鄧桂海，胡懿，余欣彤，林嘉明，王瑜婷，曹嵌，王壽富

（廣東一方制藥有限公司/廣東省中藥配方顆粒企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 佛山 528244）

石菖蒲為天南星科石菖蒲Acorus tatarinowiiSchott的干燥根莖，性溫，味辛、苦，歸心、胃經(jīng)，具有開竅豁痰、醒神益智、化濕開胃的功效，臨床廣泛用于神昏癲癇、健忘失眠、耳鳴耳聾、脘痞不饑、噤口下痢等癥[1-2]?，F(xiàn)代研究表明，石菖蒲的主要藥效成分為苯丙素類和萜類化合物等揮發(fā)性成分，以及生物堿類、醛和酸類、醌和酮類等非揮發(fā)性成分[3-4]。揮發(fā)油主要含有β-細(xì)辛醚、α-細(xì)辛醚等，在神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)以及免疫系統(tǒng)中發(fā)揮廣泛且重要的藥理作用[5]。

由于大多數(shù)揮發(fā)油具有不穩(wěn)定、易揮發(fā)、刺激性強(qiáng)等特點(diǎn)，為了提高揮發(fā)油在制劑產(chǎn)品中的穩(wěn)定性，常采用β-環(huán)糊精包合技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理。目前，高速剪切技術(shù)廣泛應(yīng)用于有效成分的提取制備[6-7]，揮發(fā)油包合物的制備方法主要為飽和水溶液法、膠體磨法等[8-9]，高速剪切包合法卻鮮有報(bào)道。高速剪切技術(shù)通過轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的高剪切線速度和高頻機(jī)械效應(yīng)帶來的強(qiáng)勁動(dòng)能，使物料從轉(zhuǎn)子下端吸入及從定子噴出，從而實(shí)現(xiàn)液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等協(xié)同作用。高速剪切包合與傳統(tǒng)包合方法相比，具有耗時(shí)短、節(jié)能、包合率高等特點(diǎn)[10]。

本研究以β-環(huán)糊精為包合材料，基于信息熵賦權(quán)原理結(jié)合響應(yīng)面法對(duì)高速剪切法制備石菖蒲揮發(fā)油包合物的工藝進(jìn)行優(yōu)化，建立石菖蒲揮發(fā)油包合工藝的數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)空間，以實(shí)現(xiàn)包合物質(zhì)量符合包合物得率、有效成分包合率的要求，并通過傅里葉變換紅外光譜法對(duì)包合物質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)證，以期為石菖蒲揮發(fā)油相關(guān)制劑的研究提供參考。

1 儀器與材料

1.1 儀器

JRJ300-S 型數(shù)顯高速剪切乳化機(jī)（上海平軒科學(xué)儀器有限公司）；Agilent 1290 型高效液相色譜儀（美國Agilent 公司）；Spectrum 100 型傅里葉變換紅外光譜儀（美國Perkinelmer 公司）；Milli-Q Direct 型超純水系統(tǒng)（德國Merck公司）；XP26型百萬分之一天平、ME204E 型萬分之一天平（瑞士METTLER TOLEDO公司）；B-290型噴霧干燥儀（瑞士Buchi公司）；JJ2000B 型百分之一天平（常熟市雙杰測試儀器廠）；KQ-500DE 型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 試劑與試藥

β-細(xì)辛醚對(duì)照品（批號(hào)：112018-201601，純度：99.3%）購自中國食品藥品檢定研究院；β-環(huán)糊精（批號(hào)：FH2106006）購自孟州市華興生物化工有限責(zé)任公司；甲醇（色譜純）購自德國Merck公司；水為超純水，其他試劑為分析純。

石菖蒲揮發(fā)油（批號(hào)：TC2103046，β-細(xì)辛醚質(zhì)量分?jǐn)?shù)：32.32%）由廣東一方制藥有限公司制備。

2 方法與結(jié)果

2.1 包合物的制備

按比例精密稱取一定量的β-環(huán)糊精并加一定量的水在常溫下溶解，吸取適量的石菖蒲揮發(fā)油，按揮發(fā)油與無水乙醇質(zhì)量比為3∶2的比例加無水乙醇稀釋，緩慢滴加到β-環(huán)糊精溶液中，常溫下以一定的剪切轉(zhuǎn)速剪切一定時(shí)間，噴霧干燥，收集噴干粉，混勻，即得[11]。

2.2 揮發(fā)油得率、包合率的測定

測定各試驗(yàn)組包合物得率（Y1）、包合物中指標(biāo)性成分β-細(xì)辛醚的包合率（Y2），計(jì)算公式分別如下：

Y1=包合物質(zhì)量/（β-環(huán)糊精加入量+揮發(fā)油加入量）×100%，

Y2=包合物中β-細(xì)辛醚質(zhì)量/（揮發(fā)油加入量×揮發(fā)油中β-細(xì)辛醚含量×包合物得率）×100%[12]。

2.3 各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)及綜合評(píng)分的計(jì)算

運(yùn)用熵權(quán)法計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)（Wi）并計(jì)算綜合評(píng)分（M），建立原始評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣X=（Xij）mn，根據(jù)公式（1）進(jìn)行處理得概率矩陣P=（Pij）mn。

根據(jù)公式（2）計(jì)算各指標(biāo)的信息熵Hij，根據(jù)公式（3）計(jì)算其權(quán)重系數(shù)Wj。

若某個(gè)指標(biāo)的信息熵越小，表明該指標(biāo)的離散程度越大，所提供的信息量越大，其權(quán)重也相應(yīng)越大，在綜合評(píng)分中所起的作用也越大[13]。根據(jù)包合物得率、β-細(xì)辛醚包合率的權(quán)重系數(shù)W1、W2，按公式（4）計(jì)算綜合評(píng)分（M）。

2.4 β-細(xì)辛醚質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定方法

2.4.1 色譜條件 色譜柱為Waters HSS T3（100 mm×2.1 mm，1.6 μm）；流動(dòng)相為甲醇-水（體積比55∶45）；檢測波長為252 nm；柱溫為40 ℃；流速為0.2 mL/min；進(jìn)樣量為1 μL[14]。

2.4.2 對(duì)照品溶液的制備 取β-細(xì)辛醚對(duì)照品適量，精密稱定，置25 mL 量瓶中，用甲醇定容至刻度，搖勻，制成質(zhì)量濃度為650.971 μg/mL的對(duì)照品溶液。

2.4.3 供試品溶液的制備 取包合物適量，約0.2 g，精密稱定，置具塞錐形瓶中，精密加入70%甲醇20 mL，稱定質(zhì)量，超聲處理（功率250 W，頻率40 kHz）30 min，取出，放冷，再稱定質(zhì)量，用70%甲醇補(bǔ)足減失的質(zhì)量，搖勻，濾過，取續(xù)濾液，即得。

2.4.4 專屬性考察 精密吸取對(duì)照品溶液、供試品溶液、空白溶劑適量，按“2.4.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測定，色譜圖見圖1。結(jié)果表明β-細(xì)辛醚的專屬性較強(qiáng)，空白溶液無干擾。

圖1 專屬性試驗(yàn)HPLC色譜圖Figure 1 HPLC chromatograms of specificity test

2.4.5 線性關(guān)系考察 精密吸取“2.4.2”項(xiàng)下對(duì)照品溶液，用甲醇稀釋成6個(gè)不同濃度的對(duì)照品溶液，分別按“2.4.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測定，記錄相應(yīng)峰面積，以各成分對(duì)照品質(zhì)量濃度（μg/mL）為橫坐標(biāo)（X）、峰面積為縱坐標(biāo)（Y）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程為Y=15.515 0X-88.316 4，r=0.999 8，表明β-細(xì)辛醚在23.159～650.971 μg/mL范圍內(nèi)與峰面積線性關(guān)系良好。

2.4.6 精密度試驗(yàn) 精密吸取對(duì)照品溶液，按“2.4.1”項(xiàng)下色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6次，記錄峰面積，計(jì)算得β-細(xì)辛醚峰面積的RSD 為0.69%，表明儀器精密度良好。

2.4.7 重復(fù)性試驗(yàn) 取同一批包合物適量，按“2.4.3”項(xiàng)下方法平行制備供試品溶液6 份，按“2.4.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測定，記錄峰面積，計(jì)算得β-細(xì)辛醚峰面積的RSD 為0.95%，表明方法重復(fù)性良好。

2.4.8 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取同一批包合物適量，按“2.4.3”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，于制備后放置0、2、4、6、8、12、24 h，按“2.4.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測定，記錄峰面積，計(jì)算得β-細(xì)辛醚峰面積的RSD 為0.41%，表明供試品溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.4.9 加樣回收率試驗(yàn) 精密稱取同一批已知含量的包合物9 份，每份約0.1 g，精密稱定，置具塞錐形瓶中，分為3組，分別按高、中、低濃度精密加入對(duì)照品溶液適量，按“2.4.3”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，按“2.4.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測定，計(jì)算得β-細(xì)辛醚的平均加樣回收率為99.53%，RSD 為0.77%，表明方法準(zhǔn)確性較好。

2.5 單因素試驗(yàn)

2.5.1 剪切轉(zhuǎn)速對(duì)綜合評(píng)分的影響 固定剪切時(shí)間為8 min，β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比為8∶1，β-環(huán)糊精與水的質(zhì)量比為1∶4，剪切轉(zhuǎn)速分別設(shè)置為2 000、4 000、6 000、8 000、10 000 r/min。以各綜合評(píng)分（Y）對(duì)剪切轉(zhuǎn)速（X）繪圖，見圖2?？梢姡S著剪切轉(zhuǎn)速的不斷增大，綜合評(píng)分呈先增大后平穩(wěn)的趨勢?？紤]到剪切轉(zhuǎn)速過高，一方面會(huì)對(duì)剪切機(jī)的機(jī)械磨損較大，另一方面會(huì)使部分包合液濺出，造成一定的物料損失，故剪切轉(zhuǎn)速不宜設(shè)定過高。

圖2 剪切轉(zhuǎn)速對(duì)綜合評(píng)分的影響Figure 2 Effect of shear speed on the comprehensive score

2.5.2 剪切時(shí)間對(duì)綜合評(píng)分的影響 固定剪切轉(zhuǎn)速為3 000 r/min，β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比為8∶1，β-環(huán)糊精與水的質(zhì)量比為1∶4，剪切時(shí)間分別設(shè)置為1、2、3、5、7 min。以各綜合評(píng)分（Y）對(duì)剪切時(shí)間（X）繪圖，見圖3?？梢?，隨著剪切時(shí)間的不斷增大，綜合評(píng)分呈先增大后平穩(wěn)的趨勢；剪切時(shí)間在1～2 min時(shí)，增加趨勢較明顯；隨著剪切時(shí)間延長，包合反應(yīng)逐漸達(dá)到平衡，故綜合評(píng)分增加趨勢逐漸平緩。

圖3 剪切時(shí)間對(duì)綜合評(píng)分的影響Figure 3 Effect of shearing time on comprehensive score

2.5.3β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比對(duì)綜合評(píng)分的影響 固定剪切轉(zhuǎn)速為3 000 r/min，剪切時(shí)間為5 min，β-環(huán)糊精與水的質(zhì)量比為1∶4，β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比分別設(shè)置為4∶1、6∶1、8∶1、10∶1、12∶1。以各綜合評(píng)分（Y）對(duì)β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比（X）繪圖，見圖4。可見，隨著β-環(huán)糊精用量的不斷增大，綜合評(píng)分呈先迅速增加后略有增加的趨勢；當(dāng)揮發(fā)油的加入量恒定時(shí)，隨著β-環(huán)糊精用量的不斷增加，β-細(xì)辛醚幾乎全部進(jìn)入β-環(huán)糊精空腔，因此再增加β-環(huán)糊精用量但綜合評(píng)分僅略有增加。

圖4 β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比對(duì)綜合評(píng)分的影響Figure 4 Effect of mass ratio of β-CD and volatile oil on comprehensive score

2.5.4β-環(huán)糊精與水的質(zhì)量比對(duì)綜合評(píng)分的影響 固定剪切轉(zhuǎn)速為3 000 r/min，剪切時(shí)間為5 min，β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比為8∶1，β-環(huán)糊精與水的質(zhì)量比分別設(shè)置為1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶10。各綜合評(píng)分（Y）對(duì)β-環(huán)糊精與水的質(zhì)量比（X）繪圖，見圖5?？梢?，隨著水用量的不斷增大，綜合評(píng)分呈略微下降的趨勢。推測隨著水用量的不斷增大，β-環(huán)糊精被逐漸分散在溶液中，β-細(xì)辛醚與β-環(huán)糊精的碰撞概率減小，故β-細(xì)辛醚進(jìn)入β-環(huán)糊精空腔的概率減小，使得綜合評(píng)分逐漸下降，但下降趨勢不明顯，基于節(jié)能增效等實(shí)際生產(chǎn)角度出發(fā)，將β-環(huán)糊精與水的質(zhì)量比固定為1∶4。

圖5 β-環(huán)糊精與水的質(zhì)量比對(duì)綜合評(píng)分的影響Figure 5 Effect of mass ratio of β-CD and water on compre‐hensive score

2.6 Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化包合工藝

2.6.1 Box-Behnken 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果 選取單因素試驗(yàn)考察中影響較大的剪切時(shí)間（A）、剪切轉(zhuǎn)速（B）、β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比（C）為影響因素，以包合物得率、β-細(xì)辛醚包合率的綜合評(píng)分作為響應(yīng)值，采用Design-Expert.V8.0.6.1 軟件設(shè)計(jì)三因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，因素與水平見表1?；谛畔㈧刭x權(quán)原理，按“2.3”項(xiàng)下方法得到包合物得率、β-細(xì)辛醚包合率的權(quán)重系數(shù)分別為0.162 4、0.837 6，并計(jì)算綜合評(píng)分，Box-Behnken 響應(yīng)面設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。

表1 因素與水平Table 1 Factors and levels

2.6.2 Box-Behnken 試驗(yàn)結(jié)果分析 利用Design-Expert.V8.0.6.1 軟件對(duì)表2中綜合評(píng)分值進(jìn)行二次多元回歸擬合，結(jié)果見表3。由結(jié)果可得到對(duì)編碼自變量A、B、C 的二次多項(xiàng)式擬合回歸方程：M=0.860+0.070A+0.16B+0.032C+0.037AB+0.032AC+0.053BC-0.043A2-0.12B2+0.003C2。建立的二次多元模型F=12.78，模型P=0.001 4<0.01，表明該試驗(yàn)擬合的模型差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。失擬項(xiàng)P=0.749 8>0.05，表明失擬項(xiàng)不顯著，未知因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果干擾小，殘差均由隨機(jī)誤差引起。綜合評(píng)分回歸方程的相關(guān)系數(shù)R2=0.942 6>0.9，表明可用此模型來分析和預(yù)測石菖蒲揮發(fā)油剪切包合工藝結(jié)果。由F值可見，各因素對(duì)綜合評(píng)分影響大小順序?yàn)椋杭羟修D(zhuǎn)速（B）>剪切時(shí)間（A）>β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比（C），因素A、B 及二次項(xiàng)B2對(duì)綜合評(píng)分的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），其余項(xiàng)影響不具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明各因素對(duì)綜合評(píng)分的影響并非簡單的線性關(guān)系。為了直觀表達(dá)2個(gè)因素同時(shí)對(duì)綜合評(píng)分的影響，根據(jù)回歸模型方程，固定任意一個(gè)因素的值，考察其他2 個(gè)因素交互作用對(duì)綜合評(píng)分的影響，結(jié)果見圖6-8?？梢?，交互項(xiàng)AB、AC、BC對(duì)綜合評(píng)分的影響不具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表現(xiàn)為3D 響應(yīng)面較為平緩，這與方差分析結(jié)果一致。

圖6 剪切轉(zhuǎn)速與剪切時(shí)間對(duì)綜合評(píng)分影響的響應(yīng)曲面和等高線圖Figure 6 Response surface and contour plots of the effect of shear speed and shear time on the comprehensive score

表2 Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Experimental design and results of Box-Behnken response surface test

表3 擬合回歸方程的方差分析結(jié)果Table 3 The results of analysis variance of the fitted regression equations

2.6.3 設(shè)計(jì)空間的建立 在Box-Behnken 設(shè)計(jì)試驗(yàn)中，建立了剪切時(shí)間（A）、剪切轉(zhuǎn)速（B）、β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比（C）3 個(gè)關(guān)鍵因素與包合物得率、β-細(xì)辛醚包合率的綜合評(píng)分之間的二項(xiàng)式模型及其擬合回歸方程。模型是設(shè)計(jì)空間的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性與否將直接影響設(shè)計(jì)空間是否可靠。但經(jīng)過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，模型的預(yù)測值與實(shí)際值存在一定誤差，表明模型的可靠性需要進(jìn)一步考察[15]。因此，本研究根據(jù)Box-Behnken 設(shè)計(jì)試驗(yàn)建立的模型為基礎(chǔ)，選取Box-Behnken 試驗(yàn)中具有顯著性影響的剪切時(shí)間（A）、剪切轉(zhuǎn)速（B），進(jìn)行設(shè)計(jì)空間的開發(fā)，采用置信區(qū)間來考察設(shè)計(jì)空間的可靠性。為進(jìn)一步提升工藝品質(zhì)，依據(jù)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，設(shè)定包合工藝綜合評(píng)分值應(yīng)大于0.85。通過Design-Expert.V 8.0.6.1 軟件建立設(shè)計(jì)空間，由于模型的預(yù)測值與真實(shí)值之間存在一定差異，導(dǎo)致設(shè)計(jì)空間的邊界具有不確定性[16]，故加入置信水平α=0.05 的置信區(qū)間，結(jié)果采用Overlay polt 可視化，見圖9?？梢姡?環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比對(duì)綜合評(píng)分的影響無顯著性，故用β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)空間；當(dāng)β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比為8∶1時(shí)，出現(xiàn)穩(wěn)健區(qū)；當(dāng)β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比為10∶1時(shí)，穩(wěn)健區(qū)達(dá)到最大值，然后隨著β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比的不斷增大穩(wěn)健區(qū)也逐漸減小。優(yōu)化得到的設(shè)計(jì)空間具有不規(guī)則性，為方便實(shí)際操作，在設(shè)計(jì)空間中選擇規(guī)則的矩形區(qū)域如圖9B 中紅色框區(qū)域所示，得到推薦的操作空間范圍：剪切轉(zhuǎn)速為4 400～6 000 r/min，剪切時(shí)間為3.5～5.0 min。

圖7 剪切時(shí)間和β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比對(duì)綜合評(píng)分影響的響應(yīng)曲面和等高線圖Figure 7 Response surface and contour plots of the effect of shear time and mass ratio of β-CD to volatile oil on comprehensive score

圖8 剪切轉(zhuǎn)速和β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比對(duì)綜合評(píng)分影響的響應(yīng)曲面和等高線圖Figure 8 Response surface and contour plots of the effect of shear speed and mass ratio of β-CD to volatile oil on comprehensive score

圖9 加入95%置信區(qū)間的包合工藝設(shè)計(jì)空間Figure 9 Inclusion process design space with 95% confidence interval

2.7 設(shè)計(jì)空間的驗(yàn)證試驗(yàn)

綜合考慮包合效果及實(shí)際生產(chǎn)成本，故從設(shè)計(jì)空間中選定β-環(huán)糊精與揮發(fā)油的質(zhì)量比為8∶1。在設(shè)計(jì)空間內(nèi)、外共選取5 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，1號(hào)、2 號(hào)和3 號(hào)為95%置信區(qū)間內(nèi)的點(diǎn)（亮黃色區(qū)域），4 號(hào)和5 號(hào)為原設(shè)計(jì)空間內(nèi)即95%置信區(qū)間外的點(diǎn)（淺黃色區(qū)域），驗(yàn)證結(jié)果見表4。從驗(yàn)證結(jié)果可知，預(yù)測值和實(shí)際值相接近，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)P=0.921>0.05，表明實(shí)測值與預(yù)測值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，模型具有較好的預(yù)測性。

表4 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table 4 The results of verification test

2.8 包合物的驗(yàn)證試驗(yàn)

采用KBr 壓片法，掃描范圍400～4 000 cm-1，分辨率4 cm-1，掃描64 次。分別對(duì)石菖蒲揮發(fā)油、β-環(huán)糊精、石菖蒲揮發(fā)油物理混合物、石菖蒲揮發(fā)油包合物驗(yàn)證樣品紅外區(qū)間吸收峰的變化進(jìn)行分析，結(jié)果見圖10。以驗(yàn)證5（包合物5）為參照?qǐng)D譜，石菖蒲揮發(fā)油、物理混合物、驗(yàn)證1～4（包合物1～4）、β-環(huán)糊精的相似度分別為0.15、0.53、0.99、0.99、1.00、1.00、0.88，表明所優(yōu)選的設(shè)計(jì)空間制備工藝穩(wěn)定，包合物質(zhì)量具有一致性。石菖蒲揮發(fā)油包合物的紅外特征與β-環(huán)糊精相似，在波數(shù)2 927、1 368、947、861、756、609、578、529 cm-1處均有吸收，且峰形相同，但二者的吸收存在一定差異。包合物在1 639、1 511、1 411、1 333、1 246、1 205 cm-1處有新的吸收，在1 205～1 639 cm-1的紅外吸收峰差異較大，原因可能是石菖蒲揮發(fā)油進(jìn)入了β-環(huán)糊精的空腔且影響了碳?xì)涞膹澢駝?dòng)（δC-H）；在2 000 cm-1、654～708 cm-1的指紋區(qū)也顯現(xiàn)了一定的差異，表明石菖蒲揮發(fā)油的進(jìn)入改變了β-環(huán)糊精的化學(xué)環(huán)境。石菖蒲揮發(fā)油與石菖蒲揮發(fā)油包合物的紅外吸收光譜具有顯著差異，經(jīng)包合后石菖蒲揮發(fā)油在1 741、1 672、1 699、1 585、1 608、1 464、1 439 cm-1等處的吸收峰均減小，表明石菖蒲揮發(fā)油包合后，其紅外振動(dòng)受到限制。物理混合物的紅外光譜圖既有3 368、2 927 cm-1等β-環(huán)糊精的紅外吸收，又有1 511、937、1 205 cm-1等揮發(fā)油的紅外吸收，為β-環(huán)糊精與石菖蒲揮發(fā)油的加和。

圖10 石菖蒲揮發(fā)油包合物的紅外光譜圖Figure 10 IR spectrogram of volatile oil inclusion complex of A.tatarrinowii Schott

3 討論

目前，揮發(fā)油包合物制備工藝主要有飽和水溶液法、研磨法和超聲法，常經(jīng)過冷藏、抽濾、洗滌、干燥等工序，包合過程速度慢、成本高[17-18]。噴霧干燥通過將包合液霧化成細(xì)小的液滴，再采用熱空氣進(jìn)行干燥，從而在較短的停留時(shí)間內(nèi)將包合液轉(zhuǎn)化為固體粉末，具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品特性穩(wěn)定、全過程自動(dòng)可控的優(yōu)點(diǎn)，更適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)[19-20]。本課題組前期對(duì)噴霧干燥工藝進(jìn)行優(yōu)化并完成了多次驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果表明噴霧干燥工藝參數(shù)對(duì)包合物的質(zhì)量無顯著影響[11]；因此，本研究確定噴霧干燥工藝參數(shù)為進(jìn)風(fēng)溫度175 ℃，出風(fēng)溫度90 ℃，進(jìn)一步采用響應(yīng)面法優(yōu)化石菖蒲揮發(fā)油高速剪切包合工藝，為石菖蒲揮發(fā)油的固體制劑生產(chǎn)提供依據(jù)。

從歡[21]、楊小催[22]、柯瑜[23]等采用飽和水溶液法制備石菖蒲揮發(fā)油包合物，攪拌包合時(shí)間主要為1～3 h，且常用石油醚、甲醇等對(duì)包合物進(jìn)行洗滌，最后進(jìn)行3～4 h 的低溫干燥，得粉狀包合物。本研究采用高速剪切結(jié)合噴霧干燥技術(shù)制備石菖蒲揮發(fā)油包合物，既顯著地縮短了包合時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率；又可減少過濾、洗滌等制備工序，具有操作簡便、綠色環(huán)保的特點(diǎn)。錢一帆等[9]采用膠體磨包合法制備石菖蒲揮發(fā)油包合物，包合時(shí)間較短（20～40 min），但清洗操作較為不便，在一定程度上造成包合物的損失和殘留。本研究采用高速剪切技術(shù)對(duì)石菖蒲揮發(fā)油進(jìn)行包合，與王景霞等[24]研究結(jié)果對(duì)比，其包合物得率及β-細(xì)辛醚包合率更高，可分別達(dá)90%、50%以上，且包合時(shí)間更短，為3.5～5.0 min。

綜上，高速剪切包合技術(shù)具有包合率高、生產(chǎn)效率高、工藝穩(wěn)定、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)工業(yè)化放大生產(chǎn)具有一定的參考價(jià)值，可進(jìn)一步推廣使用。