油樟叶挥发油β—环糊精包合物的制备工艺研究及稳定性考察

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[摘要] 研究油樟叶挥发油β-环糊精包合物的最佳制备工艺并考察其稳定性。采用饱和水溶法制备包合物，进行正交试验，以包合产率和包合率为筛选指标，优选包合工艺。使用红外分光光度法和薄层色谱法对包合效果进行评价，并考察包合物在强光、高温、高湿环境下的稳定性。最佳包合条件为1 mL油樟叶挥发油与8 g β-环糊精进行包合，包合时间3 h，包合物温度40 ℃，β-环糊精和水的体积比1∶15。经红外分光光度法和薄层色谱法鉴定，形成了油樟叶挥发油β-环糊精包合物，并具有一定的抗光照性、热稳定性、湿稳定性。试验得出的最佳包合工艺操作简便，包合物稳定。

[关键词] 油樟叶挥发油；β-环糊精；表征；稳定性

油樟Cinnamomum longepaniculatum（Gamble）N. Chao是樟科樟属植物，其叶、枝、根、茎、花、果富含挥发油，其中油樟叶含油量达3.8%～4.5%，粗提取樟油中含1，8-桉叶油素为58.55%。近年的研究表明，油樟叶挥发油具有抑菌、抗炎、抗癌、杀虫等作用[1-7]，在香料、日化、医药、食品等工业具有广泛的应用前景。但油樟叶挥发油不稳定易挥发，而且具有较强的气味，为了提高油樟叶挥发油的稳定性，掩蔽油樟油的气味，可将其制成β-环糊精包合物。本试验采用饱和水溶法制备油樟叶挥发油β-环糊精包合物，通过正交试验筛选最佳制备工艺，采用红外分光光度法和薄层色谱法对包合物进行结构表征，并对其稳定性进行考察。

1 材料

油樟叶挥发油（宜宾学院提供）；β-环糊精（成都市科龙化工试剂厂）；硅胶G-CMC薄层板（实验室自制）；其他试剂均为分析纯。

2 方法

2.1 油樟叶挥发油包合物制备工艺的研究

2.1.1 正交试验 选择油樟叶挥发油与β-环糊精的配比、包合时间、包合温度、水与包合物的比例4个因素进行L9（34）正交试验，因素水平见表1。取β-环糊精适量，用蒸馏水配置成饱和溶液，将其放在恒温磁力搅拌器上，在搅拌的同时滴加入用聚乙二醇400溶解的油樟叶挥发油溶液，设定一定的搅拌时间，搅拌结束后，将形成的包合物混悬液置于冰箱冷藏24 h后，抽滤，弃去滤液，用蒸馏水洗涤包合物，抽干后50 ℃干燥，最后得到白色粉末状包合物。对其进行各项指标的考察，最后进行综合评分，筛选出最佳的制备工艺。

2.1.2 包合物中实际含油量测定 定量称取油樟叶挥发油包合物，置于500 mL圆底烧瓶中，加入蒸馏水300 mL，按挥发油测定法（2010年版《中国药典》一部附录XD甲法）[8]测定，至油量不再增加时停止加热，放置1 h，读取油量即可。

2.1.3 空白回收试验 精密量取3份挥发油1 mL，分别置于500 mL圆底烧瓶中，按2.1.2项下方法测定，读取油量，计算空白回收率。挥发油空白回收率=收集挥发油量/加入挥发油量×100%。

2.1.4 考察指标 包合率（%）=（包合物中实际含油量）/ （挥发油加入量×空白回收率）。

包合产率（%）=W包合物/（W油樟叶油+Wβ-环糊精）

综合评分=包合率×80%+包合产率×20%

因包合率为衡量包合效果的主要指标，包合率越高，挥发油包合效果越好[9-10]，权重系数定为0.8，包合物产率在实际生产中也具有重要意义，权重系数定为0.2。

2.1.5 验证试验 取油樟叶挥发油3批，按筛选出的最佳包合工艺制备油樟叶挥发油与β-环糊精包合物，对其制备工艺进行验证。

2.2 油樟叶挥发油β-环糊精包合物表征的研究

2.2.1 红外光谱法 取油樟叶挥发油1 mL，β-环糊精、包合物、油樟叶挥发油与β-环糊精混合物各2 g，分别用20 mL聚乙二醇400溶解制成4种样品，采用溴化钾压片法[11]，进行红外光谱测定，比较包合前后红外区吸收峰的变化。

2.2.2 薄层色谱法 取油樟叶挥发油1 mL，作为样品1；取包合物适量按药典法提取挥发油，作为样品2；取包合物和β-环糊精各1 g，用无水乙醇溶液20 mL溶解，作为样品3和4；将样品点于硅胶G薄层板上，用甲苯-乙酸乙酯（9∶1）为展开剂展开，以5%香草醛硫酸溶液为显色剂，烘干显色。

2.3 油樟叶挥发油包合物的稳定性考察

2.3.1 光稳定试验 分别称取油樟叶挥发油β-环糊精包合物和按照制备投料比混匀所得的油樟叶挥发油与β-环糊精的混合物各3份，每份30 g，密封于玻璃瓶中，均照射10 d（强度4 000 Lx），于第0，5，10 d时取样，按2.1.2项下方法测定挥发油相对含量。

2.3.2 高温试验 分别称取油樟叶挥发油β-环糊精包合物和按照制备投料比混匀所得的油樟叶挥发油与β-环糊精的混合物各3份，每份30 g，密封于玻璃瓶中，于60 ℃恒温干燥箱内放置10 d，于第0，5，10 d时取样，测定挥发油相对含量。

2.3.3 高湿试验 分别称取油樟叶挥发油β-环糊精包合物和按照制备投料比混匀所得的油樟叶挥发油与β-环糊精的混合物各6份，每份30 g，密封于玻璃瓶中，每3份于25 ℃置于相对湿度分别为75%（氯化钠）和90%（硝酸钾）的2个密闭容器中。于第0，5，10 d时取样，测定挥发油相对含量。

3 结果

3.1 油樟叶挥发油包合物制备工艺的研究

3.1.1 正交试验 各因素影响作用的大小为A>C>D>B。B的影响作用最小，因此将B作为误差项进行方差分析，见表2。β-环糊精与油樟叶油的比例、搅拌时间对包合效果有显著影响。最终选出A3B1C3D2为最佳工艺，即1 mL油樟叶挥发油与8 g β-环糊精进行包合，包合时间3 h，包合物温度40 ℃，β-环糊精和水的体积比1∶15，见表3。

3.1.2 空白回收试验 取3份挥发油1 mL，分别置于500 mL圆底烧瓶中，按2.1.2项下方法测定，读取油量分别为0.88，0.91，0.91 mL，挥发油空白回收率为90.0%。挥发油空白回收率=收集挥发油量/加入挥发油量×100%。

3.1.3 验证试验 取油樟叶挥发油3批，按最佳包合工艺A3B1C3D2进行验证试验。包合产率分别为73.33%，78.76%，76.54%，包合率分别为78.89%，80.00%，77.78%，结果表明，该挥发油的包合工艺条件稳定，具有重现性和可操作性。

3.2 油樟叶挥发油β-环糊精包合物的表征

3.2.1 红外光谱法 如果包合效果好，则挥发油分子的红外振动将受到限制，整个包合物主要呈现，β-环糊精的红外光谱图形；若包合效果不好，则基本为二者的混合物红外光谱图形，主要呈现两者光谱的叠加。因此，可以根据红外光谱图形的差异来判断β-环糊精包合挥发油的效果及包合程度[11]。结果表明，油樟叶挥发油在2 967.1，2 925.5，1 465.7，1 375.6，1 214.9，1 079.8，985.8 nm的特征峰在β-环糊精包合物中已经消失或者明显减弱，而在混合物中仍然存在，说明包合物已经形成。

3.2.2 薄层色谱法 通过观察色谱展开后斑点的存在、斑点的位置来判断包合物的形成。在相同的色谱条件下，由于被包合药物物理性质发生改变，导致薄层色谱带位置的位移，甚至出现无展开斑点。样品1，2的层析点分别有4个，并且位置一致；而样品3，4未见层析点，说明油樟叶挥发油包合前后的主要成分基本一致，油樟叶挥发油β-环糊精包合物已经形成，见图1。

3.3 稳定性考察

3.3.1 光稳定试验 在强度为4 000 Lx的光照下，包合物在第5天和第10天的相对含油量有所下降，但下降速度缓慢，而混合物的相对含油量下降明显，由此可见，油樟叶挥发油β-环糊精包合物较混合物具有良好的光稳定性，在强光下不易分解，见表4。

3.3.2 高温试验 在60 ℃的高温下，包合物在第5天和第10天的相对含油量分别为85.7%，81.0%，呈逐渐下降的趋势，但下降速度缓慢，而混合物的相对含油量下降非常明显，可见油樟叶挥发油β-环糊精包合物的热稳定性优于混合物，在60 ℃的高温下分解缓慢，见表5。

3.3.3 高湿试验 在湿度为75%，95%的条件下，包合物在第5天和第10天的相对含油量下降缓慢，可见油樟叶挥发油β-环糊精包合物受高湿条件的影响小，而混合物的相对含油量明显下降，说明在潮湿的条件下包合物的稳定性高于混合物，见表6。

4 结论

油樟叶挥发油属于植物精油，具有一定的挥发性，直接将其混合于固体物料中容易造成有效成分的散失。为此，本试验利用现代包合技术将油樟叶挥发油包合在β-环糊精分子之中，获得稳定的包合物。本试验采用饱和水溶液法制备油樟叶挥发油β-环糊精包合物，以包合率和包合物产率为衡量包合效果的指标进行正交试验，筛选出最佳制备工艺，通过综合评分法选出A3B1C3D2为最佳工艺，即1 mL油樟叶挥发油与8 g β-环糊精进行包合，包合时间3 h，包合物温度40 ℃，β-环糊精和水的体积比1∶15。验证试验结果证明了此综合评分法筛选出的工艺条件为最佳条件，也表明了本评价方法的正确性。

本试验采用红外光谱法和薄层色谱法对油樟叶挥发油β-环糊精包合物进行鉴定，红外光谱显示油樟叶挥发油的特征峰在β-环糊精包合物中已经消失或者明显减弱，而在混合物中仍然存在；薄层色谱法显示油樟叶挥发油包合前后的层析点一致，结果表明油樟叶挥发油包合前后的主要成分基本一致，包合物已经形成。本试验最后还考察了包合物在强光、高温、高湿、正常环境下的稳定性，结果显示油樟叶挥发油β-环糊精包合物具有一定的抗光照性、热稳定性、湿稳定性。该工艺操作方便，实用性强，有利于工业化生产。

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Study on preparation process and stability of β-cyclodextrin inclusion compound in volatile oil of Cinnamomum longepaniculatum leaves

LIU Yu1，3， YIN Zhong-qiong1*， WEI Qin2*， JIA Ren-yong1， FAN Jing1， ZHOU Li-jun2， DU Yong-hua2

（1. College of Veterinary Medicine， Sichuan Agricultural University， Ya′an 625014， China；

2. Key Laboratory of Fermentation Resource and Application of Higher Education Institutions in Sichuan， Yibin 644000， China；

3. Luxian County Bureau of Animal Husbandry of Sichuan Province， Luzhou 646100， China）

[Abstract] To study the optimum preparation process and stability of β-cyclodextrin inclusion compound in volatile oil of Cinnamomum longepaniculatum leaves. The saturated aqueous solution method was adopted to prepare inclusion compounds for an orthogonal test. The inclusion compound productivity and the inclusion rate were taken as indexes for screening the inclusion processes. The inclusion effect was evaluated with the infrared spectrophotometry and TLC， and the stability under conditions of high temperature， high humidity and strong light was detected. Under optimum preparation conditions for inclusion， the ratio between volatile oil and β-cyclodextrin was 1∶8 （mL∶g）， that between β-cyclodextrin and water was 1∶15， the inclusion temperature was 40 ℃， and the inclusion time was 3 h. The results of spectrophotometry and TLC showed that the optimum conditions can generate β-cyclodextrin inclusion compound in volatile oil of C. longepaniculatum leaves with certain light resistance， thermo-stability and hygro-stability. Therefore the optimum inclusion process features simple operation and stable inclusion compounds.

[Key words] volatile oil of Cinnamomum longepaniculatum leaf； β-cyclodextrin； characterization； stability

doi：10.4268/cjcmm20131314