全 文 ：第 36卷 第 4期 东　北　林　业　大　学　学　报 Vol.36 No.4
2008年 4月 JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITY Apr.2008
东北地区蒿属植物杀虫剂的提取工艺 1)
王　慧　马　玲　韩小冰　田　军
(东北林业大学 ,哈尔滨 , 150040)
　　摘　要　采用室温浸渍提取法 、超声波提取法 、索氏提取法和超临界提取方法 , 对香蒿 、大籽蒿 、蒙古蒿 、猪毛
蒿 、野艾蒿和牡蒿进行抑杀虫活性成分的提取。结果表明:蒿属植物的最佳提取溶剂为 95%的乙醇溶液;蒿属植
物的最佳提取方法为超临界提取法 。
关键词　蒿属;植物源杀虫剂;提取
分类号　S767.37ExtractionTechniqueofBotanicalInsecticidefromSixSpeciesofArtemisiainNortheastChina/WangHui, MaLing, HanXiaobing, TianJun(NortheastForestryUniversity, Harbin150040, P.R.China)//JournalofNortheastForestryUniversity.-2008, 36(4).-42 ～ 44AnexperimentwasconductedtoextracttheactivecomponentsfromArtemisiaannuae, A.sieversiana, A.mongolica,A.scoparia, A.lavandulaefoliaDC.andA.japonicabythemethodsofimmersionextractionatroomtemperature, ultra-sonicextraction, Soxhletextraction, andsupercriticalextraction.Resultshowsthattheoptimalextractionsolventis95%alcoholsolutionandthebestextractionmethodissupercriticalextraction.Keywords　Artemisia;Botanicalinsecticides;Extraction
　　我国有着丰富的植物资源 ,有些植物体内含有的某些成
分可以用来杀虫 , 我们把这些植物称为杀虫植物 , 而把用这些
植物的根 、茎 、叶 、花 、果实 、种子等进行提炼加工而制成的杀
虫制剂称为植物源杀虫剂。
植物源杀虫剂属于生物农药中的植物性农药 , 它与合成
农药相比具有选择性高 、低毒 、易降解 、不易产生抗性 、易与其
他农药混配的特点。因为植物源农药的主要成分是天然存在
的化合物 , 这些性质主要由 C、H、O元素组成 , 来源于自然 , 在
长期的进化过程中已形成了其固定的参与能量与物质循环代
谢途径 , 所以施用于作物上或环境中 , 易于降解 ,不易产生残
留 , 不会引起生物富集现象 ,不会对人畜的健康带来隐患;由
于植物提取物是多种化合物的混合物 ,其作用方式和机理较
为复杂 , 作用位点多样 ,故有害生物不易对其产生抗药性。
植物是生物活性化合物的天然宝库 ,其产生的次生代谢
产物超过 40万种 [ 1] , 其中的大多数化学物质如萜烯类 、生物
碱 、类黄酮 、甾类 、酚类 、独特的氨基酸和多糖等均具有杀虫或
杀菌活性 [ 2] 。以植物为原料进行植物源农药的研制与开发
已成为世界各国农药研发的热点。
东北地区菊科蒿属植物有 51种 , 其中蒿属植物中香蒿
(Artemisiaannuae)、大籽蒿(Artemisiasieversiana)、蒙古蒿(Ar-
temisiamongolica)、猪毛蒿(Artemisiascoparia)、野艾蒿(Arte-
misialavandulaefoliaDC.)和牡蒿(Artemisiajaponica)等均具
有杀虫功效 [ 3-5] 。
1　材料与方法
香蒿 、大籽蒿 、蒙古蒿于 2006年 7月 8日采自哈尔滨市
马家沟两侧 , 猪毛蒿于 7月 14日采自哈尔滨市东北林业大学
院内家属区 , 牡蒿 、野艾蒿于 7月 19日采自肇东市乌里木平
原。采后分别洗净 , 阴干保存。将阴干好的植物用粉碎机粉
碎 , 过 40目筛。
1)哈尔滨市科技攻关项目(2006AA6CE162)和博士后基金资助。
第一作者简介:王慧 , 女 , 1982年 9月生 ,东北林业大学林学院 ,
硕士研究生。
收稿日期:2008年 1月 8日。
责任编辑:潘　华。
1.1　室温浸渍提取法
分别取植物粉末 10g, 溶液 100mL,倒入锥形瓶中 ,封口。
采用室温浸渍提取 , 浸泡时间为 20 d, 过滤得滤液约 100mL。
用旋转蒸发仪旋干浓缩 , 得浸膏。每种试验做 3次重复 ,结果
取平均值。
1.2　超声波提取法
试验原理:利用超声波产生的强烈振动以及空化效应和
粉碎等作用 , 将植物药材中所含成分提取到溶剂之中。超声
波是一种强的弹性波 , 其振动能产生强大的能量 ,给媒质质点
以很大的速度和加速度 , 将植物体快速穿透 ,使溶剂能和植物
中的有效成分充分接触 , 有利于有效成分向提取溶剂转移 , 提
高提取效率。
超声技术用于植物有效成分的提取具有明显的优势 , 此
技术可以大幅度地提高有效成分的提取率 , 提高工作效率 , 节
省溶剂 ,简化提取操作 ,在天然药物有效成分提取中具有良好
的应用前景 [ 6] 。
试验方法:分别取植物的粉末 10g, 溶液 100 mL, 倒入锥
形瓶中 , 封口 ,待超声。采用超声波法提取的浸泡时间为 24
h,提取时间为 40min, 超声频率为 100kHz,过滤得滤液约 100
mL。用旋转蒸发仪旋干浓缩 , 得浸膏。每种试验做 3组重
复 ,结果取均值。
1.3　索氏提取法
试验原理:主要是利用相似相溶原理通过反复抽提 ,使样
品中的有机成分溶解于有机溶剂中 , 然后蒸发有机溶剂 ,剩余
物为样品中所要提取物 [ 7] 。
试验方法:分别称取植物粉末 10g,用滤纸包好,放入索氏抽
提器中 ,注入 150mL95%乙醇溶液 ,当乙醇达到虹吸管最高位置
时 ,停止加入乙醇溶液 ,待里面的乙醇溶液全部流到烧瓶后,再倒
入剩余的乙醇溶液,用水浴锅加热,连续抽提 6h。抽提后 ,将烧
瓶内溶液旋干,得浸膏。做 3组重复试验 ,结果取均值。
1.4　超临界提取法
试验原理:CO2超临界萃取植物挥发油具有流程简单 、操
作方便 、节约能源 、对原料成分无破坏 、对产品和环境无污染 、
提取率高等优点 , 并且可以通过调节压力和温度而方便地改
变溶剂性质来控制其选择性 , 因此 , CO
2
超临界萃取技术被广
泛应用于食品 、香料 、药物和化工等领域。
DOI :10.13759/j.cnki.dlxb.2008.04.017
试验方法:因本试验选用的蒿属植物挥发油含量较低 , 为
此以收率为指标对香蒿挥发油的最佳萃取条件进行优化。选
取萃取压力(L)、萃取温度(M)和萃取时间(N)3个因素 3个
水平 , 按照表 1的条件进行 L9(34)正交试验 , 确定以收率为
指标的最佳工艺条件。 称取香蒿粉末 100 g置于萃取缸中 ,
加入 16mL95%乙醇作夹带剂 , 按照正交设计条件进行 CO2
超临界萃取。见表 1。
表 1　正交试验因素水平表
水平 压力 /MPa 温度 /℃ 时间 /h
1 25 40 1
2 30 45 2
3 35 50 4
　　确定香蒿挥发油的最佳萃取条件后, 分别称取 6种蒿属植
物粉末 100g,置于萃取缸中 ,加入 16mL95%乙醇作夹带剂 ,按照
香蒿挥发油的最佳萃取条件进行萃取。萃取液供 GC-MS分析。
CO2超临界萃取植物挥发油的整个系统在高压力下工
作 , 使用时要严格按照合理的步骤进行操作 , 注意安全问题。
2　结果与分析
2.1　室温浸渍提取
通过浸膏质量 , 比较同一种植物的不同溶剂的提取率 , 结
果见表 2。提取率 =浸膏质量 /植物粉末质量 ×100%。 由表
2可知 ,香蒿的最佳提取溶剂为三氯甲烷 , 95%的乙醇次之;
三氯甲烷提取香蒿的提取率达到 6.3%, 而乙醇提取香蒿的
提取率仅为 5.1%;蒙古蒿的最佳提取溶剂为 95%的乙醇 , 乙
醇提取蒙古蒿的提取率为 6.7%;大籽蒿的最佳提取溶剂为
95%的乙醇 , 乙醇提取大籽蒿的提取率为 6.5%;猪毛蒿的最佳
提取溶剂为 95%的乙醇 ,乙醇提取猪毛蒿的提取率达到 7.1%;
野艾蒿的最佳提取溶剂为 95%的乙醇 , 乙醇提取野艾蒿的提
取率达到 8.3%;牡蒿叶的最佳提取溶剂为 95%的乙醇 , 乙醇
提取牡蒿叶的提取率为 6.2%。
表 2　室温浸渍提取法中 4种溶剂对 6种蒿属植物的提取率
蒿属
植物
95%乙醇
浸膏质
量 /g
提取
率 /%
三氯甲烷
浸膏质
量 /g
提取
率 /%
丙　酮
浸膏质
量 /g
提取
率 /%
石油醚
浸膏质
量 /g
提取
率 /%
香　蒿 0.51 5.1 0.64 6.4 0.63 6.3 0.98 9.8
蒙古蒿 0.55 5.5 0.41 4.1 0.33 3.3 0.60 6.0
大籽蒿 0.63 6.3 0.45 4.5 0.25 2.5 0.23 2.3
猪毛蒿 0.71 7.1 0.46 4.6 0.41 4.1 0.26 2.6
野艾蒿 0.83 8.3 0.80 8.0 0.38 3.8 0.28 2.8
牡　蒿 0.62 6.2 0.38 3.8 0.36 3.6 0.56 5.6
　　通过对 6种蒿属植物杀虫活性成分的提取试验的分析 ,
虽然三氯甲烷提取香蒿的提取率为 6.3%, 但是乙醇提取大
籽蒿的提取率为 5.1%,两者相差很少 , 从整个蒿属植物杀虫
活性成分的提取率出发 ,可推出蒿属植物的最佳提取溶剂为
95%的乙醇溶液。
2.2　超声波提取
通过浸膏的质量 , 比较同一种植物的不同溶剂的提取量 ,
结果见表 3。由表 3可知 , 香蒿的最佳提取溶剂为 95%的乙
醇 , 乙醇提取香蒿的提取率为 10.7%;蒙古蒿的最佳提取溶
剂为 95%的乙醇 , 乙醇提取蒙古蒿的提取率为 11.5%;大籽
蒿的最佳提取溶剂为三氯甲烷 , 95%的乙醇次之;三氯甲烷提
取大籽蒿的提取率为 15.8%, 而乙醇提取大籽蒿的提取率为
14.9%;猪毛蒿的最佳提取溶剂为 95%的乙醇 , 乙醇提取猪
毛蒿的提取率为 14.1%;野艾蒿的最佳提取溶剂为 95%的乙
醇 , 乙醇提取野艾蒿的提取率为 12.1%;牡蒿的最佳提取溶
剂为 95%的乙醇 , 乙醇提取牡蒿叶的提取率为 11.8%。
表 3　超声波提取法中 4种溶剂对 6种蒿属植物的提取率
蒿属
植物
95%乙醇
浸膏质
量 /g
提取
率 /%
三氯甲烷
浸膏质
量 /g
提取
率 /%
丙　酮
浸膏质
量 /g
提取
率 /%
石油醚
浸膏质
量 /g
提取
率 /%
香　蒿 1.07 10.7 0.74 7.4 0.63 6.3 0.63 6.3
蒙古蒿 1.15 11.5 1.11 11.1 1.10 11.0 1.04 10.4
大籽蒿 1.49 14.9 1.58 15.8 1.04 10.4 1.01 10.1
猪毛蒿 1.41 14.1 0.87 8.7 0.82 8.2 0.65 6.5
野艾蒿 1.21 12.1 0.94 9.4 0.82 8.2 0.62 6.2
牡　蒿 1.18 11.8 0.85 8.5 1.04 10.4 0.66 6.6
　　通过分析 6种蒿属植物杀虫活性成分的提取试验 ,虽然
三氯甲烷提取大籽蒿的提取率为 15.8%,但是乙醇提取大籽
蒿的提取率为 14.9%, 二者相差很少 , 从整个蒿属植物杀虫
活性成分的提取率出发 , 可基本推出蒿属植物的最佳提取溶
剂为 95%的乙醇溶液。
分析室温浸渍提取 、超声波提取的试验结果 , 可以看出 ,
蒿属植物的最佳提取溶剂为 95%的乙醇溶液。 为下面的索
氏提取法 , 提供了试验基础。所以 , 索氏提取法的溶剂选用
95%的乙醇溶液。
2.3　索氏提取
通过浸膏的质量 , 比较同一种溶剂的不同植物的提取量 ,
结果见表 4。通过表 4可知 , 野艾蒿的提取率最高 , 香蒿次
之 ,其余 4种的提取率相差不多 , 可推出用 95%乙醇索氏提
取蒿属植物的提取率基本在 10%之上。
表 4　索氏提取法中 95%的乙醇溶剂对 6种蒿属植物的提取率
蒿属植物 浸膏质量 /g 提取率 /% 蒿属植物 浸膏质量 /g 提取率 /%
香　蒿 1.22 12.2 猪毛蒿 1.06 10.6
蒙古蒿 1.02 10.2 野艾蒿 1.37 13.7
大籽蒿 1.08 10.8 牡　蒿 1.01 10.1
2.4　超临界提取
香蒿挥发油 3个因素 3个水平条件下的正交试验结果见
表 5。 9组试验对应收率分别为:7.61%、4.97%、12.44%、6.00%、
8.21%、6.73%、5.11%、5.98%、6.89%。
表 5　正交试验结果
水平 L M N
K1 31.910 0 20.940 0 11.090 0K2 13.610 0 24.270 0 26.060 0
K3 19.450 0 23.840 0 20.650 0
k1 7.977 5 6.980 0 5.545 0k2 6.805 0 6.067 5 8.686 7
k3 6.483 3 5.960 0 10.325 0
R 1.494 2 1.020 0 4.780 0
　　注:L为萃取压力(MPa);M为萃取温度(℃);N为萃取时间(h)。
根据表 5的相关数据 ,以香蒿挥发油萃取率为指标 ,收率
高为优 , 对萃取结果进行分析。极差分析可知:在该实验条件
下 ,萃取时间对其影响最大 , 是重要因素 , 而萃取压力和萃取
温度对其影响小。直观分析可知:kL
3
>kL
1
>kL
2
、kM
3
>kM
1
>kM
2
、
kN
2
>kN
3
>kN
1
,水平组合 L
1
M
3
N
3
最优 , 即萃取压力 25 MPa, 萃
取温度 50℃, 萃取时间 4h。对正交结果进行显著性检验 , 方
差分析结果和多重比较分析结果见表 6和表 7。
表 6　方差分析结果
方差来源 偏差平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性
L 3.49 2 1.74 3.24 0.24 不显著
M 8.25 2 4.12 7.67 0.12 不显著
N 26.21 2 13.11 24.38 0.04 显著
误差 1.07 2 0.54 — — —
43第 4期　　　　　　　　　　　　　　王　慧等:东北地区蒿属植物杀虫剂的提取工艺　　　　　　　　　　　
表 7　Turkey法多重比较的结果
时间 /h 样本数量 /个 均值 显著性
1 3 6.483 3 A
2 3 5.960 0 B
4 3 10.325 0 B
　　由表 6可知 , 因素 L(萃取压力)各水平之间无显著性差
异(P>0.05), 因素 M(萃取温度)各水平之间无显著性差异
(P>0.05), 因素 N(萃取时间)各水平之间存在显著性差异
(P<0.05)。
在超临界萃取过程中 ,随着温度的增加 , CO
2
流体密度降
低 , 使得对溶质的溶解力下降 , 影响收率 , 温度升高也使杂质
溶解速度加快 , 影响挥发油品质 , 同时温度的升高 , 被萃取物
的扩散能力加大 , 使其在超临界 CO
2
中溶解速度增加 , 利于
萃取。综合直观分析 、极差分析 、方差分析和多重比较分析的
结果 , 考虑到提高整个试验效率 , 最终确定萃取压力 25 MPa,
萃取温度 50℃,萃取时间 4h为 CO2超临界萃取香蒿挥发油
的最佳萃取条件。
CO2超临界萃取 6种蒿属植物提取物的收率见表 8。通
过表 8可知 , 大籽蒿的提取率最高 , 猪毛蒿次之 ,其余 4种的
提取率相差不多 , 可推出用 95%乙醇索氏提取蒿属植物的提
取率基本在 11%之上。
表 8　6种蒿属植物的提取率
蒿属植物 浸膏质量 /g 提取率 /% 蒿属植物 浸膏质量 /g 提取率 /%
香　蒿 12.44 12.44 猪毛蒿 14.16 14.16
蒙古蒿 11.53 11.53 野艾蒿 13.75 13.75
大籽蒿 14.98 14.98 牡　蒿 11.91 11.91
3　结论
通过以上采用室温浸渍提取 、超声波提取 、索氏提取 、超
临界提取 4种方法 ,对香蒿 、大籽蒿 、蒙古蒿 、猪毛蒿 、野艾蒿 、
牡蒿 6种蒿属植物活性成分的提取。室温浸渍提取液的收率
最低 ,由于提取过程中温度都控制在室温 ,其中的化学成分损
失最少 , 所以 ,为成分分析试验提供理论基础;超声波提取液
的收率介于 4种方法之间 ,相对来说是简单易行 ,提取率较高
的方法;索氏提取液的收率普遍略低于超临界提取液 ,但相差
不多 ,而超临界提取液比索氏提取液混浊 ,颜色更接近于自然
条件下蒿属植物 , 所以 , 做成分分析试验时 , 可以考虑超临界
提取方法。综上所述 , 蒿属植物的最佳提取溶剂为 95%的乙
醇溶液;蒿属植物的最佳提取方法为超临界提取。
参　考　文　献
[ 1] 　SwainT.Secondarycompoundsasprotectiveagents[ J] .AnnRev
PlantPhysiol, 1977, 28:479-501.
[ 2] 　操海群 ,岳永德 ,花日茂 ,等.植物源农药研究进展 [ J] .安徽农
业大学学报 , 2000, 27(1):40-44.
[ 3] 　张贵一 ,于丽杰 ,王凤春.中国东北菊科蒿属植物专志 [ M] .哈
尔滨:东北林业大学出版社 , 1996.
[ 4] 　于连江.黑龙江野生杀虫植物及其杀虫活性物质的毒力测定
[ D] .哈尔滨:东北林业大学林学院 , 2003.
[ 5] 　商凤杰 ,杜晓琪 ,刘桂杰.我国东北蒿属药用植物资源及其利用
[ J] .中国林副特产 , 1997(3):58-59.
[ 6] 　赵春建 ,李春英 ,付玉杰 ,等.甘草多糖超声提取工艺及数学建
模 [ J] .应用化学 , 2004, 21(11):1181-1183.
[ 7] 　陶大勇 ,李树伟 ,应璐 ,等.沙枣化学成分的提取分离及药敏实
验 [ J] .中兽医医药杂志 , 2005(3):10-14.
(上接 36页)的变化是相一致的 , 外生菌根类型和频率的变
化基本不受幼苗年龄的影响 , 它们都受到海拔高度的影响 , 同
时海拔高度还影响同一株幼苗上外生菌根类型的变化。同一
幼苗上的菌根多样性对于幼苗生长之初非常重要 , 同时幼苗
又受到所吸收的营养物质的影响 , 土壤营养对幼苗的限制随
着幼苗年龄的增长而增大。由于高海拔地区赤松数量的下降
及菌根菌共享的根系数量的减少 , 引发菌根之间发生激烈的
竞争 , 这导致同一根系里多种菌根共生现象的出现。而变化
的外生菌根菌对赤松幼苗的生长和发育有一定的影响 , 不同
的外生菌根菌在提高幼苗对资源有效的利用中扮演着重要的
角色。这项研究只对赤松的一个时期进行了资料搜集 ,没有
对菌根进行鉴定 , 也没有找出最佳的赤松外生菌根的共生模
式;对土壤的分析并不全面 ,其它环境因素对赤松的影响还不
清楚。这些会在以后的研究中得到解决。
参　考　文　献
[ 1] 　HarleyJL, SmithSE.MycorrhizSymbiosis[ J].AcademicPress,
1983, 23(3):478-483.
[ 2] 　MilerOKJ.TaxonomyofEcto-andEctendomycorrhizalfungi[ J].
MethodsandPrincipleofMycorrhizalResearch, 1982(3):91-101.
[ 3] 　于富强 ,刘培贵.外生菌根研究及应用的回顾与展望 [ J].生态
学报 , 2002, 12(12):2217-2225.
[ 4] 　郭秀珍.林木菌根及应用技术 [ M].北京:中国林业出版社, 1989.
[ 5] 　蒋家淡 ,林延生 , 詹正宜 ,等.菌根生物技术应用现状与研究进
展 [ J] .江西农业大学学报 , 2006, 6(2):126-129.
[ 6] 　杨国亭 ,宋关玲 ,高兴喜.外生菌根在森林生态系统中的重要性
[ J] .东北林业大学学报, 1999, 27(6):72-75.
[ 7] 　李树林.赤松人工栽培繁育技术 [ J] .中国林副特产 , 2005(1):
27.
[ 8] 　钱喜友 ,王志富 ,于清.赤松资源的保护及开发利用 [ J] .林业科
技 , 2001, 26(2):21.
[ 9] 　王殿东 ,潘丽梅 ,姜贵全.赤松菌根化育苗技术的研究 [ J].食用
菌 , 2007(7):198-200.
[ 10] 　Klngleby, PAMason, FTLast.Identificationofectomycorrhizas
[ M] .Scotland:ITEresearchpublication, 1990.
[ 11] 　AgererR.Characterizationofectomycorhizae[J] .UKAcademic,
1991(12):25-73.
[ 12] 　AgererR.Fungalrelationshipsandstructuralidentityoftheirecto-
mycorrhizae[ J] .MycolProgress, 2006(5):67-107.
[ 13] 　AgererR.EctomycorrhizaeofPhelodonnigeronNorwayspruceand
theirchlamydospores[J] .MycorrhizalResearch, 1992(2):47-52.
[ 14] 　AgererR.ColourAtlasofEctomycorhizae[ M] .3thed.Mary-
land:Einhorn-VerlagEduardDietenberger, 1996.
[ 15] 　金墚 ,赵洪 ,李博.我国菌根研究进展及展望 [ J] .应用与环境
生物学报 , 2004, 10(4):515-520.
[ 16] 　朱教君 ,徐慧 ,许美玲 ,等.外生菌根菌与森林树木的相互关系
[ J] .生态学杂志 , 2003, 22(6):70-76.
[ 17] 　黄亦存 ,沈崇尧 ,裘维养.外生菌根的形态学、解剖学及分类学
研究进展 [ J] .真菌学报 , 1992, 12(5):169-181.
[ 18] 　吕小红.林木外生菌根作用及其机理综述 [ J] .山西林业科技 ,
2004(4):1-3.
[ 19] 　栾庆书 ,李立 ,李希桥.中国外生菌根研究的 20年成就 [ J].辽
宁林业科技 , 2000(6):36-39.
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