CN1058522A - 制取烟草药用添加剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及以缬草为原料制取烟草药用添加剂 的方法。它是蒸馏新鲜缬草根茎提取挥发油，用物理 方法将挥发油进行冷冻-加热处理，以适量酮类或醇 类有机溶媒稀释后，按1—3‰掺入烟草中，该烟草添 加剂具有本身无毒，不干扰烟草特有香与味，不伴有 令人不适的异味、异气，人吸入后有明显的止咳、祛 痰、降压疗效，而且工艺简单，成本低廉。

Description

本发明涉及用缬草为原料制取烟草药用添加剂的方法。

吸烟对人体的危害是十分巨大的，世界上每年死于同吸烟有关疾病的人数以百万计，因此，烟草与医药界都在努力降低吸烟的毒害。如烟叶加工工艺改革，卷烟纸微孔处理，过滤接头及药物添加剂等。实践证明，在烟草中掺入药物添加剂可以减少烟草中有害成分的含量和拮抗烟草的毒性，或者具有保健及/或针对某些病症具有一定的疗效，是降低吸烟对人体危害重要的途径。目前，国内外的烟草药用添加剂有化学药品和植物提取物两种，以化学药品为烟草添加剂，因其本身或在卷烟燃烧条件下生成物往往具有一定毒性而不被广泛使用，以药用植物源性的烟草添加剂日渐受到人们广泛重视。美国专利（专利号3924644）公开了一种“烟草混合剂”，它是将缬草提取物中的生物碱部分中的异缬草酸及β-甲基缬草酸同时加入烟草中，该混合剂可以改善烟草香型，但不能药用。美国专利（专利号（3989823）还公开了以缬草浸提物为原料制取的合成物，服用合成物片剂有抵抗人类尼古丁中毒的效果。

缬草（Valeriana  officinalis  L）是一种多年生草本天然芳香植物，分类学属败酱科（Valerianace）缬草属（Valerian），在世界上分布十分广阔，这种植物入药已有久远历史，它的挥发油作为食品、烟草的香料已广为应用。我国民间早已将缬草用于治疗心神不安、胃弱、腰痛、月经不调（江苏新医学院编的“中药大辞典”·下册·上海人民出版社，1977：2555-2556），在现代医药学中，它被作为温和的镇静剂（London  Her  Majestys  Stationery  Office.British  Pharmacopoeia  V01-1、London，1980：470-471）。

近年来，对缬草的药理学研究十分活跃，从缬草中提取的挥发油有突出的活血化瘀、改善循环，抗心肌缺血，降血压及抗心律失常，平滑肌解痉及抗溃病，抗癌和祛痰作用。其毒性极微，小鼠腹腔注射的最低半数致死量为975mg/kg，它的耐受量（连续口服7天无明显损害）高达2.5g/kg。

但是，现有单独以缬草为原料的添加剂或药用制剂，即令是最低剂量都有浓烈的药味，特有的臭味，令人不适的木脂性气味及苦辛味，特别是将它作为烟草药用添加剂干扰了烟草特有的香气而普遍不受人们的欢迎。

发明专利申请（申请号CN86102952）公开了一种用过氧化物-酸试剂处理，以清除由植物性物质提取的香精油散发出的辛涩的杂异味方法，用这种方法制取香精是可行的，但制作具有药物疗效的烟草添加剂不可取，因为氧化和酸化的化学过程不可避免地部分改变了其中一些物质成分，不能完全清除缬草及其挥发油中特有的臭味、木脂气味和苦辛味，而且工艺复杂，成本高。

本发明的任务是提供一种本身无毒，在烟草燃烧时，不产生新的有害物质，人吸入后，有可靠药用疗效，不破坏烟草特有的味与香，不伴有令人不适的异味、异气;而且工艺简单，成本低廉的烟草添加剂的制取方法。

本发明制取烟草药用添加剂的方法是，蒸馏缬草提取挥发油，用物理方法对它进行冷冻-加热处理后，加入适量的酮类与醇类有机溶媒稀释。

按本发明所述方法，采集新鲜缬草[包括宽叶缬草（Valeriana  Officinalis  L.Var.Latifolia  Miq）]根茎，洗净凉干后重复蒸馏提取挥发油，该挥发油为淡黄色油状液体，具有清爽薄荷芳香。使用GC/MS和GC仪器对其进行化学成分定性和定量测定，共检出32个化学成分，已确立了其中28个化合物，主要成份为乙酸龙脑脂，乙酸葛缕脂，莰烯、龙脑、柠檬烯和蒎烯等（中国林业科学院森林化工研究所主办《林产化学与工业》1989第九卷第1期59-63）;其中，含量较低的戊酸、异戊酸龙脑脂及其分解物具有怪臭味，樟脑与松油醇及其脂类有木脂样气味（见《植物药有效成分手册》国家医药管理局情报中心站编，人民卫生出版社出版）。将蒸馏所得的油-水混合的缬草挥发油分馏去水后，将其置于-4℃以下温度中，随着时间的延长，便有冰层和少许结晶物析出，嗅之有明显的樟脑样气味与古墨样臭味。此结晶物随温度下降与时间延长而略有增加，至-15℃、24小时以后以及它的更低温度将使有效成分丢失。

除去冰和结晶物，即清除了挥发油中水份和部分脑类、异戊酸、异戊酸龙脑脂等成分，从而减少了它作为烟草药用添加剂的异气、异味。再将冷冻处理后的挥发油加温50℃以上，此时可嗅到散发出的较室温下浓烈得多的药味和木脂香气，在50-100℃温度下振荡1-4小时，挥发油中樟脑与松油醇及其脂类成分便易升华而被清除，所含低佛点组分同时也被挥发弃去。经冷冻-加热处理后的挥发油，其异臭气、苦辛味及樟脑样木脂香气显著减少，以1-3‰的比例掺入烟草后，非燃吸状态下品嗅其药香已不干扰或掩盖烟草特有的香气，燃吸时无明显木脂香气而为吸烟者所接受。

以上对缬草挥发油进行冷冻-加热处理不一定是先冷冻处理后加热处理程序，也可以是先加热处理后冷冻处理程序，但后一种处理程序不如前一种处理程序经济。

缬草挥发油中发出浓烈药味、墨样香气中夹有的特种臭气，相信是戊酸、异戊酸脂及其分解产物，一些低佛点成分含量均以微量浓度出现，至今尚未能用分析方法完全确定，不论是对缬草挥发油进行本发明所述的处理程序之前或之后，用气相层析-气相质谱联动分析时，均难以精确解析确定被清除的低佛点部分的化学成分及其定量变化情况和戊酸、异戊酸酯的定量变化情况。

但是，在对缬草挥发油进行本发明所述冷冻-加热处理中，根据缬草挥发油中成分的物理特性，观察、品嗅挥发油的变化情况，以及在烟草中加入处理后的挥发油燃吸结果表明，缬草中木脂样气味主要来自樟脑与松油醇及其脂类，它们易在70-130℃的温度下升华，古墨样臭气主要来自戊酸与异戊酸酯的分解物。高温处理可促使含量极微的低佛点组份挥发，也促使樟脑与松油醇类升华。冷冻处理不仅可以脱水而且有助于部分带有木脂气味的脑类析出，也有助于戊酸的去除。缬草挥发油中主要成分，如乙酸龙脑脂，蒎烯、莰烯、柠檬烯、乙酸葛缕脂等有良好的平喘、止咳、化痰作用。目前认为主要的药效成分的缬草波春（Valepotnats）与缬草酮有良好的抗癌、解痉、降血压、增加冠状动脉流量、抗心律失常及抗溃疡作用。上述这些成分的沸点均在150-270℃之间（《见植物药有效成分手册》国家医药管理局中草药情报中心站编，人民卫生出版社出版第136、137、165、668、832、833、1105、1106、1220、1221页）它们不易在本发明的冷冻-加热条件下升华或结晶丢失;于卷烟中燃吸时，因卷烟中段的热解蒸馏区温度在200-400℃，它们可被理想蒸腾吸入，而不会因高温焦化变质或产生有害物质;于卷烟中非燃吸时，也不因沸点过低容易过多地干扰烟草特有香气。

将处理过的缬草挥发油用酮类和醇类有机溶媒稀释，以1-3‰的比例喷加在已烘焙完毕的烟丝中，拌匀后放置3-5小时，使之完全被烟丝吸附后再次拌匀进行封卷包装。

实施例：

取新鲜缬草（鄂西神农架山区产的缬草或宽叶缬草最佳）根茎洗净晾干后立即蒸馏，经反复蒸馏获得的缬草挥发油近乎无色透明，具有清凉薄荷样香味，古墨样臭气较淡，其出油率约为1.8-2.2%。所得挥发油-水混合物经分馏漏斗分离脱水后，取10毫升装入中号试管中，置于-8℃以下，半小时后开始出现结冰层，在冰面上有极少闪光结晶片，嗅之有明显的樟脑样气味与古墨样臭味，此结晶物随温度的下降与时间延长而略有增加，至-10℃和24小时最佳。

除去冰层及结晶物的挥发油以3‰的比例添加入卷烟中，其非燃吸状态品嗅有明显药味，臭气不明显;燃吸状态时，木脂样香气及古墨样臭气明显减轻，但樟脑样木脂香气仍嫌明显，吸后有淡香、凉爽松畅感。将冷冻于不同温度和时间处理后的挥发油以同等剂量添加于烟草中，品吸试验表明，在-10℃温度下冷冻24小时其效果最理想，在-15℃以下或延长冷冻24小时以后效果无进一步改善。过低温度/或过长时间会使挥发油中其它成分结晶，使有效成分丢失，并增加处理成本。

经冷冻处理并除去冰和结晶物后的缬草挥发油逐渐加温至80℃，此时，明显嗅到其散发出的较室温下浓烈得多的药味和木脂香气。在此温度下振荡挥发油1小时，其药味和木脂香气可减少到最低程度。将已经冷冻-加热的挥发油以3‰的比例添加于卷烟中，其非燃吸状态下品嗅药香已很淡，而且已不干扰或掩盖烟草特有香气，燃吸状态时，木脂香气极淡且为吸烟者所接受，吸后有明显的淡香、凉爽感。

用同样缬草挥发油，以同等剂量比较对其不同处理情况的物理特性及添加于烟草中的味、气与吸后感，见表1。

表1：缬草挥发油不同处理情况的物理特性及干扰烟草味、香程度

经冷冻-加热处理后的缬草挥发油用等量的丙酮或丙三醇（丙酮与丙三醇为烟草香精常用溶媒）稀释，即制成了本发明所述的烟草药用添加剂。该添加剂以2‰的比例喷洒在烟丝（最适宜混合型与雪茄烟丝）中，拌匀放置4小时，为烟丝完全吸附后，再次拌匀后即可封卷包装。为降低添加剂的耗损量和减少生产车间的空气污染，宜在已烘焙完毕的烟丝中掺入添加剂。

使用本发明方法制取的烟草添加剂，经使用，其监测、实验结果情况如下：

取已烘焙“美丽”牌卷烟烟丝若干分成两部分。一部分按原生产程序卷制包装香烟;（以下简称对照烟）;另一部分按2‰的比例喷入本发明方法制取的添加剂，置放四小时并再次拌匀卷制包装香烟（以下简称药烟）。

一、自燃时间测定：在4包药烟或对照烟中各任取5支共20支。于不通风的室内测得药烟的自燃时间为16.70±1.84分/支;对照烟为18.8±1.62分/支，组间具有显著性差异（P＜0.05）。

二、动物实验部分

（一）药烟与对照烟燃气提取液的急性毒性-最低半数致死量（LD₅₀）的测定：

以DH-140型动物呼吸机用恒定的工作参数分别将20支药烟或对照烟的燃气均匀吹入盛有50ml0.9%生理盐水或20%甘油10%异丙醇混合液的容器中，将所获得的卷烟燃气的水溶性与脂溶性提取液过滤备用。脂溶性提取液置90℃恒温下10分钟以驱除异丙醇并再次过滤。

实验动物选用昆明种同一月龄的成年小鼠，雌雄不拘，体重18-22克共300只。随机分组，每组10-20只（临近LD₅₀剂量组为20只）。给药途径为腹腔注射，药温均为20℃。测得-

对照烟LD₅₀：0.4ml/只（水溶）;0.35ml/只（脂溶）

药烟LD₅₀：0.475ml/只（水溶）;0.45ml/只（脂溶）

烟气的水溶性提取液注射后，实验鼠迅速出现躁动、抽搐，循环呼吸衰竭;脂溶性提取液注射后主要表现为重度的中枢抑制呈麻醉状态，间有阵挛发作。药烟组开始发生重度中毒症状的平均剂量较对照烟组大，药烟组平均死亡时间亦较后者长。药烟组的LD₅₀分别比对照烟高3个实验剂量级（水溶）与4个剂量级（脂溶），药烟的急性毒性较对照烟下降了18.75-28.57%。

（二）药烟止咳作用的观察：

实验动物为雄性昆明种小白鼠，体重24-31克共97只随机分为3组。将实验鼠每批4只置于容积为1500ml具有两个通道的玻璃容器内，用动物呼吸机将烟燃气均匀吹入，每批烟量为1/2支。烟气处理后取出休息20分钟，再次将鼠放入上述容器。用动物呼吸机以同样的工作参数将40%氨水气雾均匀吹入-诱咳处理30秒钟。空白组（26只）以大气代替烟气作预处理，药烟组（36只）与对照组（35只）则分别用药烟和《美丽》牌烟。分别统计各组在诱咳处理后5分钟内的咳嗽发生率（以平均每分钟咳嗽1次或以上者为阳性）与每只鼠的咳嗽总次数（据鼠的张口缩胸并发出典型咳声来判定）。药烟组无论是咳嗽发生率还是平均咳嗽总次数均明显低于其余二组，并具有显著或极显著性差异（P＜0.05或0.01）。见表2。

表2 药烟-小鼠镇咳试验结果

	咳嗽总次数（次／只）	每分咳嗽次数（次／只)	咳嗽诱发率（％）
				空白组（26只)对照烟组（35只)药烟级（36只)	20.03±20.1719.54±18.4111.67±15.84△△※	4.01±4.034.01±3.962.39±3.37△※	76.9282.8650.00△△※

注：※与空白组比较P＜0.05，△与对照烟组比较P＜0.05;△△与对照烟组比较P＜0.01.

（三）药烟平喘作用观察：

实验动物选用DunkinHarcley种豚鼠，雌雄兼容，体重380-460g，20只随机分为2组，实验豚鼠麻醉后固定并插入气管导管至气管下1/3处，另端经三通接头分别联接PT-6型压力传感器-SJ41型多道生理记录仪与注射器（或烟气导管）。利用动物呼吸机以恒定工作参数将1/2支的药烟或对照烟的烟气经气管导管均匀吹入肺内。20分钟后再经导管注入1×10^-5g/L氯化乙酰胆碱0.05ml。记录实验前，烟气处理后及注入乙酰胆碱后的气管内压力曲线。烟气处理后两组豚鼠呼吸都轻度减慢，注入乙酰胆碱后则明显加快，组间无显著性差异（p＞0.05）。对照烟组注入乙酰胆碱后立即发生重度呼吸困难，气道内吸气相负压从-4.39±2.11mmHg加大到-13.39±4.14mmHg;呼气相压力从2.72±1.78mmHg上升至5.78±3.15mmHg。药烟组呼吸困难一般较对照组轻微，吸气相与呼气相压力分别为-6.15±2.86/4.2±3.08，组间差异极显著（P＜0.01）。见表3。

＊

三、人体临床观察部分

（一）药烟与对照烟对人体各系统急性影响比较：

受试者为无吸烟习惯的男性，年龄25-59岁，13名，均系本院医师。预先测验记录心率、呼吸频率、血压、心电图、脑血流图、肺通气功能、甲皱微循环并摄影、眼底血管图象摄影、每例均间隔24小时分别在10分钟内吸完2支对照烟或药烟。然后立即按上顺序进行各项检查。全部受试者均对对照烟浓烈的烟味感到难以接受，普遍觉到心慌头晕，其中还有1例出现恶心呕吐，平均心率从71.5次/分增至87.7次/分，平均呼吸频率从18.5次/分加快到20.2次/分、平均血压从113.2/73.1mmHg上升至122.2/77.5mmHg，上述变化均具有统计学意义（p＜0.05-0.01）。全体受试者吸药烟时感到烟味比较平和而易接受，吸后大多数人无明显心慌头晕，心率、呼吸频率、血压变化不大，p值均＞0.05。见表4。

表4 药烟、对照烟对呼吸、心率、血压的急性影响

	呼吸（次／分）	心率（次／分）	血压（mmHg)
				吸烟前吸对照烟后吸药烟后	18.5±2.720.2±2.9※16.9±1.8△△	71.5±8.7※87.7±11.2※※78.2±10.1△	113.2±14.7/73.1±12.0122.2±18.2/77.5±13.7※※110.5±17.4/73.1±13.2△

注：※与吸烟前比较p＜0.05，※※与吸烟前比较p＜0.01，△与对照烟比较p＜0.05，△△p＜0.01

对照烟对肺通气功能无明显的急性影响，药烟尚可轻度提高最大呼气流量（PEF）。两种烟对心电图均无显著影响（心率除外）。

吸对照烟后脑血流图的收缩波（R）波幅明显降低、重搏波幅与收缩波幅之比（HD/HS）增大揭示脑血流量减少与脑血管紧张度上升。吸药烟后脑血流图的各项指标无明显改变。见表5、表6。

表5 药烟，对照烟对人体肺功能的急性影响

	FEV1(L)	FEV%	PEF(L/S)	MMEF(L/S)	V50/V25
						吸烟前吸对照烟后吸药烟后	3.78±0.433.80±0.453.75±0.43	84.83±6.0783.79±5.2783.33±5.82	8.96±1.269.04±1.239.33±1.32※	4.03±0.903.96±0.884.04±0.87	2.39±0.362.40±0.502.33±0.48

注：※同表4

表6 药烟、对照烟对脑血图的急性影响

	R波幅（  ）	HD/HS	R波上升时间（S）
				吸烟前吸对照烟后吸药烟后	0.1346±0.03070.1230±0.0299※※0.1332±0.0294△△	0.838±0.0940.848±0.1090.836±0.076	0.114±0.0440.112±0.0470.115±0.040

注：※、△同表4

吸对照烟后受试者的甲皱微循环毛细血管袢的输入枝普遍变细短、血流减慢、红细胞有聚集现象。这微循环障碍约持续10-30分钟。药烟引起的微循环障碍一般较对照烟轻微而短暂。8例受试者吸对照烟后眼底细动脉呈现明显痉挛，折光性增强;其中3例吸药烟后亦见有细动脉轻度痉挛。

（二）药烟止咳祛痰与降压疗效观察

1、受试对象：全组22例均为慢性支气管炎临床迁延期的吸烟患者，其中13例合并有阻塞性肺气肿，2例合并有早期肺心病，9例还患有高血压病，全组均系男性，年龄32-76岁，烟龄9-50年，目前吸烟量10-30支/日。惯常吸用乙-甲级烤烟型卷烟，近半月内均无药物治疗史。职业组成为高级知识分子、干部、工人及离退休人员。

2、方法：受试者按自己惯常的烟量吸完10包药烟。试验期内不准吸其他烟及药物治疗。比较吸药烟前后的症状、体征、血压及肺功能。试验结束后评吸比较药烟与对照烟的口感、烟味及身体反应，部分受试者还进行短期追踪随访。肺功能测定采用Fudac-30c型全自动肺功能分析仪，凡有两项（或以上）改善10%以上者为有效;有两项（或以上）改善率在20%以上为显效。反之降低者为恶化。

3、结果：全部受试者慢性支气管炎的症状均有不同程度的改善，有效率达100%，尤以原来咳嗽、咳痰较严重者效果更显著;40.9%的受试者肺功能有轻-中度改善（显效率18.18%）。9例并发有高血压病的受试者中，4例血压有所下降，下降幅度为10-30mmHg，其他没有合并高血压的受试者，前后血压改变不明显。药烟无明显的远期疗效，追踪随访表明试验结束后继续吸普通烟者原病症迅速复现。有2名受试者结束试验后对普通烟卷感到难以耐受适应而就此戒烟，其病症得以继续稳定好转。见表7。

表7

	例数	消失	好转	无效	总有效率％
						咳嗽咳痰痰粘稠度气喘、气憋胸痛呼吸困难肺部罗音呼吸音低粗呼气时延长	2222161068171814	4413246	1818362310123	443365	10010081.256033.3362.582.3588.8964.28

全部受试者均反映药烟的烟味比对照烟平和爽口，无不适的异气异味感，吸后咽喉有松畅、近似于薄荷样的香凉感，乐于接受，一致反映比对照烟“好吸”。部分受试者在吸完10包药烟后恢复吸普通卷烟时，短时间内觉得适应不了，觉得烟味呛口、头晕、心悸。

采用本发明方法制取的烟草添加剂，其本身无毒;它的有效成分能很好地随烟气吸入，易从呼吸道粘膜吸收，微量即具有一定疗效;掺入烟草中无异常气、味及不适口感，能与烟草特有的香味、口感匹配耦和;而且工艺简单，成本低廉。是利用我国传统医药学的灿烂成就中的又一支奇葩。

Claims (4)

1、一种烟草药用添加剂的制取方法，蒸馏缬草根茎提取挥发油，其特征是将挥发油用物理方法进行冷冻和加热处理后，加入酮类与醇类有机溶媒稀释。

2、根据权利要求1的制取方法，其特征是冷冻处理温度为-4～-15℃，时间至少1小时。

3、根据权利要求1或2的制取方法，其特征是加热处理温度为50～100℃，时间至少1小时。

4、根据权利要求3的制取方法，其特征是在加热处理的同时进行振荡。