羥基酪醇-β-環糊精包合工藝

勾秋芬, 陳封政 , 封家福* , 任華忠

(1. 樂山職業技術學院 藥學系, 四川 樂山 614000；2. 樂山師范學院 化學學院, 四川 樂山 614000)

羥基酪醇(hydroxytyrosol)是一種多酚類化合物(圖1),在植物界主要是以橄欖苦苷的形式存在于橄欖中,橄欖苦苷水解后可得到游離的羥基酪醇[1].研究發現羥基酪醇具有多種生理活性,如抗炎[2]、抗菌[3-6]、抗癌[7-8]和抗氧化[9-12]等.

目前羥基酪醇的粗提物或高純度產品已經廣泛用于食品、保健品和化妝品,但高純度的羥基酪醇為粘稠液體,在空氣中很不穩定.為了更好地貯存羥基酪醇,使其易于制劑,我們以β-環糊精為原料,研究羥基酪醇的包合物.環糊精是環狀中空圓形結構(圖2),具有一系列特殊的理化性質,能夠包合某些小分子物質,對堿、熱和機械作用很穩定[13].在環糊精中以β-環糊精最為常用.研究證明,β-環糊精無毒,很適合用做藥物包合材料.β-環糊精包合技術是一種中藥制劑新技術,目標化合物與β-環糊精包合是物理過程,能使目標化合物保持原有性質,并能增強目標化合物的穩定性,改變其水溶性,使目標化合物更易于制成多種劑型[14].

1 藥品與儀器

β-環糊精(批號20130705,成都科龍化工試劑廠),羥基酪醇(批號P1131617,上海泰坦科技股份有限公司).

電子天平(FA100413,上海越平科學儀器有限公司),恒溫磁力攪拌器(S10-3型,上海司樂儀器有限公司),紫外可見光光度計(美譜達UV-1800,上海天普科技有限公司),超聲波器(KQ-400KDE型,昆山市超聲儀器有限公司).

圖 1 羥基酪醇的結構式

圖 2 β-環糊精的結構

2 方法與結果

2.1對照溶液的制備精確稱取羥基酪醇0.05 g,置于50 mL燒杯中,用無水乙醇少量多次轉入50 mL容量瓶中,用無水乙醇定容;然后吸取5 mL于50 mL的容量瓶中,用無水乙醇定容,即得0.1 g/L的羥基酪醇對照溶液,備用.

2.2最大吸收波長的確定取上述對照液和β-環糊精的無水乙醇溶液,在200～340 nm進行全波長掃描.通過紫外吸收曲線,發現羥基酪醇在229.2 nm處有最大吸收峰,而β-環糊精的無水乙醇溶液則基本無干擾,故確定229.2 nm為檢測波長.

2.3標準曲線的制備精確移取上述羥基酪醇對照液1、2、4、8和16 mL,定容至100 mL,在229.2 nm處測定吸光度A.以吸光度值A為縱坐標,以濃度c為橫坐標,得到回歸方程

A=22.487c+0.087 3,r=0.999 8,

線性范圍0.001～0.016 g/L.

2.4包合物的包封率測定方法精確稱取包合后所得的羥基酪醇β-環糊精包合物,用無水乙醇定容到20 mL,超聲15 min,離心,取上清液,過濾,在229.2 nm處測定,可以計算得出羥基酪醇β-環糊精包合物中羥基酪醇的量,然后計算所得包合物中羥基酪醇的包封率:

包封率=包合物中實際含羥基酪醇的量/投入羥基酪醇的量.

2.5篩選包合物的制備方法

2.5.1飽和水溶液法 精確稱取5 gβ-環糊精倒入平底燒瓶中,加入50 mL蒸餾水制成飽和水溶液,放置在40 ℃的磁力攪拌器上,轉速為800 r/min,然后將羥基酪醇對照液1 mL逐滴加入飽和的水溶液中,在此條件下持續加熱攪拌1.5 h.冷藏24 h,抽濾,依次用無水乙醇3 mL、蒸餾水20 mL沖洗,恒溫真空干燥4 h(45 ℃),即得包合物.

2.5.2超聲法 精確稱取5.0 gβ-環糊精倒入平底燒瓶中,加入50 mL蒸餾水制成飽和水溶液,置于恒溫為40 ℃超聲波器內,啟動超聲,超聲強度為50 Hz,然后將羥基酪醇對照液1 mL逐滴加入飽和的水溶液中,持續超聲時間1.5 h.將析出的沉淀冷藏24 h,抽濾,依次用無水乙醇3 mL、蒸餾水20 mL沖洗,恒溫真空干燥4 h(45 ℃),即得包合物.

2.5.3研磨法 精確稱取5.0 gβ-環糊精倒入研缽中,加入50 mL蒸餾水制成飽和水溶液(恒溫40 ℃),然后將羥基酪醇對照液1 mL逐滴加入飽和的水溶液中,研磨1.5 h.冷藏24 h,抽濾,依次用無水乙醇3 mL、蒸餾水20 mL沖洗,恒溫真空干燥4 h(45 ℃),即得包合物.

2.5.4包合物的制備方法篩選結果 取飽和水溶液法、超聲法、研磨法所得到的包合物,按照2.4項測定包封率,結果分別為35.31%、23.75%和12.18%(n=3).可知飽和水溶液法優于超聲法和研磨法,故確定選擇飽和水溶液法制備包合物.

2.6羥基酪醇與β-環糊精包合物制備工藝優化

2.6.1正交試驗設計 參照文獻[15],選擇L9(34)正交設計,4因素3水平見表1,以包封率為考察指標進行正交優選,實驗安排及結果見表2.

表 1 飽和水溶液工藝因素水平

注:A*為羥基酪醇體積/環糊精質量,B為包合溫度,C為攪拌時間,D為攪拌速度.

表 2 飽和水溶液法制備包合物工藝正交試驗結果

由表2可知,影響羥基酪醇-β-環糊精包合物因素大小依次為B>A*>C>D,即包合溫度﹥羥基酪醇體積/β-環糊精質量﹥攪拌時間﹥攪拌速度.獲得最優工藝條件的是A*3、B1、C1、D3,即羥基酪醇體積與β-環糊精的質量的比為1∶6,恒溫50 ℃,攪拌1 h,攪拌速度為1 200 r/min.

2.6.2驗證試驗 羥基酪醇-β-環糊精包合物的制備:精密稱取6.0 gβ-環糊精置于平底燒瓶中,放置在50 ℃的磁力攪拌器上,轉速為1 200 r/min,然后將羥基酪醇對照液1 mL逐滴加入飽和的水溶液中,在此條件下持續加熱攪拌1 h;冷卻,冷藏24 h,抽濾,依次用無水乙醇3 mL、蒸餾水20 mL沖洗,恒溫真空干燥4 h(45 ℃),即得包合物.

精密稱取上述羥基酪醇β-環糊精包合物,用無水乙醇定容到20 mL,超聲15 min,離心10 min,取上清液,過濾,在229.2 nm處測定,求得羥基酪醇β-環糊精包合物中羥基酪醇的量,其包封率為56.2%(n=3).

2.7羥基酪醇β-環糊精包合物的檢測分別稱取羥基酪醇、β-環糊精、羥基酪醇β-環糊精包合物和羥基酪醇與β-環糊精的物理混合物(稱取羥基酪醇0.01 g、β-環糊精2.0 g,室溫下在研缽中攪拌混均,得到羥基酪醇與β-環糊精的物理混合物)各10 mg,用無水乙醇定容到10 mL,適當稀釋后,測定在200～340 nm波長范圍內的紫外吸收光譜,分別得到羥基酪醇、β-環糊精、羥基酪醇與β-環糊精的物理混合物和羥基酪醇β-環糊精包合物的紫外吸收光譜(圖3～6).

圖 3 羥基酪醇的紫外吸收光譜

圖 4 β-環糊精的紫外吸收光譜

圖 5 羥基酪醇與β-環糊精的物理混合物的紫外吸收光譜

圖 6 包合物的紫外吸收光譜

羥基酪醇具有一個不飽和苯環結構,在紫外區有明顯的吸收峰(229.2 nm),如圖3所示.羥基酪醇、羥基酪醇與β-環糊精的物理混合物在紫外吸收光譜圖譜上沒有差異(見圖3和圖5),均在229.2 nm處有紫外特征吸收峰,而β-環糊精沒有共軛雙鍵,在紫外區沒有吸收峰(見圖4),羥基酪醇-β-環糊精包合物也幾乎沒有吸收峰存在(見圖6),因為羥基酪醇的苯環結構被包合進入了β-環糊精的空腔結構中,導致其吸收峰消失,同時其紫外吸收光譜圖也佐證了羥基酪醇與β-環糊精形成了包合物.

3 討論與結論

3.1羥基酪醇具有多種生理活性羥基酪醇廣泛用于保健食品和化妝品等領域.呈液態的羥基酪醇,在空氣中很不穩定,且不易制劑.選用廉價的藥用級β-環糊精為原料,制備成羥基酪醇-β-環糊精包合物,可以有效地解決上述問題.

3.2形成羥基酪醇-β-環糊精包合物的最佳工藝羥基酪醇(mL)與β-環糊精(g)的比為1∶6,恒溫50 ℃,攪拌1 h,攪拌速度為1 200 r/min.通過驗證試驗可知在該工藝條件下,羥基酪醇的包合率為56.2%.

3.3羥基酪醇含有2個酚羥基具有一定的水溶性,而β-環糊精內部空腔呈疏水性,導致羥基酪醇與β-環糊精的包合率不高.

致謝成都大學藥食同源植物資源開發項目對本文進行了資助,謹致謝意.

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