肉桂挥发油的提取工艺和β-环糊精包合工艺的制作方法

本发明属于挥发油提取和包合技术领域，尤其涉及肉桂挥发油的提取工艺和β-环糊精包合工艺。

背景技术：

肉桂的化学成分主要有挥发油、二萜以及糖苷类、黄烷醇、黄酮以及苷类、多糖类等化合物。现代药理证明肉桂具有镇静、降血糖、降血脂、抗炎、抗补体、抗肿瘤、抗菌等作用，其挥发油可能是肉桂镇静安神的有效成分。传统制剂中，将肉桂挥发油直接喷洒在药物中，易造成挥发油的损耗，降低药效。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供操作简单、效果优良、重复性好的肉桂挥发油的提取工艺和β-环糊精包合工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

肉桂挥发油的提取工艺，取肉桂药材粉碎至粗粉，加药材重量6-14倍的水浸泡0-3h，蒸馏提取2-6h，获得肉桂挥发油。

水加8倍药材重量。

浸泡为1h。

蒸馏提取为5h。

上述提取工艺获得的肉桂挥发油的β-环糊精包合工艺，取β-环糊精适量，加入β-环糊精重量4-12倍的水溶解得β-环糊精溶液；按肉桂挥发油与β-环糊精的重量比1:4-1:12，将肉桂挥发油加入β-环糊精溶液，30-70℃下包合0.5-2.5h，获得肉桂挥发油包合物。

β-环糊精溶液中β-环糊精和水的重量比为1:10。

肉桂挥发油与β-环糊精的重量比1:6。

包合的温度为50℃、时间为1.5h。

肉桂挥发油包合物的含油率为5.65-11.23％。

针对目前肉桂挥发油提取和使用存在的问题，发明人建立了一种肉桂挥发油的提取工艺，取肉桂药材粉碎至粗粉，加药材重量6-14倍的水浸泡0-3h，蒸馏提取2-6h，获得肉桂挥发油。据此，发明人还建立相应β-环糊精包合工艺。同时，发明人在对单因素实验结果分析的基础上，采取正交试验法，对两种工艺的相关指标进行考察，最终优选出了最佳工艺条件参数。试验结果表明，本发明的提取和β-环糊精包合工艺稳定可行，能提高制剂稳定性及临床疗效，且操作简单、产品得率高，宜实现工业化生产，为开发新产品提供了技术支持，也可为涉及肉桂挥发油提取及β-环糊精包合工艺的类似研究提供参考。

附图说明

图1是浸泡时间对挥发油提取率的影响结果图。

图2是水料比对挥发油提取率的影响结果图。

图3提取时间对挥发油提取率的影响结果图。

图4是不同β-环糊精和水的比例对包合效果的影响结果图

图5是挥发油和β-环糊精的比例对包合效果的影响结果图。

图6是包合温度对挥发油提取率的影响结果图。

图7是包合时间对挥发油提取率的影响结果图。

具体实施方式

1仪器与材料

1.1仪器

hh-s8数显型恒温水浴锅(金坛市医疗仪器厂)；bt457型电子分析天平(深圳市博途电子科技有限公司)；hdm-500型恒温电热套(江苏天由有限公司)；重油挥发油测定器(安徽科腾实验设备有限公司)；rh数显型加热磁力搅拌器(广州仪科实验室技术有限公司)；fd56型恒温鼓风干燥箱(上海合测实业有限公司)。

1.2药物和试剂

β-环糊精(纯度>97％，孟州市华兴生物化工有限责任公司，批号：20180437)；肉桂经广西中医药大学药学院鉴定，符合2015版《中国药典》规定(南宁生源中药饮片有限责任公司，批号：20170901)；无水硫酸钠(天津博迪化工股份有限公司，批号：20170720)；95％食用乙醇(成都市科隆化学品有限公司，批号：2017041306)；其他试剂均为分析纯。

2方法和结果

2.1肉桂挥发油提取工艺研究

2.1.1挥发油的提取方法

挥发油的提取方法参考2015版《中国药典》四部附录xd挥发油测定法(甲法)提取，收集肉桂黄色挥发油，用无水硫酸钠脱水。

2.1.2单因素考察

2.1.2.1浸泡时间

按“2.1.1提取方法”取肉桂粗粉390g，各取65g，室温下分别浸泡0.5、1、1.5、2、2.5、3h，加6倍量的水蒸馏5h，读取挥发油体积，计算挥发油提取率。

由图1可知，浸泡时间对挥发油提取率影响较大，随着浸泡时间的延长，浸泡时间为2h时挥发油提取率达最高峰，高于2h略有下降，但变化不大。考虑生产周期、降低生产成本，故选取浸泡时间为1、1.5、2h进行正交实验。

2.1.2.2水料比

室温下浸泡1.5h，分别加6、8、10、12、14、16倍量的水蒸馏5h，其余条件同2.1.2.1。

如图2所示，水料比对挥发油提取率影响较大，随着加水量的增加，挥发油提取率先升高再降低，加水量8倍时挥发油提取率最高。故选取水料比为6、8、10倍量水作为正交实验的三个水平。

2.1.2.3提取时间

室温下浸泡1.5h，加6倍量的水，分别蒸馏2h、3h、4h、5h、6h、7h。其余条件同2.1.2.1。

如图3所示，提取时间对挥发油提取率影响较大，随着提取时间的延长，挥发油提取率显著增加，当提取时间为5h时挥发油提取率达最高峰，大于5h略有下降，但变化不大。考虑生产周期、降低生产成本，故正交试验提取时间选取3、4、5h。

2.1.3正交实验优选最佳工艺

在单因素考察的基础上，以肉桂挥发油提取率为评价指标选定水料比(a)、浸泡时间(b)、提取时间(c)为考察因素，采用l9(3⁴)表正交实验，优选出最佳的提取工艺。

表1挥发油提取影响因素水平表

表2挥发油提取正交实验结果

表3挥发油提取方差分析表

注：f0.05(2,2)＝19.00，*p<0.05；f0.01(2,2)＝99.00，**p<0.01。

正交试验直观分析表明，3个主要因素对挥发油提取率的影响程度依次是c(提取时间)>a(水料比)>b(浸泡时间)，各因素不同水平程度依次是a2>a1>a3，b2>b3>b1，c3>c1>c2。再通过方差分析表进一步分析，因素a(水料比)和c(提取时间)对挥发油提取率有统计学差异(p<0.05)，而浸泡时间(b)对挥发油提取率没有统计学差异(p>0.05)，肉桂挥发油的最佳提取工艺应为a2b2c3，但结合企业经济成本考虑，最终确定肉桂挥发油的最佳提取工艺为a2b1c3，即肉桂加8倍量的水浸泡1h，提取5h。

2.1.5验证试验

根据正交试验确定肉桂挥发油的最佳提取工艺为a2b1c3，即肉桂加8倍量的水浸泡1h，提取5h，进行3次重复试验，如表4所示，肉桂的挥发油提取率分别为2.89％、2.78％、2.83％，平均值为2.84％，rsd为1.94％。结果表明验证试验的肉桂挥发油提取率和正交实验的最大值相近，说明该提取工艺稳定可靠。

表4挥发油提取验证试验表

2.2肉桂挥发油β-环糊精包合工艺研究

2.2.1包合物制备方法

实验选择饱和水溶液法。称取β-环糊精，置具塞锥形瓶中，加入适量纯化水，置80℃恒温水浴锅，加热搅拌溶解，制成饱和溶液。待降至规定的温度，置恒温磁力搅拌器上搅拌。用移液枪精密吸取适量肉桂挥发油，用等量的食用乙醇(95％)稀释溶解，缓慢加入β-环糊精饱和溶液中，保持一定温度搅拌至规定的时间，取出，待温度降至室温，置4℃冰箱冷藏24h，抽滤，依次用少量的水和食用乙醇(95％)洗涤数次。40℃干燥至恒重，得白色粉末包合物。

2.2.2评价指标

2.2.2.1挥发油相对密度测定

根据中国药典2015版附录ⅵa相对密度测定法重复测定三次取平均值，测得肉桂挥发油密度，测得密度ρ＝1.062，rsd为0.38％。

2.2.2.2空白回收率的测定

用移液枪精密吸取肉桂挥发油2ml，置500ml圆底烧瓶中，加入200ml纯化水，按照2015版《中国药典》一部附录xd挥发油测定法(甲法)测定挥发油提取率，重复测定三次取平均值，并计算空白回收率，测得空白回收率为75.2％。

2.2.3包合物含油率、包合率及包合物收得率测定

取包合物适量置500ml圆底烧瓶中，加入200ml纯化水，按照2015版《中国药典》四部附录xd挥发油测定法(甲法)测定挥发油提取率，并计算包合物含油率、包合率及包合物收得率。挥发油包合率越高，包合效果越好，可作为考察包合效果的主要指标，权重系数占0.6，在投入量一定情况下，包合物得率和包合物含油率越高，挥发油包合效果越好，作为次要指标，权重系数分别为0.2、0.2。公式如下。

2.2.4单因素考察

影响包合的主要因素有β-环糊精和水的比例、挥发油和β-环糊精的比例、包合温度、包合时间，依据“2.2.1包合方法”，以综合评分为指标，分别对每个因素设置5个水平，优选出最优的3个水平。

2.2.4.1β-环糊精和水的比例

称取肉桂挥发油量6倍的β-环糊精，分别加入β-环糊精4、6、8、10、12倍量超纯水，固定包合温度40℃，用移液枪精密吸取1ml挥发油进行包合，包合1h(400r/min)，计算综合评分。

如图4所示，β-环糊精和水的比例对挥发油包合物综合评分影响较小。根据实验结果确定β-环糊精和水的比例为1:10。

2.2.4.2挥发油和β-环糊精的比例

分别称取肉桂挥发油量4、6、8、10、12倍的β-环糊精，加入β-环糊精10倍量纯化水，用移液枪精密吸取1ml挥发油进行包合，固定包合温度40℃，包合时间1h(400r/min)，计算综合评分。

如图5所示，挥发油和β-环糊精的比例对挥发油包合物综合评分影响较大，随着挥发油和β-环糊精的比例的增大，比例为1:8时综合评分达最高峰，大于1:8有下降趋势。故选择比例为1:6、1:8、1:10三个水平进入正交试验。

2.2.4.3包合温度

称取肉桂挥发油量6倍的β-环糊精，加入10倍量纯化水，用移液枪精密吸取1ml挥发油，固定包合时间1h(400r/min)，分别在包合温度30、40、50、60、70℃进行包合，计算综合评分。

图6表明，包合温度对挥发油包合物综合评分影响较大，随着包合温度的增加，综合评分先升高后降低，当包合温度为50℃时，出现最高峰。因此，故选择比例为40、50、60℃三个水平进入正交试验。

2.2.4.4包合时间

分别称取肉桂挥发油量6倍的β-环糊精，加入β-环糊精10倍量纯化水，用移液枪精密吸取1ml挥发油进行包合，固定包合温度40℃，分别包合0.5、1、1.5、2、2.5h(400r/min)，计算综合评分。

图7显示，包合时间对挥发油包合物综合评分影响较大，随着包合时间的增加，综合评分随着增加，当包合时间为2h时出现最高峰，2h后综合评分呈现下降趋势。因此，选择包合时间为1、1.5、2h三个水平进入正交试验。

2.2.5正交实验优选最佳工艺

在单因素分析的基础上，以包合物含油率、包合率、包合收得率及综合评分为指标，影响包合效果的主要因素主要有挥发油和β-环糊精的比例、包合温度、包合时间，因素水平见表5，采用l9(3⁴)表正交实验，优选出最佳的包合工艺。

表5挥发油β-环糊精包合工艺正交试验因素水平表

表6挥发油包合正交实验结果

表7挥发油包合方差分析表

注：f0.05(2,2)＝19.00，*p<0.05；f0.01(2,2)＝99.00，**p<0.01。

正交试验直观分析表明，3个主要因素对挥发油包合效果的影响程度依次是a(挥发油：β-环糊精)>c(包合温度)>b(包合时间)，各因素不同水平程度依次是a1>a2>a3，b2>b3>b1，c2>c3>c1，再通过方差分析表进一步分析，因素a(挥发油：β-环糊精)对挥发油包合效果有统计学差异(p<0.05)。而b(包合温度)和c(包合时间)对挥发油包合效果没有统计学差异(p>0.05)。根据综合评分最后确定肉桂挥发油的最佳包合工艺为a1b2c2，即肉桂挥发油与β-环糊精的比例为1:6，在包合温度为50℃下包合1.5h。

2.2.6验证试验

根据肉桂最佳包合工艺进行3次重复试验。如表8所示，肉桂挥发油包合物含油率平均值为11.42％，rsd为4.27％；包合率平均值72.70％，rsd为2.79％；收得率平均值为72.03％，rsd为1.51％。说明验证试验的3项指标和正交试验中综合评分各项指标的最大值相近，说明该挥发油包合工艺稳定可行。

表8挥发油包合验证试验表

3讨论

3.1本实验在单因素实验结果与分析的基础上，再采取正交试验法和验证试验，即肉桂加8倍量的水浸泡1h，提取5h，最佳包合工艺为β-环糊精和水的比例为1:10，肉桂挥发油与β-环糊精的比例为1:6，在包合温度为50℃下包合1.5h。结果表明，本发明不但肉桂挥发油提取及包合效果佳、重复性好，而且可为本项目开发新产品提供技术支持，也可为涉及肉桂挥发油提取及β-环糊精包合工艺的类似研究提供参考。