米糠C16-18活性成分油懸劑研制及對(duì)煙草腋芽的抑制作用

周建云，刁朝強(qiáng)，黃 寧，劉紅峰，王亞馨李培強(qiáng)，廖 勇*

（1.貴州省煙草公司貴陽市公司，貴陽550001；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，山東泰安271018）

當(dāng)今農(nóng)藥劑型發(fā)展的主題是化學(xué)農(nóng)藥制劑的綠色化。油懸浮劑用植物油或礦物油等環(huán)保溶劑作為分散介質(zhì)，且生產(chǎn)和使用過程與懸浮劑類似，無粉塵污染，這已成為當(dāng)今農(nóng)藥劑型的一個(gè)主要發(fā)展方向。

可分散油懸浮劑是利用配方中乳化分散劑等助劑，經(jīng)過濕法砂磨工藝，將有效成分懸浮分散于油相中，所形成的穩(wěn)定分散的油混懸浮液制劑[1-3]。油懸浮劑體系較易添加本身具有潤(rùn)濕、滲透等作用的乳化劑，以及具備良好的發(fā)揮油類助劑的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)有效成分的增效作用明顯。為此成為煙草抑芽劑開發(fā)的主要?jiǎng)┬椭弧?/p>

本課題涉及一種有效成分為米糠C16-18。煙株腋芽萌發(fā)力很強(qiáng)，抹掉后會(huì)很快再生[4]，人工抹杈雖然可行，但需要重復(fù)抹杈，耗時(shí)耗力，且操作過程中頻繁接觸不同煙株容易傳播煙草疾病，增加病蟲害幾率。二十世紀(jì)四十年代，人們意識(shí)到人工抹杈帶來的負(fù)面影響，因此化學(xué)抑芽劑應(yīng)運(yùn)而生[5]。二十世紀(jì)四十年代末期，美國(guó)北卡羅納州立大學(xué)發(fā)現(xiàn)吲哚乙酸對(duì)煙草腋芽具有抑制作用[6]。從早期的一些生長(zhǎng)素到現(xiàn)在市面常見的氟節(jié)胺、二甲基戊靈、仲丁靈，化學(xué)抑芽劑具有操作簡(jiǎn)單且1次施藥就可以達(dá)到抑芽效果的優(yōu)勢(shì)，但煙草作為一種吸食性產(chǎn)品，化學(xué)合成藥劑的農(nóng)藥殘留問題是大家關(guān)心的焦點(diǎn)問題。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)C16-C18高碳醇對(duì)煙草的腋芽生長(zhǎng)具有一定的抑制作用，且無毒無殘留。筆者通過研究2種不同碳含量的米糠C16-18、C20-22的抑芽效果，以期得到天然、無污染、無殘留的新型抑芽劑[7-8]。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及儀器

米糠C16-18活性成分抑芽劑、米糠蠟糊、蒸餾水、氫氧化鈉、丙酮、氯化鈣。

表面活性劑：異辛醇聚氧乙烯醚（JFC-E）、月桂醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚（LEP-10）、甜菜堿型兩性表面活性劑（BS-12）、米糠C16-18聚氧乙烯醚羧酸（AEC-9H），臨沂綠森化工有限公司；蓖麻油聚氧乙烯醚（EL-20），江蘇海安石化有限公司；異十三醇聚氧乙烯醚（E1309），青島貝斯曼化學(xué)有限公司。

分散介質(zhì)：脂肪酸甲酯，上海圣宇化工有限公司；油酸甲酯，上海吉至生化科技有限公司；大豆色拉油；礦物油100#。

索式提取器、蒸餾裝置、回流裝置、DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鞏義市瑞力儀器設(shè)備有限公司；PHS-3C型pH計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；上海法孚萊機(jī)電科技發(fā)展有限公司；D-500型高剪切均質(zhì)乳化機(jī)，德國(guó)維根斯集團(tuán)；BT-9300S型激光粒度儀，丹東百特儀器有限公司；安捷倫1200型高效液相色譜儀，安捷倫科技（中國(guó)）有限公司；10l-2A型恒溫烘箱，上海葉拓科技有限公司；MP2000型電子天平，上海恒平-電子天平有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 米糠C16-18活性成分的制備

在高速攪拌下將米糠蠟糊與丙酮混合，直至蠟糊完全分散。將混合液離心，得到丙酮混合油和含溶固體糠蠟，將含溶固體糠蠟放入干燥器干燥。

精確稱取糠蠟1 g，加入3倍體積的蒸餾水，加熱使糠蠟完全熔化，加入10倍體積的10%NaOH溶液，加熱回流10 h，保溫36 h，加入CaCl2的飽和水溶液，反應(yīng)2 h，用熱水洗至中性，烘干。用丙酮索式提取16 h，收集索式提取液，室溫下析出晶體，過濾后60℃烘干。將得到的產(chǎn)物柱層析分離，得到2種碳鏈約為C16-18和C20-22的主要物質(zhì)。

1.2.2 油懸浮劑的制備

按配方配比要求，稱取液體助劑和分散介質(zhì)，混合攪拌均勻，稱取一定量的米糠C16-18活性成分按一定比例加入，剪切后經(jīng)砂磨機(jī)進(jìn)行砂磨2 h，達(dá)到細(xì)度要求后出料，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。

1.2.3 對(duì)煙草腋芽抑制生長(zhǎng)藥效試驗(yàn)

1.2.3.1 試驗(yàn)材料

甘蔗；供試煙草品種：云煙85號(hào)；供試地點(diǎn)：貴州；供試藥劑：米糠C16-18和C20-22活性成分油懸浮抑芽劑；對(duì)照藥劑：二甲戊靈、30%氟節(jié)胺。

1.2.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)計(jì)9個(gè)處理，具體見表1。每組處理50株煙草，隨機(jī)區(qū)組排列。選擇煙株50%花開時(shí)期打頂，同時(shí)抹去2 cm以上的腋芽，并于打頂后24 h內(nèi)進(jìn)行施藥，藥液用量均為20 mL/株，采用杯淋法施藥。以人工抹杈作對(duì)照。

表1 不同處理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

每小區(qū)隨機(jī)選擇10株煙草，在施藥后的7、14、21和30 d調(diào)查有效芽數(shù)（超過2 cm的活芽）。采活芽稱重，計(jì)算抑芽效果及煙葉產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 分散介質(zhì)的選擇

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)常用的油懸浮劑介質(zhì)，主要從分散性、穩(wěn)定性能和傾倒性的角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)比各個(gè)性能的優(yōu)劣結(jié)果后，做出最終的選擇，具體結(jié)果見表2。

表2 分散介質(zhì)篩選

油相載體對(duì)可分散油懸浮劑的性能影響較大，其選擇主要考慮3點(diǎn)[9]：（1）固體原藥在油相載體中溶解度低，且化學(xué)穩(wěn)定性好；（2）為保證原藥在油相載體中高度分散，要求油相載體閃點(diǎn)高、毒性和揮發(fā)性低，且有足夠黏度；（3）應(yīng)具有較明顯的增效作用，主要表現(xiàn)在制劑的黏度、穩(wěn)定性、藥效和安全性等方面。黏度過低，制劑在貯存過程中容易分層結(jié)塊，影響使用；黏度過高，不易傾倒，掛壁嚴(yán)重，給加工和使用帶來困難。從表2可以看出，要保證制劑的性能，選用傾倒性和分散性好，且不影響米糠C16-18化學(xué)穩(wěn)定性的礦物油100#作為分散介質(zhì)性價(jià)比最高。

2.2 乳化劑的選擇

可分散油懸浮劑的乳化劑能保證制劑的分散性能合格，因此乳化劑的篩選也是合成制劑關(guān)鍵的一步。本試驗(yàn)中，乳化劑的用量與油懸浮劑的藥效發(fā)揮程度以及制劑穩(wěn)定性有著密切的聯(lián)系，根據(jù)助劑廠家的推薦用量和油懸浮劑開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可分散油懸浮劑乳化劑一般用量15%左右。根據(jù)對(duì)所制備制劑的常溫以及冷藏?zé)醿?chǔ)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，乳化劑JFC-E，EL-20，LEP-10，BS-12，E1309，AEC-9H對(duì) 于 米 糠C16-18油懸浮劑的穩(wěn)定性具有良好的改善。通過進(jìn)一步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，LEP-10、BS-12等作為乳化劑制備的制劑在熱儲(chǔ)時(shí)出現(xiàn)少量沉淀，EL-20與AEC-9H以質(zhì)量比2∶1復(fù)配，常溫與熱儲(chǔ)冷藏14 d分層均勻無析出，性質(zhì)穩(wěn)定。結(jié)果見表3。

表3 乳化劑種類的確定

由于乳化劑用量不僅對(duì)制劑穩(wěn)定型有著重要影響，還對(duì)其藥效發(fā)揮起著關(guān)鍵作用，因此乳化劑用量的探究對(duì)于制劑的研究有著重要意義。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，乳化劑加量為14%時(shí)冷藏后制劑有晶體析出，加量為16%時(shí)熱儲(chǔ)過程中制劑出現(xiàn)少量沉淀。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，乳化劑加量為15%時(shí)最為合適，通過常溫及熱儲(chǔ)和冷藏試驗(yàn)證明所制備的油懸浮劑外觀均勻，無晶體析出，性能穩(wěn)定。結(jié)果見表4。

表4 乳化劑用量的確定

2.3 性能檢測(cè)結(jié)果

2.3.1 熱貯穩(wěn)定性測(cè)定

綜合上述各項(xiàng)篩選試驗(yàn)結(jié)果，確定了4%米糠C16-18活性成分配方：4%米糠C16-18活性成分、10%EL-20、5%AEC-9H、礦物油100#補(bǔ)足至100%。按照確定的最佳配方，分別檢測(cè)54℃熱貯前后的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，其結(jié)果由表5可知，此配方4%米糠C16-18可分散油懸浮劑各項(xiàng)指標(biāo)均符合可分散油懸浮劑的標(biāo)準(zhǔn)要求。

表5 4%米糠C16-18可分散油懸浮劑各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

2.3.2 冷貯穩(wěn)定性測(cè)定

將上述樣品稱取50 g于50 mL透明瓶中，封口后放在-7℃冰箱中，于7 d后將其取出。其凝結(jié)為不流動(dòng)一體，常溫下3 h能恢復(fù)流動(dòng)，過網(wǎng)篩檢測(cè)無結(jié)晶析出，檢測(cè)各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均為合格。

2.4 米糠C16-18對(duì)煙草腋芽的抑芽效果

2.4.1 米糠C16-18對(duì)煙草腋芽的抑芽率影響

通過統(tǒng)計(jì)各煙株芽數(shù)，得出不同處理抑芽劑的抑芽率，可以看出米糠C16-18活性成分抑芽劑對(duì)煙草的腋芽具有一定的抑制效果。由表6可知，米糠C16-18和C20-22稀釋10倍的抑芽效果在施藥7 d后均達(dá)到93.2%，高于市場(chǎng)常用抑芽劑二甲戊靈稀釋50倍（72.7%）和氟節(jié)胺稀釋50倍（75%）的抑芽率。在施藥14 d后，米糠C20-22稀釋10倍處理的抑芽率為80.3%，米糠C16-18稀釋10倍處理的抑芽率為77%，仍高于其他各處理的抑芽劑。施藥21 d后，米糠C20-22和米糠C16-18抑芽劑的抑芽率分別為63.6%和69.7%，低于同期的二甲戊靈（87.9%）和氟節(jié)胺（84.8%）的抑芽率。施藥30 d后，米糠C20-22和C16-18的抑芽率分為降為47.91%和25%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于二甲戊靈的83.33%和氟節(jié)胺的87.5%，這說明米糠C16-18活性成分抑芽劑對(duì)煙草腋芽具有一定的抑制效果，同時(shí)米糠C16-18抑芽劑為觸殺型抑芽劑，因此導(dǎo)致施藥前期抑芽率效果較好，但是藥效維持時(shí)間短，大約為2周。由于不具有內(nèi)吸性，此后藥效基本失效。

表6 不同處理的抑芽率

為了解決米糠C16-18活性成分藥效維持期限短的問題，我們對(duì)米糠C16-18的抑芽劑進(jìn)行了2次施藥試驗(yàn)。稀釋倍數(shù)為10倍，2次施藥間隔15 d，距離第1次施藥30 d后的抑芽結(jié)果見表7。米糠C16-18活性成分間隔15 d 2次施藥，30 d后的抑芽率達(dá)到97.92%，說明米糠C16-18除了持效期短外，確實(shí)具有較好的抑芽效果，同時(shí)其1次施藥維持期限約為15 d，2次施藥的抑芽時(shí)間接近煙草的整個(gè)生長(zhǎng)周期，可以達(dá)到較好的抑芽效果。

表7 米糠C16-18 2次施藥的抑芽率

2.4.2 米糠C16-18對(duì)煙草腋芽的抑芽效果影響

通過采樣統(tǒng)計(jì)各煙株腋芽，稱取芽鮮重，得出不同處理抑芽劑的抑芽效果，見表8。

表8 不同處理抑芽效果

通過表8可知，由于米糠C16-18對(duì)腋芽的觸殺效果，施藥7 d后對(duì)煙株的抑芽效果達(dá)到100%；施藥14 d后米糠C16-18和C20-22的抑芽效果分別達(dá)到91.46%和89.51%，抑芽效果優(yōu)于二甲戊靈和氟節(jié)胺的抑芽效果；當(dāng)施藥21 d和施藥30 d后，米糠C16-18的抑芽效果已經(jīng)低于二甲戊樂靈和氟節(jié)胺。這一結(jié)果與試驗(yàn)中抑芽率的結(jié)果相一致，再一次證明米糠C16-18的持效期約為2周。

3 結(jié) 論

試驗(yàn)探究了米糠C16-18活性成分煙草抑芽油懸浮劑的制備，并通過試驗(yàn)篩選出合適的分散介質(zhì)、乳化劑配比與用量。EL-20與AEC-9H以質(zhì)量比2∶1復(fù)配作為表面活性劑，在制劑中用量為15%；以礦物油100#作為分散介質(zhì)，在制劑中用量為81%。按照該配方所制備的油懸浮劑外觀均勻，性能穩(wěn)定，同時(shí)該配方生產(chǎn)的的可分散油懸浮劑生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、配制方便、質(zhì)量可靠，具有良好的實(shí)用價(jià)值。將所制備的油懸浮劑應(yīng)用于對(duì)煙草腋芽抑制性能研究，通過試驗(yàn)證明4%米糠C16-18油懸浮劑對(duì)煙草腋芽的抑制具有優(yōu)異的速效性。