CN110973166B - 菊芋根提取物在制备茶毛虫杀虫剂中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了菊芋根提取物在制备茶毛虫杀虫剂中的用途，菊芋根提取物通过将菊芋根粉碎成颗粒后进行微波水提得到第一滤液和第一滤渣，再将第一滤渣醇提得到第二滤液，将两种滤液混合浓缩、氯仿萃取后过柱层析，采用不同体积比的环己烷‑乙酸乙酯溶液洗脱，收集体积比2:1和3:1的环己烷‑乙酸乙酯溶液洗脱后得到的馏分并混合，干燥后去除提取剂残留即为菊芋根提取物。以其为有效成分的杀虫剂无农药残留不会对使用茶叶的消费者造成危害。菊芋根提取物的生产方法简单，成本低，使用方便；对茶毛虫的一次杀灭率达到85％以上，茶毛虫不易产生抗药性；同时能够提高茶叶产量10～15％。

Description

菊芋根提取物在制备茶毛虫杀虫剂中的应用

技术领域

本发明涉及杀虫剂技术领域，尤其涉及菊芋根提取物在制备茶毛虫杀虫剂中的应用。

背景技术

中国是茶叶的故乡，有绿茶、红茶等六大茶类，二十个产茶省，八千万茶农，是名副其实的产茶大国。而为害茶叶的害虫主要有茶毛虫、茶尺蠖、茶蚜、地老虎等，而这其中以茶毛虫对茶叶的危害最为严重。茶毛虫为鳞翅目毒蛾科黄毒蛾属的一种昆虫。中国各产茶省均有分布，是中国茶区的一种重要害虫。幼龄幼虫咬食茶树老叶成半透膜，以后咬食嫩梢成叶成缺刻。幼虫群集为害，常数十至数百头聚集在叶背取食。发生严重时茶树叶片取食殆尽。除为害茶树外，还为害油茶、山茶等。幼虫蛟食叶片，严重时连芽叶、树皮、花和幼果都吃光，给茶农和茶场带来严重的经济损失。

茶农们为了方便和快捷的杀除茶毛虫，大都使用农药，传统的杀虫剂多为单一成分农药，害虫容易产生抗药性能，且对茶叶的质量也会产生影响。当喷洒了有残留毒素的农药时，就会导致有残留毒素的农药对我们身体造成危害，所以，提倡使用无毒无公害的杀虫剂，对茶叶种植就变得非常重要。

菊芋(Helianthus tuberosus L)，又名地姜、洋姜和鬼子姜，是菊科向日葵属多年生草本植物，原产北美洲，十七世纪传入欧洲，后传入中国。近年来研究发现，菊芋叶片中除含有丰富的黄酮类化合物之外，还含有可观的酚酸类化合物，其生物活性功能也十分显著，南京农业大学的刘海伟发表了《菊芋叶片提取物杀虫抑菌活性的研究》，表明菊芋叶片的提取物具有杀虫效果。目前菊芋根是菊芋所有器官中研究和应用最少的部位，一般菊芋根在菊芋块茎被挖出后废弃不用，造成很大的资源浪费。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，为充分利用菊芋根资源，本发明提供一种以菊芋根提取物为有效成分的生物杀虫剂，该杀虫剂是绿色无公害杀虫剂，害虫不易产生耐药性。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的第一方面，提供菊芋根提取物在制备茶毛虫杀虫剂中的用途。

优选的，所述菊芋根提取物由以下方法制备：

(1)将菊芋根洗净，烘干后粉碎过筛，得到菊芋根颗粒；

(2)将菊芋根颗粒以水为提取溶剂，进行微波提取，提取后进行过滤，得到第一滤液和第一滤渣；

(3)将第一滤渣用乙醇提取，过滤后得到第二滤液；

(4)将第二滤液加入第一滤液中，过滤去除沉淀，得到混合滤液，将混合滤液真空浓缩得到浸膏；

(5)将浸膏用氯仿-水溶液溶解，振荡后静置，取氯仿层旋转蒸发浓缩，得浸膏萃取物；

(6)将浸膏萃取物过硅胶柱层析，依次以体积比为1:1、2:1和3:1的环己烷-乙酸乙酯溶液作为洗脱液进行洗脱，收集体积比为2:1和3:1的环己烷-乙酸乙酯溶液洗脱后得到的馏分并混合，浓缩干燥后加入乙醇溶解，再次干燥后即制备得到菊芋根提取物。

优选的，步骤(1)中，烘干后菊芋根的含水率小于8％。

优选的，步骤(1)中，过筛的目数为40～60目。

优选的，步骤(2)中，所述微波提取的时间为100～200s，微波的功率为500～800W。

优选的，步骤(2)中，所述菊芋根颗粒与蒸馏水的质量比为1:20～30。

优选的，步骤(3)中，所述乙醇提取的温度为50～60℃，提取时间为40～60min。

优选的，步骤(3)中，所述第一滤渣与乙醇的加入量为1g:(6～10)ml；所述乙醇的体积浓度为70～80％。

优选的，步骤(5)中，所述氯仿-水的体积比为1～2:1；所述振荡时间为5～10min。

优选的，步骤(5)中，所述旋蒸蒸发浓缩的条件为：加热浴温度为60℃、真空度为95kpa、冷却介质温度为20℃。

本发明的第二方面，提供一种茶毛虫杀虫剂，所述茶毛虫杀虫剂以上述制备的菊芋根提取物为有效成分。

本发明的第三方面，提供茶毛虫杀虫剂的使用方法：将本发明的茶毛虫杀虫剂喷洒于含有茶毛虫的茶叶树上。

本发明的有益效果为：

1.本发明的菊芋根提取物制备的杀虫剂能够有效防治茶毛虫，是一种安全、绿色、环保的产品。

2.本发明的杀虫剂以菊芋根提取物为有效成分防治茶毛虫，无毒，无残留，无公害，生产方法简单，成本低，使用方便。

3.本发明的菊芋根提取物对茶毛虫的一次杀灭率达到85％以上，可延缓茶毛虫的抗药性。

4.本发明的菊芋根提取物能够提高茶叶产量10～15％。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术所述，茶农为了有效杀除茶毛虫，往往使用大量农药，不仅茶毛虫容易产生抗药性，还在茶叶上残留农药危害消费者的健康。近年来经研究发现菊芋叶的提取物具有很好的杀虫效果。而菊芋根一般都废弃不用，造成资源浪费。为了提高菊芋根的利用率，发明人采用多种方法对菊芋根进行提取，得到多种提取物，在对提取物进行研究时，无意中发现本发明中的提取方法得到的菊芋根提取物能够高效的杀除茶毛虫，此研究为国内外首次发现菊芋根提取物能够杀除茶毛虫。基于此，本发明人提出菊芋根提取物在制备茶毛虫杀虫剂中的应用，考察菊芋根提取物对茶毛虫的杀虫活性。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。如果实施例中未注明的实验具体条件，通常按照常规条件，或者按照试剂公司所推荐的条件；下述实施例中所用的试剂、耗材等，如无特殊说明，均可通过商业途径获得。

实施例1：菊芋根提取物的制备

(1)将菊芋根洗净，80℃烘干至菊芋根的含水率为7.5％，用研磨机粉碎，过40目筛得到菊芋根颗粒；

(2)将10g菊芋根颗粒用200g蒸馏水作为提取溶剂进行微波提取，微波提取的时间为100s，微波的功率为800W；提取后进行过滤，得到第一滤液和第一滤渣；

(3)在第一滤渣中加入体积分数为75％的乙醇58ml，加热至50℃，提取60min；提取后进行过滤，得到第二滤液；

(4)将第二滤液边搅拌边缓慢加入第一滤液中，过滤去除沉淀，得到混合滤液；将混合滤液在65℃下真空浓缩至无醇味得到浸膏；

(5)将浸膏用90ml体积比为2:1的氯仿-水溶液溶解，振荡10min后静置，取氯仿层旋转蒸发至相对密度为1.15(50℃测)，所述旋蒸蒸发浓缩的条件为：加热浴温度为60℃、真空度为95kpa、冷却介质温度为20℃；得浸膏萃取物。

(6)将浸膏过硅胶柱层析(径高比1:14)，依次以体积比为1:1、2:1和3:1的环己烷-乙酸乙酯溶液作为洗脱液进行梯度洗脱，每一梯度洗脱液的用量均为3倍柱体积；收集体积比为2:1和3:1的环己烷-乙酸乙酯溶液洗脱后得到的馏分并混合，浓缩干燥后加入乙醇溶解，再次干燥后即为菊芋根提取物。

实施例2菊芋根提取物的制备

(1)将菊芋根洗净，70℃烘干至菊芋根的含水率为7.8％，用研磨机粉碎，过50目筛得到菊芋根颗粒；

(2)将10g菊芋根颗粒用250g蒸馏水作为提取溶剂进行微波提取，微波提取的时间为150s，微波的功率为650W；提取后进行过滤，得到第一滤液和第一滤渣；

(3)在第一滤渣中加入体积分数为80％的乙醇76ml，加热至75℃，提取50min；提取后进行过滤，得到第二滤液；

(4)将第二滤液边搅拌边缓慢加入第一滤液中，过滤去除沉淀，得到混合滤液；将混合滤液在60℃下真空浓缩至无醇味得到浸膏；

(5)将浸膏用80ml体积比为1:1的氯仿-水溶液溶解，振荡5min后静置，取氯仿层旋转蒸发至相对密度为1.15(50℃测)，所述旋蒸蒸发浓缩的条件为：加热浴温度为60℃、真空度为95kpa、冷却介质温度为20℃；得浸膏萃取物。

(6)将浸膏过硅胶柱层析(径高比1:14)，依次以体积比为1:1、2:1和3:1的环己烷-乙酸乙酯溶液作为洗脱液进行梯度洗脱，每一梯度洗脱液的用量均为3倍柱体积；收集体积比为2:1和3:1的环己烷-乙酸乙酯溶液洗脱后得到的馏分并混合，浓缩干燥后加入乙醇溶解，再次干燥后即为菊芋根提取物。

实施例3菊芋根提取物的制备

(1)将菊芋根洗净，90℃烘干至菊芋根的含水率为7.2％，用研磨机粉碎，过60目筛得到菊芋根颗粒；

(2)将10g菊芋根颗粒用300g蒸馏水作为提取溶剂进行微波提取，微波提取的时间为200s，微波的功率为500W；提取后进行过滤，得到第一滤液和第一滤渣；

(3)在第一滤渣中加入体积分数为70％的乙醇58ml，加热至55℃，提取40min；提取后进行过滤，得到第二滤液；

(4)将第二滤液边搅拌边缓慢加入第一滤液中，过滤去除沉淀，滤液在65℃下真空浓缩至无醇味得到浸膏；

(5)将浸膏用85ml体积比为1:1的氯仿-水溶液溶解，振荡后静置，取氯仿层旋转蒸发至相对密度为1.15(50℃测)，所述旋蒸蒸发浓缩的条件为：加热浴温度为60℃、真空度为95kpa、冷却介质温度为20℃；得浸膏萃取物。

(6)将浸膏过硅胶柱层析(径高比1:14)，依次以体积比为1:1、2:1和3:1的环己烷-乙酸乙酯溶液作为洗脱液进行梯度洗脱，每一梯度洗脱液的用量均为3倍柱体积；收集体积比为2:1和3:1的环己烷-乙酸乙酯溶液洗脱后得到的馏分并混合，浓缩干燥后加入乙醇溶解，再次干燥后即为菊芋根提取物。

试验例1

采用实施例1～3制得的菊芋根提取物考察其对茶毛虫的杀虫活性，同时将乙醇、体积比为2:1和体积比为3:1的环己烷-乙酸乙酯分别作为对比物质考察它们对茶毛虫的杀虫活性。供试茶毛虫均从田间抓获，于室内人工饲养一段时间后，挑选大小一致、日龄一致的试虫随机分成7组，每组200只进行试验。

试验采用浸虫浸叶法，首先将实施例1～3制得的菊芋根提取物、乙醇、体积比为2:1环己烷-乙酸乙酯、体积比为3:1的环己烷-乙酸乙酯、氯仿，分别用10重量倍的水进行稀释，稀释后的溶液依次记为溶液A、B、C、D、E、F和G。再将每组试虫分别浸于溶液A、B、C、D、E、F和G中10秒，然后取出，吸干表面残余药液。试虫饲料以新鲜采摘的绿茶树叶进行饲喂，试虫饲料浸于溶液A、B、C、D、E、F和G中20秒，然后取出，吸干表面残余药液。然后将每组试虫置于培养皿内，置于室内饲养，48h后统计死虫数，计算死亡率。同时设清水处理作对照。所得结果见表1。

表1死亡率统计

项目	对照	溶液A	溶液B	溶液C	溶液D	溶液E	溶液F	溶液G
									死亡率％	1	91.5	88.0	85.0	35.5	68.0	49.5	70.5

由表1可知，以清水为对照例试虫的死亡率为1％，实施例1～3制得的菊芋根提取物对试虫的杀除率达到85％以上。作为对比的乙醇、环己烷和乙酸乙酯对试虫的杀除率均小于实施例1～3，可见实施例1～3制得的菊芋根提取物具有很好的防治茶毛虫的效果。

试验例2

在试验例1中每组存活下来的试虫中随机选取10只放置于培养皿饲喂正常饲料，观察其化蛹情况并统计化蛹的数量。所得结果见表2。

表2化蛹率统计

项目	对照	溶液A	溶液B	溶液C	溶液D	溶液E	溶液F	溶液G
									化蛹率％	90	0	10	10	50	20	30	20

由表2可知，虽然采用实施例1～3制得的菊芋根提取物通过浸虫浸叶法后小部分试虫未被杀死，但是继续正常喂养后，其平均化蛹率为6.67％，说明实施例1～3制得的菊芋根提取物能够很好的抑制试虫的化蛹，试虫无法产卵，从源头杜绝了试虫繁殖下一代，有益于茶叶第二年的生长。

试验例3

试验场所：南京西岗茶厂

选取年龄(6年)、产量基本一致、对茶毛虫病情相似的碧螺春，每组20棵，每组之间间隔10米，随机选取2棵茶树并进行标记，统计茶树上茶毛虫的数量。将实施例1～3制得的菊芋根提取物用10重量倍的水稀释后喷洒于每组碧螺春的茶叶上，2019年的1月份起，连续喷洒三个月(每半月喷洒一次)，采用蒸馏水作为对照组进行喷洒。喷洒完毕后统计标记茶树上的茶毛虫数量(长度大于0.5cm计入)。四月上旬每组碧螺春采摘完毕后，按相同炒茶工艺炒制，称量每组炒制后的成品茶叶的重量，并统计一级品茶叶的重量。所得结果见表3。

表3茶叶产量统计

由表3可知，喷施实施例1～3制得的菊芋根提取物的茶树比对照例的产量提高了10～15％，且实施例1～3中得到的茶叶成品中一级品的占比约为8％，而对比例中则没有一级品，说明喷洒本发明的菊芋根提取物不仅能够提升茶叶产量还能提高茶叶品质。实施例1～3中茶树上茶毛虫的数量大大减少，且随着喷施次数的增加，茶毛虫数量不断下降，而对比例中的茶毛虫数量则不断增加。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (1)

1.菊芋根提取物在制备茶毛虫杀虫剂中的用途，其特征在于，所述菊芋根提取物由以下方法制备：

(1)将菊芋根洗净，烘干后粉碎过筛，得到菊芋根颗粒；烘干后菊芋根的含水率小于8％；

(2)将菊芋根颗粒以水为提取溶剂，进行微波提取，提取后进行过滤，得到第一滤液和第一滤渣；所述微波提取的时间为100～200s，微波的功率为500～800W；所述菊芋根颗粒与提取溶剂的质量比为1:20～30；

(3)将第一滤渣用乙醇提取，过滤后得到第二滤液；所述乙醇提取的条件为：提取温度为50～60℃，提取时间为40～60min；所述第一滤渣与乙醇的加入量为1g:(6～10)ml；所述乙醇的体积浓度为70～80％；

(4)将第二滤液加入第一滤液中，过滤去除沉淀，得到混合滤液，将混合滤液真空浓缩得到浸膏；

(5)将浸膏用氯仿-水溶液溶解，振荡后静置，取氯仿层旋转蒸发浓缩，得浸膏萃取物；所述氯仿-水中，氯仿与水的体积比为1～2:1；所述振荡时间为5～10min；所述旋转蒸发浓缩的条件为：加热浴温度为60℃、真空度为95kpa、冷却介质温度为20℃；

(6)将浸膏萃取物过硅胶柱层析，依次以体积比为1:1、2:1和3:1的环己烷-乙酸乙酯溶液作为洗脱液进行洗脱，收集体积比为2:1和3:1的环己烷-乙酸乙酯溶液洗脱后得到的馏分并混合，浓缩干燥后加入乙醇溶解，再次干燥后即制备得到菊芋根提取物。