金銀花精油及其與β—環(huán)糊精包合物的制備工藝研究

林玉環(huán) 高昆 況鵬群 井文華 王敏敏 趙玉萍

摘要[目的]優(yōu)選金銀花精油及其與β-環(huán)糊精包合物的制備工藝。[方法]采用水蒸氣蒸餾法制備金銀花精油，用GC-MS分析金銀花精油的主體呈香成分及含量；采用飽和水溶液法，通過正交試驗設(shè)計，以金銀花精油的包合率為指標(biāo)，考察金銀花精油與β-環(huán)糊精的包合比例、包合溫度、攪拌時間和烘干溫度對金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物制備工藝的影響。[結(jié)果]水蒸氣蒸餾法制備金銀花精油的得率為0.12%，經(jīng)GC-MS分析，金銀花精油的主體呈香成分為單萜和倍半萜類化合物，占金銀花精油含量的75.30%，其中，金銀花精油中芳樟醇及其衍生物含量大于25.60%；最佳金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物制備工藝條件為金銀花精油與β-環(huán)糊精的包合比例1〖DK〗∶10（mL〖DK〗∶g）、包合溫度60 ℃、攪拌時間3 h、烘干溫度45 ℃，在此最優(yōu)條件下，金銀花精油的包合率為68.95%。[結(jié)論]水蒸氣蒸餾法和飽和水溶液法可分別用于金銀花精油及其與β-環(huán)糊精包合物的制備。

關(guān)鍵詞金銀花精油；水蒸氣蒸餾法；β-環(huán)糊精；包合物；正交試驗

中圖分類號TQ461文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2017）05-0067-03

Abstract[Objective]To optimize the preparation processes for honeysuckle essential oil and its inclusion compound with βcyclodextrin. [Method] Honeysuckle essential oil was prepared with steam distillation method， the composition and content of principal aroma components of the honeysuckle essential oil were analyzed with GCMS. Honeysuckle essential oilβcyclodextrin inclusion compound was prepared with saturated water solution method， and the inclusion rate of honeysuckle essential oil was used as evaluation index to investigate the influences of the proportion of honeysuckle essential oil and βcyclodextrin， the inclusion temperature， the stirring time and the drying temperature on the preparation process of the inclusion compound with orthogonal test. [Result] The yield of honeysuckle essential oil prepared by steam distillation method was 0.12%， after analysis with GCMS， the principal aroma components of the honeysuckle essential oil were monoterpenoids and sesquiterpenoids， and the total content of these two kinds of compounds was 75.30%. Among them， the content of linalool and its derivatives in honeysuckle essential oil was more than 25.60%. The optimum preparation process conditions for honeysuckle essential oilβcyclodextrin inclusion compound were as follows： the proportion of honeysuckle essential oil and βcyclodextrin was 1〖DK〗∶10（mL〖DK〗∶g）， the inclusion temperature was 60 ℃ ， the stirring time was 3 h and the drying temperature was 45 ℃. Under the optimum conditions， the inclusion rate of honeysuckle essential oil was 68.95%. [Conclusion] The steam distillation method and the saturated water solution method can be respectively used for the preparation of honeysuckle essential oil and its inclusion compound with βcyclodextrin.

Key wordsHoneysuckle essential oil；Steam distillation method；βcyclodextrin；Inclusion compound；Orthogonal test

基金項目大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（201510452026）；山東省重點研發(fā)計劃項目（2015GNC110036）。

作者簡介林玉環(huán)（1993—），女，山東平邑人，本科生，專業(yè)：制藥工程。*通訊作者，博士，從事天然活性成分的分離精制與微膠囊化技術(shù)研究。

收稿日期2017-01-15

金銀花為忍冬科植物忍冬（Lonicera japonica Thunb.）的花蕾，含有綠原酸、木樨草苷和金銀花精油等多種天然活性成分，具有清熱解毒、涼散風(fēng)熱、抗菌、抗病毒、增強(qiáng)免疫及抗氧化等功效[1-2]，是銀黃顆粒、銀黃口服液和柴黃口服液等多種制劑的主要配方成分[3-5]。金銀花精油為金銀花花蕾經(jīng)親脂性有機(jī)溶劑萃取、水蒸氣蒸餾、超臨界流體萃取或分子蒸餾等技術(shù)制備的淡黃色油狀液體，具有特異花香氣味和抗真菌等功效[6]，在中藥制劑、食品、卷煙、香氛和日用化妝品中應(yīng)用廣泛。金銀花精油極易揮發(fā)，穩(wěn)定性差，嚴(yán)重限制了其應(yīng)用。β-環(huán)糊精是由7個葡萄糖基以 1， 4-糖苷鍵連接而成的筒狀分子，具有環(huán)狀中空圓筒形結(jié)構(gòu)，能夠通過分子間的非共價鍵將客體分子包嵌在其空穴結(jié)構(gòu)內(nèi)形成包合物，從而增加客體分子的穩(wěn)定性、改善客體分子的溶解性，并使液態(tài)的客體分子固態(tài)化[7-10]。因此，將金銀花精油制成β-環(huán)糊精包合物能夠防止有效成分的快速揮發(fā)，并使其固態(tài)化以便于廣泛應(yīng)用。筆者采用水蒸氣蒸餾法制備金銀花精油，用GC-MS分析金銀花精油成分和含量；采用飽和水溶液法制備金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物，并通過正交試驗設(shè)計優(yōu)化制備工藝。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1原料與主要試劑。

金銀花，忍冬的鮮花蕾，采摘自山東平邑縣；無水乙醇、β-環(huán)糊精、無水乙醚、無水硫酸鈉，均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲醇，色譜純，北京迪馬科技有限公司；去離子水；其他所用試劑均為分析純。

1.1.2主要儀器設(shè)備。

GZX-G KDM型可調(diào)控溫加熱套，山東鄄城華魯電熱儀器有限公司；揮發(fā)油提取器，泰興市三愛思實驗儀器廠；RE-200A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；GC6890-MSD5973型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司；CL-2型恒溫磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；BCD-218L低溫冷藏冰箱，中科美菱低溫科技有限責(zé)任公司；SHZ-D型循環(huán)水式多用真空泵，鞏義市英峪予華儀器廠；FC.101-2-S型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海博泰實驗設(shè)備有限公司；ME-T電子天平，Mettler Toledo公司。

1.2方法

1.2.1金銀花精油的制備。

取500 g金銀花新鮮花蕾置于10 L圓底燒瓶中，加入5 L去離子水，用水蒸氣蒸餾法，收集餾出液，約1 L；將35 g/L NaCl加至餾出液中，溶解，靜置1 h，用等體積無水乙醚萃取，萃取液用無水硫酸鈉干燥處理后，減壓蒸餾得到淡黃色金銀花精油，稱重后置于5 ℃冰箱待用。

1.2.2金銀花精油成分的測定。

色譜條件：色譜柱為HP-5 MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；初始溫度為80 ℃，停留1 min，以5 ℃/min的升溫速率升溫至200 ℃；載氣為氦氣，流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度為250 ℃；分流比為50〖DK〗∶1，進(jìn)樣量為0.1 μL。質(zhì)譜條件：EI離子源，離子源溫度230 ℃，電子能量為70 eV；質(zhì)量掃描范圍25～500 m/z，檢索譜庫為NIST05，Wiley。

1.2.3金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物的制備。

稱取一定量金銀花精油，溶解于少量無水乙醇中，在一定溫度下慢速滴至100 mL相同溫度的β-環(huán)糊精飽和溶液中，300 r/min恒溫攪拌一定時間后，取出冷卻至室溫，5 ℃冰箱中靜置12 h，過濾，用少量無水乙醇快速洗滌沉淀，收集濾餅。將β-環(huán)糊精包合金銀花精油形成的濾餅經(jīng)一定溫度烘干至恒重，得到金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物的干燥粉末，保存于5 ℃冰箱待用。

1.2.4金銀花精油包合率的測定。

準(zhǔn)確稱取5 g的金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物，置于250 mL的圓底燒瓶中，加入150 mL去離子水，連接揮發(fā)油提取器，水蒸氣蒸餾法提取2 h以上至金銀花精油油量不再增加，停止蒸餾。冷卻至室溫后，讀取金銀花精油回收量，計算金銀花精油的包合率：

金銀花精油包合率=包合物中金銀花精油回收量（mL）/金銀花精油加入量（mL）×100%。

2結(jié)果與分析

2.1金銀花精油的制備

采用水蒸氣蒸餾法結(jié)合無水乙醚萃取制備金銀花精油，所得金銀花精油為具有金銀花特異香氣的淺黃色油狀液體，金銀花精油的提取率為0.12%。所得金銀花精油保存于低溫（5 ℃）冰箱中，經(jīng)金銀花精油儲存穩(wěn)定性考察，發(fā)現(xiàn)隨著儲存時間的延長，金銀花精油顏色逐漸變深，因此，制備得到的金銀花精油應(yīng)盡快使用或制備成金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物，以提高金銀花精油的儲存穩(wěn)定性。王國亮等[11]采用水蒸氣蒸餾法從豫北平原栽培的金銀花新鮮花蕾中提取獲得了金銀花精油，該精油為氣味芬芳的淺黃色油狀液體，且存放后顏色逐漸變深。狄留慶等[12]分別采用水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2萃取法從金銀花干燥花蕾中提取獲得了金銀花精油，提取率分別為0.82%和192%。張軍等[13]采用超臨界CO2萃取法結(jié)合分子蒸餾法從金銀花花蕾中提取并精制獲得了金銀花精油，總提取率為056%。因此，水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2萃取法均可應(yīng)用于金銀花精油的提取，雖然水蒸氣蒸餾法的金銀花精油提取率較低，但超臨界CO2萃取法對提取設(shè)備要求較高，且制備成本較高。因此，水蒸氣蒸餾法較常用于金銀花精油的制備，且較適合工業(yè)化生產(chǎn)。

2.2金銀花精油成分的測定

從GC-MS分析數(shù)據(jù)可知，金銀花精油中的主要成分按照含量高低依次為芳樟醇、環(huán)氧芳樟醇、香葉醇、α-萜品醇、乙基環(huán)己烷、α-可巴烯、芳樟醇丙酯、丁香酚、橙花醇、香橙烯、香茅醇、橙花醇乙酯、薄荷醇、香葉醇乙酯、α-月桂烯、δ-杜松烯等化合物，主要為單萜和倍半萜類化合物，且該2類化合物占金銀花精油含量的7530%，其中，金銀花精油中芳樟醇及其衍生物含量大于2560%。王國亮等[11]采用GC-MS分析豫北平原栽培的金銀花新鮮花蕾中提取獲得的金銀花精油成分，發(fā)現(xiàn)金銀花精油中的主要成分為單萜和倍半萜類化合物，且該2類成分占金銀花精油含量的81.66%，其中，金銀花精油中芳樟醇及其衍生物含量大于45.50%。張軍等[13]采用GC-MS分析山東平邑栽培的金銀花花蕾中提取獲得的金銀花精油成分，發(fā)現(xiàn)金銀花精油中的主要成分為芳樟醇、環(huán)氧芳樟醇、順-3-己烯醇、α-萜品醇、戊二酸二丁酯、香葉醇、金合歡醇和對甲氧羰基苯甲醛等化合物，其中，金銀花精油中芳樟醇及其衍生物含量大于27.4%。張玲等[14]采用GC-MS分析山東平邑縣鄭城鄉(xiāng)栽培的金銀花新鮮花蕾中提取獲得的金銀花精油成分，發(fā)現(xiàn)金銀花精油中的主要成分為α-可巴烯、芳樟醇、芳樟醇丙酯、乙基環(huán)己烷、香葉醇、δ-杜松烯、香茅醇、香橙烯、橙花醇乙酯等化合物，其中，金銀花精油中芳樟醇及其衍生物含量大于25.40%。

2.3金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物的制備

植物精油-β-環(huán)糊精包合物的制備方法主要有研磨法、液-液法、飽和水溶液法等，其中飽和水溶液法應(yīng)用較多，且比較適合工業(yè)化生產(chǎn)，該研究采用該方法制備金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物。通過分析預(yù)試驗結(jié)果，以金銀花精油包合率為考察指標(biāo)，選擇金銀花精油與β-環(huán)糊精的包合比例、包合溫度、攪拌時間和烘干溫度為考察因素，通過L9（34）正交表設(shè)計正交試驗優(yōu)化金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物的制備工藝。因素水平設(shè)計見表1。

2.3.1正交試驗結(jié)果。

正交試驗結(jié)果見表2，從表2中數(shù)據(jù)可知，RD>RA>RC>RB，表明影響金銀花精油包合率的因素依次為D、A、C、B，即烘干溫度對金銀花精油包合率影響最大，其次為金銀花精油與β-環(huán)糊精的包合比例、攪拌時間，而包合溫度影響最小。從表2中數(shù)據(jù)還可知，因素A，k2>k1>k3；因素B，k2>k3>k1；因素C，k3>k2>k1；因素D，k1>k2>k3；表明最佳金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物制備工藝條件為A2B2C3D1，即金銀花精油與β-環(huán)糊精的包合比例為1〖DK〗∶10、包合溫度為60 ℃、攪拌時間為3 h、烘干溫度為45 ℃，在此最優(yōu)條件下，金銀花精油的包合率為68.95%。

2.3.2驗證性試驗結(jié)果。

按照“2.3.1”中的最佳金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物制備工藝條件進(jìn)行驗證性試驗，制備得到3批金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物。通過測定，3批產(chǎn)品的金銀花精油包合率分別為67.45%、68.02%、6915%，均與正交設(shè)計試驗中的金銀花精油包合率最大值6895%相當(dāng)，且該3批產(chǎn)品的金銀花精油包合率RSD值僅為1.27%，表明該最佳金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物制備工藝穩(wěn)定性較高。

3結(jié)論

該研究采用水蒸氣蒸餾法和飽和水溶液法分別制備了金銀花精油和金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物。水蒸氣蒸餾法制備金銀花精油的得率為0.12%，經(jīng)GC-MS分析，金銀花精油的主體呈香成分為芳樟醇、環(huán)氧芳樟醇、香葉醇、α-萜品醇、乙基環(huán)己烷、α-可巴烯、芳樟醇丙酯、丁香酚、橙花醇、香橙烯、香茅醇、橙花醇乙酯、薄荷醇、香葉醇乙酯、α-月桂烯、δ-杜松烯等單萜和倍半萜類化合物，且該2類化合物占金銀花精油含量的75.30%，其中，金銀花精油中芳樟醇及其衍生物含量大于25.60%。以金銀花精油的包合率為考察指標(biāo)，對制備過程中的主要影響因素進(jìn)行了考察，結(jié)果表明，最佳金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物制備工藝條件為金銀花精油與β-環(huán)糊精的包合比例1〖DK〗∶10（mL〖DK〗∶g）、包合溫度60 ℃、攪拌時間3 h、烘干溫度45 ℃，影響最大的因素為金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物烘干溫度；最優(yōu)條件下，金銀花精油的包合率為68.95%。

水蒸氣蒸餾法和飽和水溶液法均簡便易行，適合工業(yè)化生產(chǎn)。水蒸氣蒸餾法制備得到的金銀花精油顏色為微黃色，澄清、透亮，具有金銀花特異的花香氣味，適用于中藥制劑、食品、卷煙、香氛和日用化妝品中。飽和水溶液法可有效制備金銀花精油-β-環(huán)糊精包合物，該包合物具有淡淡的金銀花精油香氣，金銀花精油的包合率可達(dá)68.95%，通過該制備工藝，顯著降低了金銀花精油的揮發(fā)速率，提高了金銀花精油的穩(wěn)定性，并使液態(tài)的金銀花精油實現(xiàn)了固態(tài)化，從而便于其廣泛應(yīng)用。

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