縱 偉，張 華，袁文亮，趙光遠(yuǎn)

(鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州450002)

熊果酸-γ-環(huán)糊精包合物的超聲制備及特性研究

縱 偉，張 華，袁文亮，趙光遠(yuǎn)

(鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州450002)

采用超聲波強(qiáng)化制備熊果酸-γ-環(huán)糊精(UA-γ-CD)包合物。以UA包合率為指標(biāo)，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化包合條件。結(jié)果表明，較優(yōu)的工藝條件為超聲功率220W、包合溫度50℃、超聲包合時(shí)間40min、UA∶γ-CD(mol∶mol)=1∶1。該條件下，UA包合率達(dá)到80.5%。紅外光譜、X射線衍射和掃描電鏡分析表明，超聲處理后UA得到了包合。超聲法簡(jiǎn)單、高效，是一種制備UA-γ-CD包合物的適宜方法。

熊果酸，γ-環(huán)糊精，超聲，包合

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

γ-CD 上海西寶生物科技有限公司;95%UA陜西慧科有限公司;其余試劑 均為分析純。

JY88-II超聲波細(xì)胞粉碎機(jī) 上海新芝生物技術(shù)研究所;UV-2100紫外分光光度計(jì) 上海尤尼科儀器有限公司;Nicolet 5DXB傅立葉紅外光譜儀 美國(guó)熱電尼高力儀器公司;D8 ADVANCE X射線衍射儀 德國(guó)布魯克公司;JSM-5310掃描電鏡 日本電子株式會(huì)社。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 超聲制備UA/γ-CD包合物 將UA溶解在乙醇溶液中，γ-CD溶于水中，然后將UA溶液和γ-CD溶液按不同摩爾比混合，在不同功率、不同溫度下超聲處理不同的時(shí)間，超聲包合結(jié)束后，真空濃縮、干燥，得UA/γ-CD包合物。實(shí)驗(yàn)選取超聲功率、包合溫度、超聲時(shí)間和UA∶γ-CD摩爾比4因素進(jìn)行L9(34)正交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)因素水平表

1.2.2 UA含量測(cè)定 采用HPLC法進(jìn)行測(cè)定［10］。

1.2.3 包合率的測(cè)定 精密稱取一定量UA/γ-CD包合物，乙醇充分提取UA。HPLC分析UA含量，包合率按下式計(jì)算:

1.2.4 IR分析 將γ-CD、UA、γ-CD和UA物理混合物、UA/γ-CD包合物分別用KBr壓片，在400～4000cm-1掃描，測(cè)定樣品的吸收峰。

1.2.5 XRD分析 對(duì)γ-CD、UA、γ-CD和UA物理混合物、UA/γ-CD包合物進(jìn)行XRD分析，測(cè)試條件:Co靶，管電壓45kV，管電流30mA，角度2～40°。

1.2.6 SEM測(cè)定 將γ-CD、UA、γ-CD和UA物理混合物、UA/γ-CD包合物放在樣品銅臺(tái)上，真空抽干、鍍金，進(jìn)行SEM觀察。

2 結(jié)果與討論

2.1 超聲包合條件的優(yōu)化

正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2極差分析結(jié)果可知，各因素對(duì)包合率的影響程度依次為:D＞A＞C＞B，即UA∶γ-CD摩爾比＞超聲功率＞包合時(shí)間＞包合溫度。最佳提取條件為 A3B3C2D2，即超聲功率220W、包合溫度50℃、包合時(shí)間40min、UA∶γ-CD摩爾比1∶1。

對(duì)表2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析和F檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。從各因素對(duì)包合綜合評(píng)價(jià)值的影響來(lái)看，UA:γ-CD摩爾比值對(duì)包合率在所考察的范圍內(nèi)影響顯著，而超聲功率、包合溫度和包合時(shí)間對(duì)包合率在所考察的范圍內(nèi)影響均不顯著。按上述最佳條件進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)，得包合率為80.5%。

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 各因素對(duì)包合率的方差分析結(jié)果

2.2 IR分析

γ-CD、UA、γ-CD和UA物理混合物和UA/γ-CD包合物的IR光譜見(jiàn)圖1。

圖1 γ-CD、UA、物理混合物和UA/γ-CD包合物的IR光譜注:a:UA;b:γ-CD;c:物理混合物;d:包合物;圖2、圖3同。

從圖1中可見(jiàn)，UA分子在1691、2925和3422cm-1處分別存在C=O、CH2、O-H振動(dòng)峰;γ-CD和UA物理混合物的1691、2925、3422cm-1處仍然存在這三個(gè)振動(dòng)峰，且強(qiáng)度變化不大，而包合物的紅外圖譜在1691cm-1和2925cm-1處的伸縮振動(dòng)峰較包合前明顯減弱，表明UA分子被包合在γ-CD內(nèi)部。

2.3 XRD分析

γ-CD、UA、γ-CD和UA物理混合物、UA/γ-CD包合物的XRD圖譜如圖2所示。

圖2 γ-CD、UA、物理混合物和UA/γ-CD包合物的XRD圖

UA的XRD在5.48°和14.48°有尖銳的衍射峰，而γ-CD沒(méi)有明顯的衍射峰，γ-CD和UA物理混合物顯示了UA和γ-CD衍射疊加，表明混合物為二者機(jī)械混合;UA/γ-CD包合物在12.16°、16.36°、18.6°、21.68°有尖銳的衍射峰，不同于UA和γ-CD衍射的混合疊加，是新的衍射圖形，證明包合物形成。

2.4 SEM分析

γ-CD、UA、γ-CD和UA物理混合物、UA/γ-CD包合物的SEM圖見(jiàn)圖3。

如圖3可見(jiàn)，UA為條狀晶體，而γ-CD為光滑的圓球形，γ-CD和UA物理混合物表現(xiàn)為γ-CD為光滑的圓球形和UA條狀晶體的機(jī)械混合。而超聲處理后，光滑的γ-CD圓球形和UA條狀晶體都消失，表明UA條狀晶體已被γ-CD包合，而γ-CD包合UA后，其光滑的圓球形被破壞。

圖3 γ-CD、UA、物理混合物和UA/γ-CD包合物的SEM圖(×500)

3 結(jié)論

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，UA∶γ-CD摩爾比對(duì)包合影響最著，最佳包合工藝為超聲功率220W、包合溫度50℃、包合時(shí)間40min、UA∶γ-CD摩爾比1∶1，包合率為80.5%。IR、XRD和SEM等儀器表征表明，超聲制備UA-γ-CD包合物是成功的。超聲制備UA-γ-CD包合物簡(jiǎn)單可行，是一種制備UA-γ-CD包合物的較好方法。

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Study on the preparation of ursolic acid-γ-cyclodextrin inclusion complex by ultrasonic wave and its characteristic

ZONG Wei，ZHANG Hua，YUAN Wen-liang，ZHAO Guang-yuan
(School of Food and Biological Engineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou 450002，China)

The inclusion complexes of ursolic acid(UA)with γ-cyclodextrin(γ-CD)were prepared by ultrasonic method.The optimum conditions were determined by orthogonal design taking the inclusion rate of UA as an index. The result showed that the optimum conditions were ultrasonic power 220W，temperature 50℃，duration time 40min and UA(mol)∶γ-CD(mol)=1∶1.The inclusion rate was 80.5%.The analysis result of IR，XRD and SEM indicated that the inclusion method was successful.The ultrasonic wave method is a simple，reliable and efficient inclusion procedure of UA-γ-CD。

ursolic acid;γ-cyclodextrin;ultrasonic wave;inclusion complex

TS201.1

B

1002-0306(2011)03-0237-03

熊果酸(Ursolic acid，簡(jiǎn)稱UA)又名烏索酸，是一種五環(huán)三萜類化合物，是一種具有抗菌、抗氧化、抗腫瘤、降血糖等多種功能作用的保健功能因子［1-3］，廣泛存在于紅棗、苦丁茶等多種保健食品原料中［4-5］。但UA具有強(qiáng)疏水性，因此，其生物利用度非常低，在保健食品中的使用受到了很大的限制。環(huán)糊精(cyclodextrin，簡(jiǎn)稱CD)是一類由6～8個(gè)葡萄糖單元以α-1，4-糖苷鍵結(jié)合而成為環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)的化合物，其具有特殊的“外親水，內(nèi)疏水”的分子結(jié)構(gòu)，可通過(guò)對(duì)UA的包合增強(qiáng)UA的溶解性，常用的CD主要有α-CD、β-CD和γ-CD，分別由6、7和8個(gè)葡萄糖單元構(gòu)成［6］。目前，由于β-CD價(jià)格便宜，已被應(yīng)用于UA的包合作用［7-8］，但β-CD的分子空穴較小，對(duì)有些化合物的包合作用效果不佳，而γ-CD的分子空穴較大，對(duì)有些化合物的包合效果要強(qiáng)于β-CD［9］。因此，本文研究γ-CD對(duì)UA的包合作用，并且采用紅外光譜(IR)、X射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)等手段對(duì)包合物的性質(zhì)進(jìn)行研究，為UA/γ-CD包合物的制備和在保健食品中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

2010-03-12

縱偉(1965-)，男，博士，教授，研究方向:功能食品。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(20876152)。