周振華 駱航 王文淵 程澤能

(1. 中南大學(xué)藥學(xué)院，湖南 長沙 410013；2.永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院藥學(xué)系，湖南 永州 425100)

超聲法制備大蒜油β-環(huán)糊精包合物工藝的研究

周振華1,2駱航1,2王文淵2程澤能1△

(1. 中南大學(xué)藥學(xué)院，湖南 長沙 410013；2.永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院藥學(xué)系，湖南 永州 425100)

目的 研究超聲法制備大蒜油β-環(huán)糊精包合物的最佳工藝條件。方法 采用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)法，以β-環(huán)糊精和大蒜油投料比、包合溫度、包合時間及超聲功率為考察因素，以包合率和產(chǎn)率為考察指標(biāo)，利用極差和方差分析確定最佳包合工藝條件并對包合物進(jìn)行定性驗(yàn)證。結(jié)果 超聲法制備大蒜油包合物的最佳工藝條件為：β-環(huán)糊精和大蒜油投料比(6∶1)，包合溫度(30 ℃)，超聲時間(25 min)，超聲功率(200 W)。結(jié)論 優(yōu)選的超聲法制備大蒜油包合物工藝簡單，所需時間短，方便實(shí)用。

大蒜油； 超聲法； 包合物； β-環(huán)糊精

大蒜是百合科蔥屬植物蒜的鱗莖，在我國大量種植和食用。大蒜油是從大蒜中提取的揮發(fā)油，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證實(shí)其具有強(qiáng)烈的抗菌消炎、降血脂、改善冠狀動脈粥樣硬化、抗癌和防癌等功效[1]。本研究擬采用超聲法將大蒜油包含于β-環(huán)糊精的環(huán)狀中空結(jié)構(gòu)中制成包合物[2]，并用正交實(shí)驗(yàn)法，以大蒜油包合物產(chǎn)率和包合率為考察指標(biāo)，通過極差和方差分析篩選大蒜油包合物的最佳工藝條件[3]報告如下。

1 材料與方法

1.1 材料 β-環(huán)糊精(上海化學(xué)試劑廠，干基純度98%以上)；大蒜揮發(fā)油(云南紫皮獨(dú)蒜中提取)；無水乙醇(廣州化學(xué)試劑廠，95%)；純化水；其他試劑均為分析純。SCQ-300超聲儀(上海聲浦超聲波設(shè)備廠)；HM-12絞肉機(jī)(安徽華菱西廚裝備股份有限公司)；101-0BS電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱(邦西儀器科技有限公司)；W-301S恒溫水浴鍋(廣州市星爍儀器有限公司)；電冰箱(上海海爾集團(tuán))；揮發(fā)油提取器(上海玻璃儀器廠)。

1.2 方法與結(jié)果 (1)大蒜油的制備：先將大蒜頭手工去皮，再取潔凈無腐爛的大蒜瓣2 000 g，于絞肉機(jī)內(nèi)絞碎，再置于圓底燒瓶中，加一定比例純化水水(M蒜∶M水=1∶2)，55 ℃恒溫水浴發(fā)酵4 h，多次間歇攪拌，大蒜經(jīng)充分酶促反應(yīng)后生成具有強(qiáng)烈辛辣味的大蒜油。水蒸氣蒸餾法提取時大蒜油由水蒸氣夾帶經(jīng)冷凝管變成油水混合物流出，收集所得油水混合物，用無水硫酸鈉脫水，密閉保存，備用[4]。(2)正交試驗(yàn)設(shè)計：采用正交試驗(yàn)篩選超聲法制備大蒜油β-環(huán)糊精包合物的最佳配方及工藝，選擇超聲功率、包合溫度、超聲時間及β-環(huán)糊精和大蒜油投料比為考察因素[5], 每個因素3個水平的試驗(yàn)方案。因素水平見表1。(3)超聲法制備大蒜油包合物工藝:取一定量大蒜油,平均成9份。按上述因素水平采用 L9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn)。即：將一定量β-環(huán)糊精溶入純化水中，制成5%的溶液，加熱溶解制成過飽和溶液[6]。將大蒜油用少量乙醇稀釋后，在不斷攪拌下滴入β-環(huán)糊精飽和水溶液中，于試驗(yàn)溫度和功率超聲一定時間使大蒜油被包合，所得包合物混懸液于0～5 ℃冰箱冷藏放置24 h，抽濾，用無水乙醇洗滌數(shù)次至表面無油漬，40 ℃恒溫干燥箱干燥后取出研細(xì)，即得白色粉末狀的大蒜油β-CD包合物。(4)包合率及包合物產(chǎn)率的測定:將所制得的干燥大蒜油包合物精密稱重，置裝有沸石的圓底燒瓶中，加純化水，連接揮發(fā)油提取器，沸騰2～3 h，至油量不再增加時停止加熱。放置1 h 后至油呈清亮或亮黃色時讀數(shù)，再折算成包合物中實(shí)際含油率。按照以下公式計算包合率及包合物產(chǎn)率：包合率=包合物中大蒜油重(g)/投入原料重(g)×100%; 包合物產(chǎn)率=包合物重(g)/(大蒜油重+β-CD 重(g))×100%。包合率是衡量包合效果的主要指標(biāo)，包合率越大則包合效果越好，所以作為篩選工藝的主要指標(biāo)。包合物產(chǎn)率在工業(yè)生產(chǎn)上具有經(jīng)濟(jì)意義，在β-環(huán)糊精和大蒜精油投入一定量的情況下產(chǎn)率越高則經(jīng)濟(jì)效益越好，所以作為篩選工藝的次要指標(biāo)。因此最后我們采用綜合評分法[7]評定。即 綜合評價值=70%×包合率(%)+30%×包合物產(chǎn)率(%)。

表1 因素水平表

2 結(jié) 果

2.1 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析 大蒜油β-環(huán)糊精的包合工藝條件篩選的正交試驗(yàn)及極差分析結(jié)果見表2，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析和F檢驗(yàn)。 由極差分析和方差分析可知β-環(huán)糊精和大蒜油質(zhì)量比對β-環(huán)糊精的包合效果具有顯著性影響，而超聲功率、包合溫度、超聲時間對包合綜合評價值在考察的范圍內(nèi)影響不顯著(P>0.05)。最終各因素對包合效果的影響主次順序?yàn)椋篋>B>A>C，即β-環(huán)糊精和油投料比>包合溫度>超聲功率>包合時間。故我們確定最佳的制備工藝條件為A2B1C1D2，即：超聲功率200 W、包合溫度30 ℃、包合時間25 min、β-環(huán)糊精和大蒜油投料比6∶1，見表2。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

2.2 驗(yàn)證試驗(yàn) 按照最佳制備工藝條件制備3批大蒜油β-環(huán)糊精包合物進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過稱量和計算，大蒜油平均包合率達(dá)78.6%，包合物產(chǎn)率達(dá)70.7%，兩項指標(biāo)均超過正交試驗(yàn)中的最大值。

3 討 論

將β-環(huán)糊精空白與大蒜油β-環(huán)糊精包合物在顯微鏡下觀察[8]，β-環(huán)糊精空白為規(guī)則板狀結(jié)構(gòu)，大蒜油β-環(huán)糊精包合物為不規(guī)則粉末狀，形成了包合物。在硅膠薄層板上分別用大蒜油、從β-環(huán)糊精包合物中回收的大蒜油、β-環(huán)糊精空白樣、大蒜油β-環(huán)糊精包合物進(jìn)行點(diǎn)樣[9]，以正己烷-苯(9∶0.5)為展開劑，展開，取出，晾干，置碘缸內(nèi)顯色至斑點(diǎn)清晰。展開后結(jié)果:從β-環(huán)糊精包合物中回收的大蒜油與未進(jìn)行過包合的大蒜油斑點(diǎn)一致，大蒜油β-環(huán)糊精包合物和β-環(huán)糊精空白樣無斑點(diǎn)。說明大蒜油與β-環(huán)糊精形成了包合物，并且大蒜油在包合前后成分無變化。本實(shí)驗(yàn)通過對超聲功率、包合溫度、超聲時間及β-環(huán)糊精和大蒜油投料比等因素進(jìn)行考察，β-環(huán)糊精大蒜油包合物的最佳工藝為：超聲功率200 W、包合溫度30 ℃、包合時間25 min、β-環(huán)糊精和大蒜油投料比6∶1。β-環(huán)糊精包合物制備工藝目前主要有研磨法、飽和水溶液法和超聲法。本試驗(yàn)采用超聲波法的優(yōu)勢是：超聲波法是振蕩式的包合，比機(jī)械攪拌包合效果好，可以使大蒜油與β-環(huán)糊精充分接觸形成包合物[10-11]。而且超聲波法制備β-環(huán)糊精包合物需要時間短，操作簡便，包合效果好，其異味較原品明顯減弱，減少了刺激性，便于臨床應(yīng)用和推廣。

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湖南省永州市科技局項目[永科發(fā)(2015)10號]

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1000-744X(2016)06-0591-02

2016-03-28)

△通信作者， E-mail:chengzenengcsu@yahoo.com.cn