶液，在2.2.1色谱条件下进样0.6 μL分析。以左旋龙脑峰面积与内标物峰面积的比值为纵坐标，以相应浓度的比值为横坐标，得线性回归方程：Y=18.281X-0.149 4(r=0.999 8)。结果表明，左旋龙脑在0.02～1 mg·mL-1呈良好的线性关系。

2.2.3 样品含量测定 精密称取50 mg包合物，置50 mL试管中，加入20 mL无水乙醇，超声15 min，离心10 min(5000 r·min-1)。吸取3 mL上清液于10 mL容量瓶中，加入1 mL内标溶液水杨酸甲酯(质量浓度为1.34 mg·mL-1)，加无水乙醇定容至刻度，在2.2.1色谱条件下进样0.6 μL分析，内标法计算包合物中左旋龙脑的含量，按以下公式计算包合物收得率与载药量。

收得率(%)=包合物重量(g)/[β-环糊精加入量(g)+艾粉加入量(g)]×100%

载药量(%)=包合物中左旋龙脑含量(g)/包合物重量(g)×100%

2.2.4 综合评价指标 本试验所采用的艾粉，其左旋龙脑含量达60%以上，左旋龙脑在包合物中的含量，即其载药量用于衡量包合的效果。载药量越高，包合效果就越好，因而作为主要指标，权重系数为0.8；包合物收得率在实际工业生产中具有重要的经济意义，在投入量一定的情况下，收得率越高，载药率越高，将收得率作为次要指标，权重系数定为0.2。

综合评分=0.8×载药量+0.2×收得率

3 正交试验结果

3.1 饱和水溶液法

饱和水溶液法包合艾粉的工艺优选的正交试验结果见表4，对试验结果进行方差分析，见表5。

表4 饱和水溶液法正交试验表

表5 饱和水溶液法方差分析

由表4、表5可知，各因素影响包合工艺的程度为B>A>C，因素A、B对包合工艺差异有统计学意义，最佳包合工艺为A2B1C2，即艾粉与β-环糊精的比例为1∶6，搅拌时间为1 h，搅拌温度为50 ℃。

3.2 研磨法

研磨法工艺优选的正交试验结果见表6，方差分析试验结果见表7。

表6 研磨法正交试验表

表7 研磨法方差分析

由表6、表7可知，各因素对试验结果的影响程度为A>B>C，其中因素A对包合工艺差异有统计学意义，因素B、C差异无统计学意义，最佳包合工艺为A1B2C2，即艾粉与β-环糊精的比例为1∶4，研磨时间为45 min，加水倍数为β-环糊精的4倍量。

3.3 超声法

超声法制备艾粉包合物的正交试验结果见表8，方差分析表9。

表8 超声法正交试验表

表9 超声法方差分析

由表8、表9可知，各因素影响包合工艺的顺序为C>B>A>D，其中超声温度对工艺差异有统计学意义，最佳包合工艺为A2B1C3D3，即艾纳香提取物与β-环糊精的比例为1∶6，超声时间为30 min，超声温度为60 ℃，超声功率为120 W。

3.4 包合方法比较

根据3种方法的最佳包合工艺，各重复试验3次，由表10综合评分可知，研磨法>饱和水溶液法>超声法，故采用研磨法最佳工艺制备的艾粉包合物包合效果最好，结果见表10。

表10 不同包合方法的最佳工艺试验结果(n=3)

4 讨论

通过试验结果可知，在艾粉的包合过程中，研磨法、饱和水溶液法、超声法都为可行的包合方法，制备包合物的左旋龙脑的平均含率分别达到了16.49%、15.24%、13.61%，研磨法优于另两种方法，最佳工艺参数：艾粉与β-环糊精的比例为1∶4，搅拌时间为45 min，加水倍数为β-环糊精的4倍量。由于艾粉对热不稳定，在一定的温度下搅拌或超声都会造成艾粉有效成分的挥发，而研磨法在常温下进行，在包合过程中挥发较少、操作简便、费用较少，因此研磨法更适宜制备艾粉包合物。

在试验中，考虑到β-环糊精溶解于水中，在预设时间内可能没有完全被利用，因此将包合液置于4 ℃冰箱冷藏12 h，当温度降低时，未被利用的β-环糊精会析出，从而提高包合物的纯度；由于无水乙醇对包合物具有很强的破坏作用，而乙酸乙酯可溶艾粉但不溶β-环糊精，因此选用乙酸乙酯洗涤未被包合的艾粉，从而得到包合效果更好的包合物。

本实验根据艾粉所含成分的性质，采用β-环糊精包合技术，首次将艾粉挥发性成分进行包合，减少了挥发性物质的损失，为以艾粉为原料的相关剂型的开发提供借鉴。

[1] 吴丽芬，杨全，庞玉新，等.气相色谱法同时测定艾粉中樟脑、异龙脑、L-龙脑、β-石竹烯和花椒油素的含量及其聚类分析[J].中国药学杂志，2015，50(9)：745-749.

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OptimizationofPreparationMethodandTechnologyofAifen-β-cyclodextrinInclusionCompoundbyOrthogonalExperiment

XIE Xiaoli1，2，3，WANGKai2，3，PANGYuxin2，3*，YANGQuan1*，CHENZhenxia2，3

(1.SchoolofTraditionalChinese，GuangdongPharmaceuticalUniversity，Guangzhou510006，China；2.TropicalCropsGeneticResourcesInstitute，ChineseAcademyofTropicalAgriculturalSciences/KeyLaboratoryofCropGeneResourcesandGermplasmEnhancementinSouthernChina，Danzhou571737，China；3.HainanProvincialEngineeringResearchCenterforBlumeaBalsamifera，Danzhou571737，China；)

Objective：To optimize the method and the technology ofβ-cyclodextrin inclusion compound of Aifen.Methods：Thel-borneol ratio inclusion rate and inclusion compound complexes yield was selected as evaluation index，the Aifen inclusion compound process parameters of saturated aqueous solution method，grounding method and ultrasonic method were compared and optimized according to the orthogonal experiment.Results：Grounding method was comparative optimal.The method of trituration was suggest as the optimal inclusion method and the optimum inclusion process parameters were as follows：The weight ratio of Aifen andβ-cyclodextrin：1∶4，adding in 4 times water and triturating time：45 min；The test was repeated 3 times，with inclusion of the averagel-borneol ratio was 16.49%，the inclusion of the average complexes yield was 89.22%，the comprehensive score was 31.04.Conclusion：The average drug loading，the yield and the comprehensive score of Aifen prepared by grounding method were higher than those of the other two methods，and the process is simple，reasonable and feasible，can be as a method of improving the stability of Aifen.Therefore，the optimization is grounding method.

Aifen；β-cyclodextrin；inclusion compound；orthogonal experiment；preparation technology

2015-07-15)

国家自然科学基金项目(81303171/81374065)；国家国际科技合作专项项目(2011DFB31690)

*

庞玉新，副研究员，研究方向：南药资源研究与开发利用；Tel：(0898)23300268，E-mail：blumeachina@126.com 杨全，教授，研究方向：中药资源与开发研究；Tel：(020-)39352353，E-mail：yangquan7208@vip.163.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2016.3.021