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菊叶香藜精油的提取及对昆虫活力抑制的研究



全 文 :菊叶香藜精油的提取及对昆虫活力抑制的研究
雷 鸣1,何 花1,张鹏飞1,姚永杰1,赵 琦1,张勇群2,拉 多1*
(1.西藏大学理学院,西藏拉萨 850000;2.西藏成办医院,四川成都 610000)
摘要 [目的]探讨菊叶香藜精油的最佳提取方式,初步研究精油对昆虫的活力抑制。[方法]利用水蒸气蒸馏的方法,对不同形式、不
同部位及不同条件下菊叶香藜的精油进行提取,并用提取的精油设计不同的精油剂量梯度进行玉米象的活力抑制试验。[结果]不同形
式、不同部位及不同条件下菊叶香藜的精油提取量均有较明显的差异。微波处理10 min、料液比1∶ 15时,回流4 h,菊叶香藜的精油量达
最大值;菊叶香藜的花部位的精油含量最大,在 4 h的回流时间下可以获得 8. 4 ml /kg的精油量;菊叶香藜精油对玉米象活力有一定抑
制作用,且随精油浓度增加抑制程度增加。[结论]该研究为菊叶香藜精油向杀虫剂方面发展提供理论依据。
关键词 菊叶香藜;精油;提取;玉米象;活力抑制
中图分类号 S567. 23 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2015)28 -064 -03
Study on the Extraction of Chenopodium Foetidum Essential Oil and Its Inhibition against Insect Activity
LEI Ming,HE Hua,ZHANG Peng-fei,LA Duo* et al (School of Science,Tibet University,Tibet,Lhasa 850000)
Abstract [Objective]The research aimed to explore the best extraction method of essential oil from Chenopodium foetidum,and preliminary
study the inhibition of essential oil against the Insect Activity.[Method]The essential oil from Chenopodium foetidum was extracted by using the
method of steam distillation with different forms,different parts and different conditions. And the vitality inhibition test of Sitophilus zeamais was
conducted by designing different dose gradient of essential oil from Chenopodium foetidum.[Result]The essential oil extraction amount of Chenop-
odium Foetidum had obvious differences under different forms,different parts and different conditions. When microwave treatment 10 min,solid -
liquid ratio reach to 1∶ 15,reflow 4 h,the essential oil amount of Chenopodium foetidum reached the maximum. The essential oil content of Chenop-
odium foetidum flowers was the biggest,under the 4 h reflux time could get the essential oil of 8. 4 ml /kg. The Chenopodium foetidum essential oil
had certain inhibitory effect on activity of Sitophilus zeamais,and the inhibition rate increase with the increase of content of essential oil.[Conclu-
sion]The study provides the theoretical basis for the development of Chenopodium foetidum essential oil to pesticides.
Key words Chenopodium Foetidum;Essential oil;Extraction;Sitophilus zeamais;Activity inhibition
基金项目 2014 年西藏大学国家大学生创新创业计划项目(201410
694008)。
作者简介 雷鸣(1991 - ),男,山西平遥人,硕士研究生,研究方向:植物学。
* 通讯作者,副教授,博士,硕士生导师,从事生态学研究。
收稿日期 2015-08-10
我国有着充足的香料植物资源,约有 500余种芳香植物
遍及于 20个省市,可是仅有少量被开发利用,据不完整统
计,现已开发利用的近 200 种,亟待开发的约 100 种[1]。青
藏高原东缘藜科植物共有 11属 17种,其中藏药植物有 4 属
5种,分别占青藏高原藜科植物总属数和总种数的 36. 36%
和 29. 41%。研究表明,藜科藏药植物的化学成分种类丰富,
主要有生物碱、甾体、萜类、黄酮等。同时,藜科植物具有抗
血栓、镇痛、抗炎、抗菌、抗氧化等多方面的药理活性,应用前
景非常广阔的[2 -3]。
菊叶香藜(Chenopodium foetidum) ,一年生草本,生长在
森林边、草沟河岸、河边,生长于海拔 2 700 ~ 4 500 m。有记
载其可供药用,民间用以治喘息、炎症、痉挛、偏头痛等症
状[4]。鉴于其气味浓烈,并生长在强辐射、大温差的环境中,
推测其药用价值较高,且其精油具有很好的医疗保健效用。
植物精油常用于调配食品、化妆品香精,合成其他原料及维
生素等用途[5]。同时,植物精油在人们生活中越来越多地用
于改善家庭环境、预防疾病和医疗保健[6]。薰衣草精油含量
较高[7],香味对混合菌的生长有良好的抑制作用[8],也被开
发用作驱虫剂和风味,如原材料广泛应用于医药、食品等领
域,也被开发用作驱虫剂及香精等的原料。杨莹等[9]分析得
出精制的迷迭香油可提升卷烟的甜润感和香气,这可以推广
到香烟的生产与应用。市场上已经对于如此多种植物的精
油大力开发并应用到各类产品中[10]。而对于菊叶香藜,除
了张勇群等[11]对其进行 DNA提取方面的研究,其他方面鲜
有报道。该研究主要探讨菊叶香藜精油的最佳提取方式,旨
在推广以其为主的藜科植物的应用价值,同时也通过对玉米
象的活力抑制作用来体现精油的价值,并为其向杀虫剂方面
发展提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 菊叶香藜。采于西藏自治区拉萨市城关区西藏大学
新校区校园内(29°38N、91°10E)。
1. 1. 2 试验昆虫。试验用的昆虫为玉米象,玉米象来自于
山西省平遥县(37°20N、112°18E)农民的家中,然后将玉米
象进行扩大培养,培养方法同卢传兵等[12]。
1. 2 菊叶香藜精油的提取 将采集到的菊叶香藜进行清
洗,干燥至恒重后粉碎备用(部分为全株粉碎,部分将花、茎
挑取出单独粉碎) ,每次取 50 g干粉样品,置于 1 000 ml的蒸
馏烧瓶中。利用水蒸气蒸馏法[13]提取菊叶香藜精油。连接
试验装置,在调温电热套中加热,进行水蒸气蒸馏提取,测定
并记录不同条件下的出油量。最终,精油通过油水分离器分
离,将其存储于 EP管内,标明日期。再放入冰箱内冷存。每
次试验做 2次平行试验,最终取其平均值。
1. 2. 1 料液比对提取效果的影响。称取菊叶香藜干粉 50 g,
加入 250 ml 蒸馏水,置于 1 000 ml蒸馏烧瓶中,在低火档条件
下微波预处理 10 min,再分别以料液比为 1∶ 5、1∶ 8、1∶ 10、1∶ 15
及1∶ 20进行加热煮沸回流5 h进行提取,研究料液比与菊叶香
藜精油提取量的关系,从而确定其精油的最适提取料液比。
责任编辑 黄小燕 责任校对 李岩安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2015,43(28) :64 - 66
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2015.28.026
1. 2. 2 不同形式的材料与精油提取量的关系。分别以新鲜
菊叶香藜全株和菊叶香藜全株混合干粉作试验材料,称取试
验材料 50 g,置于 1 000 ml蒸馏烧瓶中,加入 750 ml蒸馏水,
加热煮沸回流 5 h,研究不同形式的菊叶香藜材料对菊叶香
藜精油提取效果的影响。
1. 2. 3 回流时间及不同部位的菊叶香藜样品对精油含量的
影响。称取不同部位(花、茎、全株)的菊叶香藜样品各 50 g,
按照料液比为 1∶ 15 的比例,分别以 0. 5、1. 0、1. 5、2. 0、2. 5、
3. 0、3. 5、4. 0、4. 5、5. 0 h的回流时间进行水蒸气蒸馏提取,测
定不同回流时间下精油的提取量。
1. 3 菊叶香藜精油对玉米象的活力抑制 该试验采取熏蒸
法进行,取 250 ml锥形瓶 5个,将滤纸条裁剪成 2 cm ×10 cm
长条,将菊叶香藜精油和甘油的混合液添加到滤纸条上,混
合液的体积为 200 μl,各瓶中依次加入 200 μl甘油、50 μl精油
+150 μl甘油、100 μl 精油 +100 μl 甘油、150 μl 精油 + 50 μl
甘油、200 μl精油,每个锥形瓶中接入受试虫 10只,上面用橡
胶塞夹住塞住瓶口,每个精油剂量平行做 2次。添加完毕后,
置于温度为 28 ±1℃、相对湿度为 75% ±5%培养箱中培养。
从精油熏蒸开始计时,分别于 4、8、24、48、72 h 5 个时间
点观察各锥形瓶中玉米象生活状况,并进行记录。通过计算
玉米象成虫的抑制率来分析试验结果并进行讨论。抑制率
=(起始活跃数 -试验后活跃数)/起始活跃数 ×100%。
2 结果与分析
2. 1 菊叶香藜精油的提取结果 经过水蒸气蒸馏提取,所
得到的上层油相即菊叶香藜精油,较粘稠,呈淡绿色,具有浓
烈气味。不溶于水,可溶于乙醇等有机溶剂。
2. 1. 1 料液比与精油提取量的关系。图 1 表明,在一定料
液比范围内,精油的提取量是随料液比的增加而增加,1∶ 15
时达最大,为 0. 28 ml /kg。
图 1 料液比对提取效果的影响
2. 1. 2 不同形式的材料对提取效果的影响。试验表明,新
鲜菊叶香藜和菊叶香藜干粉的精油含量分别是 7. 0 和 6. 2
ml /kg,可见新鲜的菊叶香藜的精油含量比其干粉的精油含量
高,但相差不大。考虑到该试验材料的生长期及试验的进展和
操作等因素,所以后续工作可以采用菊叶香藜干粉作为试验
材料。
2. 1. 3 不同部位的菊叶香藜样品对精油含量的影响。试验
证明,菊叶香藜花干粉的精油提取量 >全株混合干粉的提取
量 >菊叶香藜茎干粉的提取量,精油含量分别为 8. 4、6. 2、
3. 4 ml /kg。因此,在菊叶香藜的精油提取中其花粉对精油提
取量的贡献最大。
2. 1. 4 回流时间及不同部位的菊叶香藜样品对精油含量的
影响。由图 2可见,菊叶香藜不同部位的精油所得量均随着
回流时间的增加而变大,且在回流时间达 4 h时趋于一个稳
定的水平,精油含量不再继续增加。在整个回流提取过程
中,除在 1. 5和 2. 0 h干粉中的花部与茎的精油所得量一样
(4. 0 ml /kg) ,其余时间的精油提取量花部仍为最大,在 4 h
时达 8. 4 ml /kg。
图 2 菊叶香藜不同部位的精油量随回流时间的变化
2. 2 菊叶香藜精油对玉米象的活力抑制初步研究结果 由
图 3可见,0 μl菊叶香藜精油对玉米象的活力抑制率最低,
72 h时达 5%;50 μl精油处理条件下,玉米象活力抑制率明
显高于 0 μl的,72 h时抑制率达 40%;100和 150 μl精油处理
在各记录时间点的活力抑制率差异不大,但均高于50 μl处理,
72 h时抑制率分别为 55%和 60%;200 μl精油处理条件下,玉
米象的活力抑制率表现最高、最明显,72 h时抑制率达 90%。
各剂量处理随时间均有明显的活力抑制率增加的现象,说明菊
叶香藜精油对玉米象有活力抑制的作用。
图 3 不同剂量的菊叶香藜精油随时间变化对玉米象的活力抑制率
3 讨论
该研究首次尝试从菊叶香藜中提取精油,试验结果显
示,花、茎中均能提取到精油,花中精油含量最多,达 8. 4
ml /kg。新鲜材料较干粉精油含量多,可能由于干粉材料在
干燥过程中精油挥发损失所致。在水蒸气蒸馏提取精油工
艺中,精油含量随回流提取时间的增加而增加,于回流时间 4
h精油含量达最大值,随后精油量不再增加。通过菊叶香藜
精油对昆虫的活力抑制试验可以看出该植物体内具有抑制
昆虫活力的活性成分。
现在人们都在追求健康长寿,极力倡导使用无污染、无
毒害的天然香料已成为一种趋势,而野生植物提取的香精香
料,安全性最高,深受人们的青睐,需求量和价值均在不断升
5643 卷 28 期 雷 鸣等 菊叶香藜精油的提取及对昆虫活力抑制的研究
高,发展前景十分看好[14]。菊叶香藜在田间荒地分布广泛,从
该研究可知菊叶香藜精油含量丰富,可以充分开发利用。同
时,试验证明菊叶香藜精油对于昆虫活力具有明显的抑制作
用,相信通过对其安全性、增效作用、抗菌机理等方面更为深入
的研究,菊叶香藜精油及其成分的应用前景会更为广阔。
参考文献
[1]靳正荣.天然香料提取分离技术研究进展[J].北京日化,2005(3):5 -9.
[2]张梅,王惠.藏药化学成分及药理研究进展[J].时珍国医国药,2004,15
(4):243 -244.
[3]杜华,周立刚,李春,等.藜科植物化学成分与生物活性的研究进展
[J].天然产物研究与开发,2007,19(5):884 -889.
[4]刘慎谔.东北草本植物志[M].北京:科学出版社,1959:91 -92.
[5]全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编[G].北京:人民卫生出版社,
1978:104.
[6]刘洪波,史冬辉,张瑜.植物精油的研究与应用[J].绿色科技,2011,9
(9):61 -63.
[7]张秋霞,江英,张志强.薰衣草精油的研究进展[J].香料香精化妆品,
2006,12(6):21 -24.
[8]姜黎,王向未,江英.薰衣草精油抑菌作用的研究[J].农产品加工(学
刊),2011(4):73 -75.
[9]杨莹,刘丽芬,黄星,等.迷迭香精油的分子蒸馏精制及其在卷烟中的
应用[J].精细化工,2013,30(5):534 -538.
[10]欧阳杰,王晓东,赵兵,等.香料植物应用研究进展[J].香料香精化妆
品,2002,10(5):32 -35.
[11]张勇群,石梦菲,德吉,等.菊叶香藜基因组DNA的提取方法研究[J].
西藏大学学报(自然科学版),2014,29(1):13 -16.
[12]卢传兵,薛明,刘雨晴,等.黄荆精油对玉米象的杀虫活性成分、毒力及
作用机制[J].昆虫学报,2009,52(2):159 -167.
[13]张勇群,石梦菲,黄云霞,等.浸泡预处理提取伊朗蒿精油及其对毕赤
酵母的抑制作用研究[J].西藏大学学报(自然科学版),2013,28(2):7
-11.
[14]苏喜廷.龙江森工林区芳香植物资源及开发利用[J].中国林副特产,
2006,4(2):
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
72 -73.
(上接第 63页)
供血的作用,并推测这是由于麦冬多糖具有使心肌血流量增
加的能力和对心肌细胞膜的保护能力。
4 免疫作用
已有研究表明麦冬多糖在具有促进体液免疫和细胞免
疫作用的同时,还能诱生多种细胞因子以达到协同作用的目
的[15]。汤军等[16]研究显示麦冬多糖在提高小鼠的血清溶血
素的抗体水平的同时还能使小鼠 RES吞噬功能显著增强,从
而提高小鼠的自身免疫能力。韩凤梅等[17]通过对免疫低下
小鼠(60Co-γ射线全身照射和环磷酰胺注射)进行山麦冬多
糖的灌胃,通过实时对小鼠的胸腺和脾脏这 2个重要的免疫
功能脏器的重量的测定,得知在对免疫低下小鼠进行山麦冬
多糖灌胃后胸腺和脾脏的重量明显增加,而对于因为注射环
磷酰胺而造成的免疫低下小鼠的外白细胞数量也有显著的
提高;同时,对小鼠进行体内试验,结果表明小鼠的原发性肝
癌实体瘤的生长能被山麦冬多糖所抑制。
5 抗氧化作用
张娅芳[18]在动物体外进行抗氧化活性试验时分别采用
了 6种麦冬多糖(POJ、AP-1、AP-2、AP-3、POJ-1、POJ-SS) ,结
果表明这 6种麦冬多糖均具有较强的抗氧化活性,其中清除
O2
-·和·OH的能力排序均为 POJ-SS > AP-1 > POJ-1 > AP-
3 > POJ > AP-2。
6 抗过敏作用
汤军等[19]通过观察得到麦冬多糖对小鼠咳嗽和支气管
收缩有明显的抑制效果,同时通过试验证明了麦冬多糖对于
在乙酰胆碱和组胺混合液共同作用下刺激所引起的小鼠耳
异种被动皮肤过敏会产生明显的拮抗作用。户田静男[20]研
究证明了小鼠肥大细胞脱颗粒及组胺的释放能在麦冬多糖
的作用下起到显著的抑制作用和致敏豚鼠哮喘的发生能在
麦冬多糖的作用下得到明显的缓解。
7 外分泌腺保护作用
李成荫等[21]通过对 NOD小鼠使用麦冬多糖灌胃,并设
置对照组用 ELISA法检测相关血清细胞因子,得到麦冬多糖
能降低颌下腺淋巴细胞浸湿度,且能修复 Th1 /Th2 细胞因子
失衡,由此可证明麦冬多糖具有保护外分泌腺的作用。
8 小结
近 10年来,随着麦冬化学成分和药理作用研究的深入,
以麦冬为原料的药品、保健品开发在国内外已成为热点,其
中对于麦冬多糖的抗氧化作用、抗过敏作用以及外分泌腺保
护作用等方面的研究,进一步拓展了以麦冬为基础的保健品
的开发和利用,展示了麦冬良好的应用前景。
参考文献
[1]李朝銮.中国植物志:第四十八卷第二分册[M].北京:科学出版社,
1998:131 -134.
[2]国家药典委员会.中华人民共和国药典[S].北京:中国医药科技出版
社,2010:144 -145.
[3]林晓,周强峰,徐德生.麦冬药理作用研究进展[J].上海中医药杂志,
2004,38(6):59 -61.
[4]陈屏,徐东铭,雷军.麦冬化学成分及药理作用研究现状[J].长春中医
药大学学报,2004,20(1):35 -36.
[5]马海波,李强.麦冬化学成分研究[D].北京:北京中医药大学,2013:9
-31.
[6]黄琦,许家鸾.麦冬多糖对 2型糖尿病血糖及胰岛素抵抗的影响[J].
浙江中西医结合杂志,2002,12(2):81 -82.
[7]陈莉,何立英,金鑫.麦冬多糖对脂肪细胞胰岛素敏感性的作用机制
[J].武警后勤学院学报,2013,22(1):5 -8.
[8]王丹蕊,石阶平.几种植物多糖对链脲菌素至糖尿病大鼠的调节作用
及机理探讨[J].成都中医药大学学报,2003,26(3):20 -22.
[9]陈卫辉,钱华,王慧中.麦冬多糖对正常和实验性糖尿病小鼠血糖的影
响[J].中国现代应用药学杂志,1998,15(4):21 -23.
[10]张小平,孙润广,王小梅,等.化学修饰水提麦冬多糖WPOJ的抗肿瘤
活性研究[J].食品与生物技术学报,2014,33(4):368 -373.
[11]周跃华,徐德生,冯怡.脉动提取物对小鼠心肌营养血流量的影响
[J].中国实验方剂学杂志,2003,9(1):22 -24.
[12]徐德生,冯怡,周跃华.麦冬多糖忠抗急性心肌缺血活性部位研究
[J].中成药,2004,26(10):832 -837.
[13]周福波.麦冬的药理作用研究进展[J].牡丹江医学院学报,2006,27
(3):69 -70.
[14]郑琴,冯怡,徐德生,等.麦冬多糖MDG-1对鼠实验性心肌缺血的保护
作用[J].中国中西医结合杂志,2007,27(12):1116 -1120.
[15]周世文,徐传福.多糖的免疫药理作用[J].中国神华药物杂志,1994,
15(2):143 -147.
[16]汤军,黄琦,徐志瑛.麦冬多糖的免疫活性研究[J].中国中医基础医
学杂志,1998,4(9):44 -46.
[17]韩凤梅,刘春霞,陈勇.山麦冬多糖对免疫低下小鼠的保护作用[J].
中国医药学报,2004,19(6):347 -348.
[18]张娅芳.麦冬多糖的结构分析及其体外抗氧化活性研究[D].西安:陕
西师范大学,2007:54 -58.
[19]汤军,钱华,黄琦.麦冬多糖平喘和抗过敏作用研究[J].中国现代应
用药学杂志,1999,16(2):16 -19.
[20]户田静男.汉方方剂的变态反应学的研究(5)-柴胡汤、麦门冬汤对
小鼠肥大细胞脱颗粒及组胺游离的作用[J].国外医药(中医中药分
册),1989,11(6):38.
[21]李成荫,汪悦,孙丽霞,等.麦冬多糖对NOD小鼠颌下腺保护作用研究
[J].中国免疫学杂志,2014,30(2):198 -201.
66 安徽农业科学 2015 年