烟油制备工艺研究进展
2020-06-24司成徐晓铭张佳佳戴建国
司成 徐晓铭 张佳佳 戴建国
【摘 要】烟油是中医药典籍中记载的一味药材,对带状疱疹等疾病有一定的疗效。本文综述了烟油的制备工艺研究进展,就原料烟叶的选取、提取工艺的选择和质量标准的建立三方面对制备工艺进行了总结和展望,为进一步拓宽烟油在医药学中的应用提供依据。
【关键词】烟油;制备;工艺;烟草
前言:
烟草烟油又称烟膏、太极膏、气泥、五行丹,为陈旧旱烟杆内积存的黑色膏油,作为一味中药最早收录于《百草镜》。《纲目拾遗》、《增广验方新编》、《湖南药物志》等典籍中记载其外用涂敷或稀释内服可以解蛇虫之毒,亦可治疗恶疮顽癣[1]。民间验方记载其可以治疗带状疱疹[2-3],且有临床观察显示其较常规抗病毒治疗疗效更好[4]。另有医案记载:烟油外用涂抹可治疗痔疮[5]、干眼症[6],内服可治疗腹胀气[7]和淋巴结核[8]等疾病。烟油的制备工艺研究对烟油的药品开发至关重要故就原料烟叶的选取、提取工艺的选择和质量标准的建立三个方面对烟油制备工艺的发展现状进行论述和展望:
1 原料烟叶的选取
原料烟叶的质量直接关系到烟油的提取效果。综合考虑地形地貌、气候、海拔、种植密度和种质差异等因素,挑选出合适产地、品种和种植方式成为了需首要关注的问题。
1.1地形地貌
地形地貌对烟叶产地的选择很有指导意义。李洪勋[10]在研究中对坝地、坡地和台地这三种微地形进行分析,认为坡地更为适合烟草的种植,既可保证烟草的质量,也能规避烟粮争地的矛盾。不利的地形已成为长期制约经济发展的顽疾,适合坡地的烟草种植业可变绊脚石为垫脚石,助力脱贫攻坚战。
1.2气候
烟草喜温、喜湿、喜光照,种植温度以22-28℃为宜,土壤温度需高于12℃。Ma D等通过对不同气候条件下,烟草内萜类、芳香烃类、氨基酸、多糖、烟碱等物质的含量比对,认为气候对烟草栽培起重要影响。云贵高原除冬季以外,季平均地面温度均在12-28℃,年降水量在500mm以上,光照强度适中,较为适合优质烟草的种植。
1.3海拔
我国幅员辽阔,不同地区之间海拔差异大。包自超和宋碧清等在对不同海拔条件下生长的烟草进行成分分析和抗逆性考查后,认为海拔对烟草的栽培影响不大。这有助于充分利用高海拔地区的耕地资源,缓解烟草和粮食作物的用地矛盾。
1.4种植密度
烟草的栽培需要合适的种植密度,胡佳铭[17]在对不同种植密度下的烟草栽培效果进行比对后,认为高种植密度下,叶片相互遮挡,影响植株获得光照,故低密度(1.5万~1.65万株/hm2以下)种植更适宜获得高品质烟草。若采取坡地种植,种植密度将处于较低水平,植株生长将相对更加舒展;或采取套种,烟草和套种植株可获得不同空间位置的光照,提高耕地利用率。这两种策略均利于产品烟叶的质量提升。
1.5烟草品种
截至2017年6月,我国共审定烟草品种152个。品种以烤烟为主,共120种。云烟 87、K326、云烟 97、红花大金元、云烟85五种为我国主栽当家品种(2017年统计数据:种植面积达到全国烤烟种植总面积的83.67%)。刘晓云等[19]对云烟 87、K326、云烟 97、红花大金元四种主栽烤烟品种的腺毛分泌物进行比较研究,发现云烟87在油分表征化学物质等方面都优于其他四种烟草,推荐种植云烟87。其广泛种植有利于烟油的开发迅速产业化,免去了前期种植技术的探索和推广新种的种种繁琐过程。烟叶根据采摘部位分级加工成不同品质、价位的产品,能更好的迎合不同消费者的需求,避免资源的浪费和良莠混杂对品质的影响。
2 提取工艺的选择
烟油是老旱烟杆中积存的黑色膏状油性物质。随着社会的发展,生活的日新月异,抽旱烟已经成为遥远的历史,想以旱烟杆中的黑膏作为来源制作药品,少量的实验室研究之用尚可以通过寻找“老烟枪”获得,大批量生产就不可能了。接下来对几种涉及的方法进行总结:故就烟叶中烟油提取方法及工艺进行阐述,以筛选出合理科学的方法。
2.1煎煮法与水蒸气蒸馏法
煎煮法通过煮沸提取药材中有效成分。水蒸气蒸馏法则是将挥发性成分与水蒸气一并馏出,冷凝而得目标产物。长时间高温会破坏有效成分,且提取率过低,故而不在考虑之列。
2.2浸渍法
浸渍法是用溶剂浸提药材中有效成分的方法。Booth等在研究中使用海水浸泡烟头,过滤取滤液以研究烟头滤液的毒理学特性。该法提取的优势在于对仪器要求不高,总体成本较低,操作非常简便。劣势在于提取物的纯度、含量不易控制,品质难以把控;再者浸渍法时间长效率低,溶剂用量大,给后续的精制纯化及制剂学研究带来了困难,推广存在困难。
2.3连续回流法(索氏提取法)
连续回流法使用馏出的挥发性有机热溶剂,经循环往复的冷凝回流过程,完全浸提药材有效成分的方法。吴鸣建、杨浩宇等对该法提取烟草油工艺进行了研究,摸索出最佳工艺条件(提取4 h,超声70 W,超声40 min,浸泡时间过夜,颗粒度40目,料液比1:8(g/m L)下烟草油分收率可达 7.185%。该法所用到的仪器简单,操作方便,且应用广泛,技术人员掌握率高,值得进一步的推广,但仍需注意妥善解决工艺放大过程中出现的各种问题。
2.4单宁沉淀法
单宁沉淀法是利用单宁与有机分子形成从而大量氢键,从而形成复合大颗粒进而沉淀分离的方法。但后续用明胶除去单宁时,与单宁结合的烟油会被一并除去,造成损失。
2.5超声波提取法
超声波的空化、机械等作用可大幅提高提取效率。該法提取效率明显高于其他方法,且对提取液pH值影响较小,为后续制剂制备提供了有利条件。但合适的萃取条件,特别是萃取溶剂的选择值得后续深入探究。
2.6过滤烟嘴制备法
Shigehisa Uchiyama等[28]在香烟滤嘴中添加Carboxen 572(CX-572)和剑桥滤纸(CFP)作为吸附剂,尼古丁、焦油和TPM截留率达100%。烟头作为单独摆放的其他垃圾不可回收利用,只可焚烧填埋。如果推广换芯型烟嘴结合我国现推行的垃圾分类对滤芯进行回收,并从滤纸中采用超声萃取法提取烟油,则既可获得大量且稳定的烟油来源,又可解决废弃烟头的处理问题。
3 质量标准的建立
提取工艺需要建立相适应的质量标准。我国烟草的主要种植区在西南地区,经济欠发达;主要生产从业人员为农民,生产经营以专业合作社模式为主,技术人员相对于发达地区较稀缺。这些客观情况就要求烟油的质量标准要简单、易操作,对仪器要求不能过高,这样才能够广泛推行。质量标准以烟油中烟碱(即尼古丁)含量为主要检查项。
3.1紫外-可见分光光度法
该法是利用测定物质在紫外-可见光区的激发光强度进行质量检查的方法。酸性条件下的烟碱水溶液在259nm处有最强吸收峰,以此进行定量分析。这就对烟草提取液的纯度、洁净度提出了很高的要求。此法已用近70年,操作简便、稳定可靠,十分普及。课题组认为可先用梯度萃取法、色谱法等方法对提取液进行分离,以获得烟碱纯品。
3.2高效液相色谱法
高效液相色谱法是以经典液相色谱为基础,运用高压输送流动相和高效固定相的分离分析方法。但存在仪器费用高昂,要求操作人员掌握一定技术原理,如遇损坏维修不便等局限,不适合生产一线质控使用。
3.3分子印迹法
分子印迹法利用一些天然化合物或合成化合物进行生物模拟识别研究。分子印迹法法的优点在于其精确度高,会不受到化学类似物的影响;但分子印迹法需人工操作,且操作复杂易失败,故而难以推广。
3.4气相色谱法
气相色谱法是用气体作为流动相的色谱方法。肯生叶等采用气相色谱——热导检测器联用技术,不加热即可检测烟草材料中的水、丙三醇、1,2-丙二醇和烟碱等物质的含量,为原料烟草的质检提供了检测方法。但气相色谱法只可检测挥发性物质且价格昂贵,基层生产部门引进此种仪器不现实,只适合于研发部门选种时使用,无法对烟草的种植状况进行实时监测。
3.5非水滴定法
非水滴定法是在非水溶剂中进行酸碱滴定的一种化学分析方法。该方法中所涉及的仪器及试剂皆简单易得,不需要另购标准物;滴定操作简单易学;滴定法在精确度、重复性上优于其他方法,值得大力推广。
4 展望
烟油作为一种潜在可开发的治疗带状疱疹、痔疮等疾病的药物,具有十分光明的前景。地形气候条件决定西南烟区(云贵高原)较适合成为烟油原料烟叶的产地。但更应关注将烟蒂变废为宝的过滤烟嘴制备法。新型过滤烟嘴及具体回收方法现研究较少,需要进一步深入。相信在不久的将来,由烟油开发的新型药物一定会造福人类。
参考文献
[1] 南京中医药大学.中药大辞典[M].上海科学技术出版社:上海,2014:2341.
[2] 姜燕,郑月辉.治疗带状疱疹后疼痛验方[J].中国民间疗法,2018,26(10):20.
[3] 烟地药液治疗带状疱疹24例[J].广西中医药,1996(03):15.
[4] 杜士民,王文胜.烟油治疗带状疱疹的临床观察[J].实用口腔医学杂志,2006,22(4):546.
[5] 李瑞雪,李寶杰,冯雪兰,等.苗医挑痔疗法配合烟油抹搽治疗内痔出血医案举隅[J].中国民族医药杂志,2019,25(07):20-21.
[6] 李宝杰,罗全炜,龙明豪,等.苗医挑刺配合烟油抹搽治疗水液缺乏型干眼临床观察[J].中国民族民间医药,2018,27(19):80-82.
[7] 杨晓琼,龙运光,徐德群.侗医用烟油疗疾验方[J].中国民族民间医药杂志,1995(06):45.
[8] 李弘升.烟油膏治疗淋巴结核[J].河北中医,1990(01):36.
基金资助:
江苏省高等教育教学改革研究课题(2017JSJG188);江苏省研究生教育教学改革重点课题(JGZZ17-036); 江苏省教育科学"十三五"规划课题B-b/2020/01/15
通讯作者:
戴建国(1971-),男,江苏溧阳人,博士研究生,副教授,研究方向:神经药理学和医学教育。