4 山苍子油的研究
4.1 山苍子油
山苍子油，又叫山胡椒油、木姜子油，中药名为毕澄茄，为樟科木姜子属的小乔木或落叶灌木，其主要生产区在亚洲东部，大洋洲和太平洋诸岛，中国、印度、印尼和马来西亚等国，中国约有46种，在我国广布在长江以南地区，广东、广西、江苏、贵州、云南、江西、浙江、四川等省，迄今为止仍以野生为主，主要分布于低山丘陵区[9]。山苍子油其主要成分为柠檬醛，和柠檬油的香气类似，其外观为浅黄色液体。山苍子油的提取方法是用水蒸汽蒸馏法或亚临界生物技术从山苍子果实提取的精油。
据《中药大辞典》记载，山苍子为民间常用药之一,其性温，味辛，微苦，并且有理气杀虫，祛风散寒,解毒止痛之效,山苍子油具有抗菌，抗氧化和抗病虫害等作用，其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等十余种致病细菌以及黑曲霉、毛癣菌等十余种真菌均有良好的抑制、杀菌作用。植物天然产物山苍子是已知抗菌谱最广并且药力最强的产物之一。
近年来,我国山苍子精油为世界上最大的生产国和出口国，产品畅销美、日、欧等国，其年产量达2000余吨,,年出口量多达1500吨。天然产物的优点、以山苍子为原料的中药和低毒低残留的生物农药的开发、国际市场的价格上涨，使得山苍子油的发展拥有广大的空间，开发山苍子油特别是加大深度开发力度是大有潜力的[10]。
4.2 山苍子油的水乳剂应用
山苍子芳香油含有30多个化学成份,在4%以上的成分有甲基庚烯酮、β - 柠檬醛、α - 柠檬醛、香茅醛、柠檬烯五个成分。其主要成分是柠檬烯( 9. 25% ) ，橙花醛 ( 14. 58% ) ，α - 松油醇( 5. 74% ) ，香叶醛 ( 17. 94% ) ，桉树脑( 7. 11% ) 和 芳樟醇( 8. 44% ) [11]。据数据显示,山苍子油在防治茶树、防治茶毛虫,以及棉花黄萎病和红锈草病方面具有一定的作用。同时,山苍子油在预防储粮害虫方面,具有明显的效果。试验显示,当山苍子油的剂量为10g/kg时,对长解谷盗、玉米象和锯谷盗虫的杀害率可以达到100%[12]。
有实验证明山苍子油中的抑菌成分对细菌产生作用，细菌的细胞膜结构可能受到一定破坏，从而导致小分子离子从细菌细胞中大量渗出。柠檬醛是山苍子油的主要成分，其具有抗黄曲霉毒素的作用，有实验结果显示，柠檬醛是黄曲霉DNA链的断裂剂,并且柠檬醛还能高效地抑制黄曲霉细胞内琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的活性,从而降低了黄曲霉毒素含量[13]。并且山苍子油在加热的条件下，其抗菌成分具有很好的热稳定性并没有受到显著影响，进而得出山苍子油在 121℃ 以下具有热稳定性[14]，然而农药新剂型水乳剂具有热不稳定性，放置一定时间会出现析水现象，甚至会有分层、聚结和絮凝等现象产生[15]。山苍子油这一热稳定性可弥补水乳剂的弊端，从而可改良水乳剂的配方，获得较为稳定的水乳剂。
此外，山苍子油的几种制剂作为植物杀虫剂，具有对人体无毒，有较高的熏杀作用，以及有宜人的香味，对环境压力较小和对非靶标生物相对安全(维护生态平衡)的优点，在城市绿化防虫和有机农业领域有着不错的市场竞争力，发展前景广阔。
5 实验材料和方法
5.1 供试材料
5.1.1 实验原料
有效成分：20%山苍子油(江西省吉水药用油提炼厂提供)
表3 供试溶剂
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农药剂型 技术指标 |
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水乳剂 乳液稳定性 外观 持久起泡性 倾倒性 分散性 高低温储藏 稳定性 pH值 |
表4 供试乳化剂
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溶剂名称 |
用量 |
备注 |
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松节油 油酸甲酯 环己酮 甲醇 石油醚 苯甲醇 乙二醇 |
10% 10% 10% 10% 10% 10% 10% |
AR AR AR AR AR AR AR |
注释：原药、溶剂、乳化剂以及其他助剂、水的质量百分比总共为100%
供试蚜虫：麦二叉蚜(二叉蚜属,以下简称麦蚜)，为河南省生物技术开发中心室内饲养种群。试验时选取大小一致的无翅成蚜供试。
5.1.2 实验仪器
表5 实验仪器
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乳化剂名称 |
用量 |
备注 |
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5100 992 5030 EW-2 EW-5 |
3% 6% 3% 10% 10% |
格林泰姆 亨斯迈功能化学品 亿达塑业 亿达塑业 |
5.2 实验方法
根据有效成分的理化性质和目前对环保的要求，尽量选用绿色溶剂、乳化剂，进行山苍子油的配制，并对其进行质量检测。山苍子油的质量分数为10%。
试验方法为：根据水乳剂制备文献，用电子天平准确称取山苍子油原药、溶剂和乳化剂，将其放置于烧杯中，使用磁力搅拌器进行搅拌，将原药制成油相备用，再用电子天平准确称量水，用FA25剪切乳化机剪切，边剪切边加入水相，待水加入完毕后剪切10分钟制成均相乳液，关闭高剪切乳化剂，将高剪切机的乳化头从乳液中取出，检测各项稳定性指标。
5.3 水乳剂质量检测方法
5.3.1 水乳剂外观的测定
水乳剂外观的测定包括均一性和流动性，若剂型不是均一液体、流动性极差及有水、油析出则外观均为不合格。
5.3.2 水乳剂分散性的测定
①试验条件：标准硬水，342mg/L;温度：(25±1)℃;稀释倍数：50 倍。
②试验方法：用移液器吸取 1000μL 水乳剂，离水面有 2cm 高处，缓缓地滴入到盛有硬水的烧杯中，观察水乳剂在水中自然分散和乳化。
③评价标准：滴入水中后产生乳状液，呈云雾状分散，分散过程中没有可见颗粒为优级水乳剂;自动分散并且颗粒下沉，但沉至底部后能很快上扩分散或至底部前能基本分散为分散性良好;有颗粒下沉，部分自动分散，需倒置或摇晃后才能分散为分散性尚可;呈絮状或颗粒状下沉，不能自动分散，经剧烈摇动后才能分散为分散性差。
5.3..3 水乳剂稳定性的测定
①热贮稳定性的测定
取10mL左右的水乳剂样品，密封后在(54±2℃)的恒温箱中进行热贮，贮存 14天后，取出样品，若水乳仍均匀，上无浮油，下无沉淀，则说明其热贮稳定性合格。
②冷贮稳定性的测定
取10mL左右的水乳剂样品，密封后在 0(±2)℃冰箱中贮存 7 天后，取出样品，观察外观变化，若水乳仍均匀，上无浮油，下无沉淀且流动性未发生明显变化，则说明其冷贮稳定性合格。
5.3.4 粘度(流动性)的测定
每个样品用 NDJ-9S 旋转粘度计测量其粘度，粘度过高，流动性极差的为不合格水乳剂。方法：取两份水乳剂样品50ml于烧杯中，然后放在旋转黏度仪下进行测量，使用2# 转子，转定为60转每分钟，记录数显粘度。
5.3.5 pH值的测定
用玻璃棒在精密pH试纸上滴加少量样品，观察pH试纸颜色变化，并与比色卡比对，测出样品的pH。
5.4 生物测定
采用浸虫(麦蚜)浸叶法对筛选出的合格的水乳剂配方进行药效测试。将筛选出的水乳剂一一用自来水稀释成 200 倍的乳液，再将挑好的麦蚜连同叶片一起在乳液中浸渍 7~8s，取出后把多余药液用吸水纸吸干，放入9cm 培养皿中，其预先保湿好的并铺有滤纸。每 30~50 只一皿，每种配方处理 90~150 只麦蚜。对照用自来水处理(浸渍 7~8s)，24h 后检查麦蚜死亡数，若对照死亡率高于 20%，则当天试验作废。
6 实验结果
6.1 水乳剂配方的筛选
6.1.1 水乳剂溶剂筛选结果
用不同的溶剂与原药做成简单的水乳，考察性状，其配方比例(均为质量百分比)为：原药山苍子油20%+溶剂10%+70%纯净水，实验结果见表：
表6 溶剂的筛选
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仪器名称 |
仪器型号 |
生产厂家 |
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高速剪切机 电子天平 旋转粘度计 恒温定时磁力搅拌器 烘箱 万宝冰箱 旋转粘度计 人工气候箱 超声波清洗器 |
FA25 model CP313 NDJ-9S B-13-3 DGX-9143B-1 BCD-216 NDJ-9S RXZ-160B KQ-500E |
上海弗鲁克科技发展有限公司 奥豪斯仪器（上海）有限公司 上海平轩科学仪器有限公司 上海司乐仪器有限公司 上海福玛实验设备有限公司 广州万宝集团民权电器有限公司 上海平轩科学仪器有限公司 宁波江南仪器厂 昆山市超声仪器有限公司 |
通过实验筛选，山苍子油易溶于松节油，油酸甲酯，环己酮，甲醇，苯甲醇，二甲苯，但二甲苯毒性较大，根据此水乳剂配方研究的原则，不再使用筛选出的二甲苯。则经过初步筛选，可使用的溶剂为松节油，油酸甲酯，环己酮，甲醇，苯甲醇。
6.1.2 水乳剂乳化剂筛选结果
在溶剂筛选的基础上，对乳化剂进行筛选，筛选标准见5.3，实验结果见表：
表7 乳化剂的筛选
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溶剂 |
溶解性 |
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松节油 油酸甲酯 环己酮 甲醇 石油醚 苯甲醇 乙二醇 二甲苯 |
易溶 易溶 易溶 易溶 微溶 易溶 不溶 易溶 |
注释：乳化剂用量(按质量百分比)：5100 3%、992 6%、5030 3%、EW-2 10%、EW-5 10%。
由上表可知，根据5.3水乳剂质量检测方法，乳化剂符合要求的为：
10%松节油+3% 5100 10%松节油+6% 992 10%松节油+10% EW-5
④10%油酸甲酯+6% 992 ⑤10%油酸甲酯+10%EW-2 ⑥10%环己酮+10%EW-2
⑦10%甲醇+3% 5100 ⑧10%苯甲醇+3% 5100 ⑨10%苯甲醇+ 10% EW-2
6.1.3 水乳剂稳定性筛选
在筛选乳化剂检测乳化性能时已经检测了水乳剂的外观，分散性，乳液稳定性，流动性(粘度)，所选的九种配方上述几种指标均合格，现只需检测它们的热贮稳定性和冷贮稳定性，结果如下表：
表8 水乳剂稳定性筛选
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溶剂 |
乳化剂 |
外观 |
分散性 |
流动性 |
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松节油 |
5100 992 5030 EW-2 EW-5 |
白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化良好 |
良好 良好 尚可 尚可 良好 |
合格 合格 合格 不合格 合格 |
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油酸甲酯 |
5100 992 5030 EW-2 EW-5 |
白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化一般 白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化良好 |
良好 良好 良好 良好 尚可 |
不合格 合格 不合格 合格 合格 |
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环己酮 |
5100 992 5030 EW-2 EW-5 |
白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化一般 白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化一般 |
尚可 良好 尚可 良好 差 |
合格 不合格 合格 合格 合格 |
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甲醇 |
5100 992 5030 EW-2 EW-5 |
白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化一般 白色乳液，乳化良好 |
良好 合格 尚可 合格 尚可 合格 尚可 合格 |
|||
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差 |
合格 |
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苯甲醇 |
5100 992 5030 EW-2 EW-5 |
白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化一般 白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化良好 白色乳液，乳化良好 |
良好 良好 尚可 良好 良好 |
合格 不合格 合格 合格 不合格 |
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注释：合格现象为水乳仍均匀，上无浮油，下无沉淀。不合格现象为析油析水或发黄分层现象。
根据上表可得，符合标准的配方为20%山苍子油+10%松节油+3% 5100
6.2生物测定结果
表 5-4 水乳剂杀蚜结果
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溶剂 |
乳化剂 |
热贮稳定性 |
冷贮稳定性 |
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松节油 |
5100 992 EW-5 |
合格 不合格 合格 |
合格 不合格 不合格 |
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油酸甲酯 |
992 EW-2 |
不合格 不合格 |
合格 不合格 |
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环己酮 |
EW-2 |
不合格 |
不合格 |
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甲醇 |
5100 |
不合格 |
合格 |
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苯甲醇 |
EW-2 5100 |
不合格 不合格 |
不合格 不合格 |
由上表可得，山苍子油水乳剂确实有杀虫效果。
6.3 pH值的测定
配方：20%山苍子油，10%松节油，3%5100的pH值为5 。
7 结论和讨论
7.1 结论
经过前面试验筛选水乳剂各组分配方，确定20%山苍子油水乳剂的最优配方为，溶剂：松节油10%;乳化剂：EW-5 3%;纯净水补足100%。
7.2讨论
通过对山苍子提取物山苍子油水乳剂的研究发现，山苍子油具有新型农药绿色环保的特点，并且来源丰富，从而成本相对其他较低。而作为制作农药水乳剂的新型溶剂，对溶剂的要求上松节油符合水乳剂的质量指标，且来源广、资源多、价格适中，是可再生资源的典型。所以在水乳剂制备中的应用，环境友好型溶剂有重要的意义，特别是发展特别环保的水乳剂。
制备水乳剂的关键是原药、溶剂及乳化剂的相容性，还有制备工艺的要求，高速的剪切，可以得到乳液均一稳定。山苍子油、松节油和乳化剂EW-5剪切后相容性较好，并且实验所用水质为普通的家用自来水，大大减少了原料的资金投入，且应用非常便利。
国际上已经公认水乳剂型成为的一种绿色环保制剂，是一种农药新剂型。农药新品种研制难度越来越大，农药新剂型的开发速度越来越快，农药剂型水乳化是新的发展方向。如今可持续发展、环保已经成为社会发展的主方向，开发绿色环保无污染的农药新剂型已经成为一种趋势，我们可以通过降低传统农药剂型中的有害的组分，从而使农药剂型朝着更加环保、绿色的方向发展。而以山苍子油为代表的水乳剂定能在农药市场上占领一席之位!
