中草藥煙熏劑的快速制作

吳強(qiáng) +羅化++楊帆 +段俊紅++羅杰

摘要：為探討中草藥煙熏劑的快速制作方法，選擇艾葉、蒼術(shù)等中草藥配方，采用正交試驗(yàn)方法優(yōu)選了艾葉粉碎方法和中草藥煙熏劑輔料配方。結(jié)果顯示，無(wú)水乙醇炭化后粉碎方法的艾粉得率顯著高于電爐密閉燃燒炭化后粉碎、自主燃燒炭化后粉碎方法（P<0.05），[JP2]最佳工藝為加入無(wú)水乙醇 ∶[KG-*3]艾葉為1.5 mL ∶[KG-*3]1 g，燃燒4 min，粉碎60 s，過(guò)80目分樣篩；最佳輔料配方為中草藥煙熏劑混合配方粉末20 g、糊精4 g、木炭4 g、高錳酸鉀3 g。艾葉粉碎工藝穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，艾粉得率高，輔料配方能保證煙熏劑穩(wěn)定燃燒和發(fā)煙，且煙熏劑生態(tài)環(huán)保，可滿足生態(tài)養(yǎng)殖、綠色養(yǎng)殖對(duì)消毒劑的要求。

關(guān)鍵詞：中草藥；煙熏劑；艾葉；蒼術(shù)；粉碎；輔料；空氣消毒

中圖分類(lèi)號(hào)：S853.71 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2016）12-0268-03

收稿日期：2015-10-25

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31302134）；科技富民強(qiáng)縣專項(xiàng)（編號(hào)：黔科合成轉(zhuǎn)字[2014]5202號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介：吳強(qiáng)（1979—），男，四川宜賓人，博士，副教授，主要從事禽病與禽藥研究。E-mail：wuqiangfirst@163.com。

空氣是致病微生物傳播的重要途徑，世界上有14種以上傳染病經(jīng)空氣傳播[1]。目前，常用的空氣消毒藥物一般是化學(xué)消毒劑，但均存在毒性、刺激性、不良?xì)馕丁⒃靸r(jià)高等不足之處，副作用明顯，如乳酸、甲醛、過(guò)氧乙酸等[2]。化學(xué)消毒劑本身具有刺激性和腐蝕性，對(duì)呼吸道和眼睛刺激嚴(yán)重，還會(huì)腐蝕設(shè)施設(shè)備，甲醛等消毒劑甚至具有致癌作用[3]。采用中藥解毒和殺菌由來(lái)已久，《本草綱目》等中醫(yī)中藥典籍中均有關(guān)于中草藥燒煙熏治以辟瘟氣的方法，如燒蒼術(shù)以辟邪氣。明清時(shí)期，溫病學(xué)派的崛起開(kāi)辟了中醫(yī)對(duì)傳染性、感染性疾病防治的新紀(jì)元。中藥空氣消毒劑以其天然、無(wú)毒、安全的優(yōu)點(diǎn)受到關(guān)注，關(guān)于中草藥消毒劑研究和應(yīng)用的報(bào)道逐漸增多。目前，中草藥在空氣消毒方面的方法主要有中草藥蒸汽熏蒸法、中草藥煙熏法等。然而，中草藥消毒劑的制備過(guò)程中存在工藝簡(jiǎn)單、不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、制劑粗糙等問(wèn)題，致使試驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性較差。為弘揚(yáng)中醫(yī)藥特色，充分發(fā)揮中草藥煙熏劑在預(yù)防時(shí)行瘟疫中的優(yōu)勢(shì)作用，采用中獸醫(yī)驅(qū)毒辟毒理論[4]，選擇芳香辟穢中草藥艾葉[5]、蒼術(shù)[6]等，從艾粉碎工藝、煙熏劑輔料選擇、煙熏劑成型工藝等方面開(kāi)展了中草藥煙熏劑研究，旨在探尋安全可靠、操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的純天然中草藥消毒劑制作工藝，為中獸醫(yī)空氣消毒劑的研究和使用提供依據(jù)。

1材料

1.1試驗(yàn)儀器

AR124CN型電子分析天平（奧豪斯國(guó)際貿(mào)易有限公司），YB-600A型粉碎機(jī)（浙江永康速鋒工貿(mào)有限公司），DHG-9053型電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海實(shí)研電爐有限公司），80目國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分樣篩（北京祥宇偉業(yè)儀器設(shè)備有限公司）。

1.2藥物來(lái)源

中草藥煙熏劑由蒼術(shù)、艾葉、貫眾等組成，所有藥物均購(gòu)自貴州省銅仁市益仁大藥房。

1.3試劑

糊精購(gòu)自天津致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司，無(wú)水乙醇、高錳酸鉀均購(gòu)自深圳市華利源化工有限公司，培養(yǎng)基瓊脂購(gòu)自北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司，木炭為市購(gòu)普通木炭。

2試驗(yàn)方法與結(jié)果

2.1中草藥粉碎方法

2.1.1艾粉碎方法

根據(jù)煙熏劑制作的要求，艾葉須進(jìn)行粉碎，但由于艾葉均具有艾絨，影響艾粉碎的效果，因此選擇炭化處理以利于艾粉碎。準(zhǔn)確稱取艾葉5.00 g，分別采用無(wú)水乙醇燃燒炭化后粉碎、電爐密閉燃燒炭化后粉碎、自主燃燒炭化后粉碎3種粉碎方法，過(guò)80目篩，以艾粉得率和艾葉損失率為考察指標(biāo)優(yōu)選艾粉碎方法，具體操作步驟如下。

無(wú)水乙醇燃燒后粉碎：取5.00 g艾葉經(jīng)粉碎機(jī)粉碎30 s；放入燒杯中，吸取5 mL無(wú)水乙醇，采用玻棒充分?jǐn)噭颍稽c(diǎn)燃艾葉，并用玻棒攪勻使艾葉充分燃燒；全部變?yōu)楹谏珪r(shí)，立即用濕抹布密封滅火，直至沒(méi)有火星為止，取出并放涼；過(guò)80目分樣篩，分離艾粉及艾絨，稱質(zhì)量，計(jì)算艾粉得率和艾葉損失率。

電爐密閉燃燒炭化后粉碎[7]：取5.00 g艾葉經(jīng)粉碎機(jī)粉碎30 s，放入燒杯中，將燒杯置于電爐上，邊烤邊用玻棒攪拌；直至全部變?yōu)楹谏珪r(shí)，噴灑15%乙酸并繼續(xù)攪拌，滅盡火星，取出并放涼；利用80目分樣篩分離艾粉及艾絨，稱質(zhì)量，計(jì)算艾粉得率和艾葉損失率。

[JP3]自主燃燒炭化后粉碎：取5.00 g艾葉經(jīng)粉碎機(jī)粉碎30 s，放入燒杯中；點(diǎn)燃艾葉，燃燒時(shí)采用玻棒攪拌；直至全部變?yōu)楹谏珪r(shí)，立即用濕抹布密封滅火，滅盡火星，取出并放涼；利用80目分樣篩分離艾粉及艾絨，稱質(zhì)量，計(jì)算艾粉得率和艾葉損失率。

2.1.2艾粉碎方法選擇

從艾粉回收量來(lái)看，無(wú)水乙醇燃燒炭化后粉碎組的艾粉回收量、艾絨回收量均極顯著高于電爐燃燒炭化后粉碎組、自主燃燒炭化后粉碎組（P<0.01），無(wú)水乙醇燃燒炭化后粉碎組的艾粉得率極顯著高于電爐燃燒炭化后粉碎組、自主燃燒炭化后粉碎組（P<0.01）。從艾葉損失情況來(lái)看，無(wú)水乙醇燃燒炭化后粉碎組的艾葉損失較少，艾葉損失量、艾葉損失率均極顯著低于電爐燃燒炭化后粉碎組、自主燃燒炭化后粉碎組（P<0.01）。綜合艾粉回收率和艾葉損失率來(lái)看，無(wú)水乙醇燃燒炭化后粉碎方法極顯著優(yōu)于電爐燃燒炭化后粉碎方法、自主燃燒炭化后粉碎方法。不同艾葉粉碎方法的結(jié)果見(jiàn)表1。

2.2艾葉粉碎工藝優(yōu)化及驗(yàn)證

2.2.1艾葉粉碎工藝優(yōu)化

在上述研究的基礎(chǔ)上，選取A（無(wú)水乙醇 ∶[KG-*3]艾葉）、B（燃燒時(shí)間）、C（粉碎時(shí)間）3個(gè)因素，準(zhǔn)確稱取5.00 g艾葉，以艾粉得率為考察指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗(yàn)對(duì)無(wú)水乙醇燃燒炭化后粉碎工藝進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化。因素水平見(jiàn)表2，結(jié)果及直觀分析見(jiàn)表3（試驗(yàn)結(jié)果為3次試驗(yàn)的平均值），方差分析結(jié)果見(jiàn)表4。

正交試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果表明，A（無(wú)水乙醇 ∶[KG-*3]艾葉）、B（燃燒時(shí)間）、C（粉碎時(shí)間）對(duì)艾粉量均有顯著影響，且A2>A1>A3，B2>B1>B3，C2>C3>C1。方差分析結(jié)果表明，A（無(wú)水乙醇：艾葉）、B（燃燒時(shí)間）、C（粉碎時(shí)間）各因素水平之間具有極顯著性差異（P<0.01）。確定最佳的無(wú)水乙醇炭化后粉碎工藝為A2B2C2，即無(wú)水乙醇 ∶[KG-*3]艾葉為1.5 mL ∶[KG-*3]1 g、燃燒4 min、粉碎60 s、過(guò)80目分樣篩。

2.2.2艾葉最佳粉碎工藝驗(yàn)證

準(zhǔn)確稱取5.00 g艾葉，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎60 s，放入燒杯中，吸取7.5 mL無(wú)水乙醇，并用玻棒充分拌勻；點(diǎn)燃艾葉，用玻棒攪拌使艾葉充分燃燒 4 min，立即用濕抹布密封滅火，直至沒(méi)有火星為止；利用80目分樣篩分離艾粉及艾絨，稱質(zhì)量。經(jīng)計(jì)算，艾粉回收量為（1.93±0.03）g，變異系數(shù)為1.6%，表明無(wú)水乙醇炭化后粉碎工藝穩(wěn)定，合理可行。

2.3其他中藥粉碎

其他中藥按照配方稱量，直接采用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)80目分樣篩即可。

2.4煙熏劑輔料配方優(yōu)化及驗(yàn)證

2.4.1煙熏劑制作工藝驗(yàn)證

根據(jù)預(yù)試結(jié)果，準(zhǔn)確稱取20 g中草藥煙熏劑混合粉末，選取A（黏合劑糊精質(zhì)量）、B（木炭質(zhì)量）、C（高錳酸鉀質(zhì)量）3個(gè)因素，每個(gè)因素設(shè)計(jì)3個(gè)水平，以煙熏劑燃燒速度與穩(wěn)定性為考察指標(biāo)，采用L9（34）正交表進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。因素水平見(jiàn)表5，試驗(yàn)結(jié)果及直觀分析見(jiàn)表6（試驗(yàn)結(jié)果為3次試驗(yàn)的平均值），方差分析結(jié)果見(jiàn)表7。

[BH]R0.0260.0740.044[BG）F]

正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果表明，A（黏合劑糊精質(zhì)量）、B（燃燒劑木炭質(zhì)量）、C（助燃劑高錳酸鉀質(zhì)量）對(duì)煙熏劑燃燒速度及燃燒穩(wěn)定性均有顯著影響，且A1>A3>A2，B3>B2>B1，C2>C3>C1。確定中草藥煙熏劑輔料配方為A1B3C2，即中草藥煙熏劑混合配方粉末20 g、黏合劑糊精4 g、燃燒劑木炭4 g、助燃劑高錳酸鉀3 g，加入適量水調(diào)制成糊狀，倒入煙熏劑模型，置于60 ℃電熱鼓風(fēng)干燥箱干燥即得。

2.4.2中草藥煙熏劑制作工藝驗(yàn)證

準(zhǔn)確稱取煙熏劑配方中草藥混合粉末20 g、糊精4 g、木炭4 g、高錳酸鉀3 g，加入適量水調(diào)制成糊狀，倒入煙熏劑模型制成特定形狀，設(shè)置3次重復(fù)試驗(yàn)，放入60 ℃電熱鼓風(fēng)干燥箱干燥。結(jié)果為（0.153±0.003）cm/min，變異系數(shù)為1.96%，燃燒速度適宜，燃燒過(guò)程穩(wěn)定，表明中草藥煙熏劑配方與制作工藝穩(wěn)定，重復(fù)性好，合理可行。

3結(jié)論與討論

3.1煙熏劑組方理論分析

中草藥煙熏法為流傳最早的中醫(yī)傳統(tǒng)空氣消毒法，如民間端午節(jié)有懸掛蒼術(shù)和艾葉以驅(qū)瘴、除穢的習(xí)俗[4]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，經(jīng)空氣傳播致病微生物引發(fā)的傳染病種類(lèi)多樣、表現(xiàn)復(fù)雜，但從其病因性質(zhì)分析均屬中醫(yī)“溫病”范疇，按其病因性質(zhì)可分為濕熱和溫?zé)醿纱箢?lèi)[8]。結(jié)合中獸醫(yī)理論分析，經(jīng)空氣傳播的疾病可采用清衛(wèi)法、清氣法、清營(yíng)法等“祛邪法”法則[8]，利用中草藥消毒劑進(jìn)行防治。結(jié)合中獸醫(yī)的藥物性質(zhì)分類(lèi)，以現(xiàn)代天然植物藥研究為基礎(chǔ)，可選擇芳香化濕類(lèi)中藥進(jìn)行組方用藥[9]。芳香化濕類(lèi)中藥主要包括蒼術(shù)、艾葉等[10]，此類(lèi)藥多辛溫香燥，有芳香辟濁化濕的作用，可祛除四時(shí)穢濁之氣，以治濕溫等癥。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，芳香化濕類(lèi)中藥富含揮發(fā)油是其可抑殺病原微生物的主要原因，同時(shí)也是本類(lèi)中藥被廣泛用于空氣消毒、煙熏消毒的主要原因[11]。本研究選擇具有芳香化濕辟濁功效的中草藥艾葉、蒼術(shù)等進(jìn)行組方用藥。其中，艾葉芳香辟穢，以驅(qū)除空氣中的污穢，達(dá)到空氣煙熏消毒的作用，為君藥；貫眾清熱解毒，可輔助蒼術(shù)驅(qū)毒辟毒，為臣藥；蒼術(shù)為芳香化濕，具有辛溫合歸脾胃經(jīng)的藥性，具有抗炎和抗腹瀉作用[12]，可增進(jìn)動(dòng)物食欲，提高動(dòng)物正氣，為佐藥。諸藥合用，發(fā)揮其芳香辟濁、提高動(dòng)物抵抗力的作用。

3.2艾葉粉碎工藝

根據(jù)煙熏劑制作的要求，艾葉需進(jìn)行粉碎，但由于艾葉含艾絨，除非使用專門(mén)的艾葉粉碎機(jī)，否則艾葉粉碎相當(dāng)困難。且艾葉富含揮發(fā)油，粉碎后過(guò)篩較為困難。炭化后粉碎是降低艾葉粉碎難度的捷徑之一。關(guān)于艾葉炭化的研究較少，目前的炭化方法主要是將干凈艾葉置于鍋內(nèi)，用火炒至外表呈黑褐色，噴灑少量清水或醋[13]，滅凈火星后取出，攤開(kāi)晾干。在實(shí)際操作過(guò)程中，因艾葉質(zhì)輕、富含揮發(fā)油、易燃燒，致使艾葉在炒制過(guò)程中受熱不均勻、工藝不穩(wěn)定、火候不易掌握[14]，常造成部分艾葉因過(guò)度燃燒而“灰化”，部分則依然是生片。

本研究以艾粉得率和艾葉損失率為考察指標(biāo)，對(duì)比分析了無(wú)水乙醇燃燒炭化后粉碎、電爐密閉燃燒炭化后粉碎、自主燃燒炭化后粉碎等粉碎方法，最終選擇的艾葉粉碎工藝為無(wú)水乙醇炭化后粉碎。為進(jìn)一步提高艾粉得率并減少艾葉損失，選取無(wú)水乙醇加入量、燃燒時(shí)間、粉碎時(shí)間3個(gè)因素對(duì)無(wú)水乙醇炭化后粉碎方法進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化，并確定了無(wú)水乙醇炭化后粉碎工藝為加入無(wú)水乙醇 ∶[KG-*3]艾葉為1.5 mL ∶[KG-*3]1 g，燃燒4 min，粉碎60 s，過(guò)80目分樣篩。與其他文獻(xiàn)中的方法相比，本方法采用隔拒空氣滅火，不需噴灑清水或醋，工藝步驟得到簡(jiǎn)化，降低了操作難度。該方法的炭化過(guò)程不會(huì)受熱不均，艾葉炭化均勻，艾粉得率高，艾葉損失少。在艾葉粉的制作過(guò)程中不需用手揉搓[15]，直接用粉碎機(jī)粉碎，節(jié)省時(shí)間和人力，并保證了工藝的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3中草藥煙熏劑輔料選擇

蚊香、含藥香、衛(wèi)生香等是民間廣泛沿用的家庭常備煙熏劑，以中草藥細(xì)粉和木粉為主，選擇適宜的黏合劑，經(jīng)加工制成盤(pán)卷狀或直條狀，點(diǎn)燃發(fā)煙，用于驅(qū)除蚊蠅、殺蟲(chóng)、滅菌、預(yù)防疾病[16]。煙熏劑的煙霧顆粒十分細(xì)小，沉積速度非常緩慢，并可隨空氣橫向運(yùn)動(dòng)或向上運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)大了其在各方向目標(biāo)面的沉積概率[17]。由于顆粒細(xì)小，煙霧能在空氣中長(zhǎng)久懸浮，一般可持續(xù)6 h左右，其擴(kuò)散穿透能力較強(qiáng)，可深入至一般消毒方法無(wú)法到達(dá)的目標(biāo)部位[18]，如滲入墻縫等。如果藥劑本身在高溫下易揮發(fā)，與易燃物混合后，藥劑可借助燃燒產(chǎn)生的高溫?fù)]發(fā)，隨后冷凝成細(xì)小煙霧顆粒，獲得煙熏劑的運(yùn)動(dòng)方式與施藥效果。這種煙熏劑不需要施藥器具，降低了工作強(qiáng)度和預(yù)防治療成本。本研究選擇蒼術(shù)、艾葉、貫眾等芳香化濕類(lèi)中草藥，富含揮發(fā)油成分，其揮發(fā)油成分可隨著煙霧運(yùn)動(dòng)而發(fā)揮廣泛性的消毒效果。然而，直接蒸煮或燃燒會(huì)導(dǎo)致中草藥的有效成分在數(shù)分鐘內(nèi)全部揮散，難以達(dá)到消毒效果。在中草藥煙熏劑的設(shè)計(jì)與配制中，為使中草藥煙熏劑的有效成分有效揮發(fā)，需要選擇燃燒劑；為減少有效成分的快速揮散喪失，需要選擇助燃劑，以減緩揮發(fā)油等藥用成分的快速揮散。其中，燃燒劑是在氧存在下才能燃燒生熱的物質(zhì)，要求其在150 ℃以下不與氧作用，但在200～500 ℃時(shí)與少量氧發(fā)生燃燒反應(yīng)，放出大量熱能且不產(chǎn)生有害物質(zhì)，具有在弱酸條件下物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易粉碎、不易吸濕潮解、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)[19]。本煙熏劑選擇的中草藥粉、艾炭粉、木炭等均符合燃燒劑的要求。助燃劑別稱氧化劑，提供補(bǔ)充燃燒時(shí)所需的氧，促進(jìn)燃燒，應(yīng)具有適度的氧化能力，在150 ℃以下穩(wěn)定，在150～160 ℃分解放氧，并具有較高的含氧量，不易受潮水解，在輕微碰撞下不會(huì)起燃起爆，以保證使用、運(yùn)輸、貯存的安全，來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜[19]。本煙熏劑選擇高錳酸鉀作為助燃劑，使用效果穩(wěn)定、安全。阻燃劑別稱消焰劑、阻火劑，主要消除煙熏劑燃燒時(shí)產(chǎn)生的明火，并阻止燃渣復(fù)燃，也能抑制有效成分的燃燒分解，或降低燃燒殘?jiān)臏囟纫宰柚估^續(xù)燃燒[19]。本煙熏劑選擇滑石粉作為阻燃劑。

本研究采用驅(qū)毒辟毒理論，選擇芳香化濕、清熱解毒的蒼術(shù)、貫眾、艾葉等中藥進(jìn)行組方用藥來(lái)制作煙熏劑，取材方便，藥源充足。同時(shí)，選擇木炭、淀粉、高錳酸鉀等輔料制作成煙熏劑，制作工藝簡(jiǎn)單，不受時(shí)間、溫度、濕度的限制。本煙熏劑在使用過(guò)程中操作簡(jiǎn)便，消毒效果能夠達(dá)到衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，且價(jià)格低廉、氣味芬芳，對(duì)環(huán)境設(shè)施設(shè)備及器械物品沒(méi)有污染和腐蝕作用。本煙熏劑適用于廣大農(nóng)牧場(chǎng)、養(yǎng)殖小區(qū)的空氣消毒，并能滿足目前生態(tài)養(yǎng)殖、綠色養(yǎng)殖對(duì)消毒劑的要求，具有良好的推廣應(yīng)用前景，但其臨床使用效果有待進(jìn)一步研究。

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