植物源提取物（精选10篇）
植物源提取物 篇1
我国是农业大国,近年来粮食产量也逐年上升,然而,由于农作物病虫害,每年要损失粮食近250亿kg,各类经济作物1 800万t[1]。为了防治病虫害,提高农作物产量,长期以来大量使用并依赖化学农药。目前我国的农药生产和使用居世界第一,单位面积化学农药的平均用量比世界平均水平高2.5~5.0倍[2]。由于农药的大量、低水平的使用,用药者缺乏安全意识,导致农产品中的农药残留超标现象严重,由此引发的急性中毒乃至死亡事件时有发生 ,因此 ,对农产品上市前进行农药残留的检测监控显得尤为重要。近年来,关于蔬菜、 水果中农药残留的快速检测方法的研究报道很多, 植物酯酶抑制法以其原料来源广、检测成本低廉、 酯酶保存时间长、检测所需时间短、适合现场检测等优点备受关注[3]。目前,用于农药残留快速检测的植物酯酶都是从小麦[4]、大豆[5]、玉米[6]、荞麦、 豌豆[7]等粮食作物中提取的,本试验拟从来源广、 价格低廉的牧草中寻找合适的植物酯酶源,并对其提取条件进行优化研究。
1材料与方法
1.1材料
供试材料为大米、小米、玉米、面粉、大豆,均购自农贸市场;紫花苜蓿、黄花锦鸡儿、白花三叶草、 小叶章,采自试验田。
试验所用仪器和试剂有AR124CN分析天平、 H2050R-1高速冷冻离心机、Tu1901型紫外可见分光光度计、EMS-10TS恒温水浴锅、PHS-3C精密pH计、NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液、HAcNaAc缓冲溶液、NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液、 CuSO4·5H2O(分析纯)、酒石酸钾钠(分析纯)、硫酸铵(分析纯)、牛血清蛋白(北京拜尔迪生物技术有限公司)。
1.2方法
1.2.1配制缓冲 溶液用酸 度计分别 配制pH7.0,浓度为0.1 mol·L-1的磷酸盐、醋酸盐和氯化铵缓冲溶液;pH为7.0,浓度为0.01、0.05、 0.10、0.20和0.30mol·L-1磷酸氢钠-磷酸氢二钠缓冲溶液;pH分别为4.0、5.0、6.0、6.5、7.0、 7.5、8.0、9.0的浓度为0.1mol·L-1的磷酸氢钠磷酸氢二钠缓冲溶液。
1.2.2确定最佳植物酯酶源[7]根据对大米(Ⅰ)、小米(Ⅱ)、玉米 (Ⅲ)、面粉 (Ⅳ)、大豆 (Ⅴ)、苜蓿(Ⅵ)、锦鸡儿(Ⅶ)、三叶草(Ⅷ)和小叶章(Ⅸ)中提取的植物酯酶的酶活力和比活力比较,确定最佳植物酯酶源。
1.2.3确定最佳提取条件为了提高苜蓿酯酶的提取率,按照表1试验因素及水平进行单因素最佳提取条件确定,采用L16(45)正交试验设计表进行酯酶提取、总酶活(Y)及比活力的测定(见表1),以确定出酯酶的最佳提取工艺。
2结果与分析
2.1最佳植物酯酶源的确定
从图1和图2可以看出,苜蓿酯酶的总酯酶活力和比活力都明显高于其它酶源,所以,本试验确定苜蓿为最佳植物酯酶源。
2.2单因素结果分析
2.2.1提取剂对苜蓿酯酶酶活和比活力的影响
分别用pH为7.0的0.1mol·L-1磷酸盐缓冲溶液、水、0.1 mol·L-1氨-氯化铵缓 冲溶液和0.1mol·L-1醋酸-醋酸钠缓冲溶液提取苜蓿中的酯酶,并测定其总酯酶活力和比活力。由图3和图4看出,0.1mol·L-1磷酸盐缓冲溶液提取的苜蓿酯酶酶活和比活力最大,所以,确定磷酸盐缓冲溶液为最佳提取剂。
2.2.2提取剂浓度对苜蓿酯酶活力和比活力的影响从图5和图6可以看出:用pH为7.0的0.10mol·L-1磷酸盐缓冲液为溶剂提取的苜蓿酯酶的酶活力和比活力明显高于其它浓度的缓冲溶液提取剂。所以,本试验确定磷酸盐缓冲溶液的最佳提取浓度为0.10mol·L-1。
2.2.3 pH对苜蓿酯酶活力的影响从图7看出,用0.1 mol·L-1磷酸盐缓冲溶液提取苜蓿酯酶[8],pH为7.0时酯酶活力(△A)明显高于其它pH的磷酸盐缓冲溶液。因此,本试验选择提取剂的pH为7.0。
2.2.4温度对苜蓿酯酶活力的影响从图8可以看出,用0.1mol·L-1pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液提取苜蓿酯酶,4℃时酯酶活性最高,且随温度的升高,酯酶活性逐渐降低,因此,本试验提取温度选择4℃。
2.2.5料液比对苜蓿酯酶活力的影响从图9可看出,用0.1mol·L-1pH7.0的磷酸盐缓冲溶液提取苜蓿 酯酶,在料液比 为1∶10时其酯酶 活力(△A)均高于其它料液比溶液。因此本试验选择1∶10为最佳料液比。
2.2.6提取时间对苜蓿酯酶活力的影响从图10可以看出,4℃下用0.1mol·L-1pH7.0的磷酸盐缓冲溶液以1∶10的料液比提取苜蓿酯酶随着提取时间增多,酯酶活力先升高,达到一定值后又降低。提取时间 为10 min时,酶活力(△A)最高。所以,本试验最佳提取时间确定为10min。
2.3正交试验结果分析
从表2可见,吸光度值与酶活成正比,以酶活为考察指标时,A、B、C、E四因素对酶活性均有极显著影响,各因素影响的主次顺序为A>C>B> E>D,即对酶活影响程度最大的是提取剂种类, 然后是提取温度,影响程度最小的是提取时间。 据此,可确定苜蓿中植物酯酶提取的最优工艺为A1B2C2D2E2。通过正交试验得出最佳提取工艺为A1B2C2D4E1,而在单因素试验中,4℃ 时提取酯酶活性最大 ,因此为了进一步确定出酯酶最优提取工艺,分别按照A1B2C2D4E1、A1B2C2D2E2、 A1B2C1D2E2及A1B2C1D4E1工艺进行酯酶提取和酶活力测定(见表3)。
从表3可以看出,当提取剂和提取pH确定后,提取温度对酯酶活性的影响很大,所以最终确定植物酯酶最佳提取条件为:A1B2C1D2E2,即以pH7.0的0.1mol·L-1磷酸盐缓冲溶液为提取剂, 提取温度4℃,料液比1∶10,提取时间10min。
3结论
根据对大米、小米、玉米、面粉、大豆、苜蓿、锦鸡儿、三叶草和小叶章中提取的植物酯酶的酶活力(△A)和比活力(△A·mg-1)比较,得出苜蓿为最佳植物酯酶源。通过单因素试验和L16(45)正交试验最终确定植 物酯酶最 佳提取条 件为:pH 7.0的0.1mol·L-1磷酸盐缓冲溶液为提取剂,提取温度4℃,料液比1∶10,提取时间10min。
摘要：为建立蔬菜、水果中农药残留的快速检测方法,以2,6-二氯乙酰靛酚为显色剂,对不同来源的植物酯酶进行筛选,以总酯酶活力和比活力为考核指标,确定最佳植物酯酶源。结果表明:苜蓿酯酶的活力和比活力最大,苜蓿为最佳植物酯酶源,酯酶最佳提取条件是在4℃,以pH7.0的0.1mol·L-1磷酸盐缓冲溶液为提取剂,料液比1∶10,提取时间10min。
关键词：植物酯酶,筛选,提取条件
参考文献
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植物源提取物 篇2
关键词：植物提取物 监管 商务标准 国际竞争力
中图分类号：F426.72 文献标识码：A
1 植物提取物
植物提取物主要是以植物为原料，按照对提取地的需要，经过物理化学提取分离过程，获取和浓集植物中的某一种或多种有效成分，而不改变其有效成分结构而形成的产品。按照提取植物的成份不同，形成甙、酸、多酚、多糖、萜类、黄酮、生物碱等；按照性状不同，可分为植物油、浸膏、粉、晶状体等。
浅析中国植物源农药发展潜力 篇3
生物农药（未包括农用抗生素类）只占全球农药市场的2.5%份额。根据国内外专家较为一致的看法，生物农药发展潜力巨大，今后几年内，将取代20%以上的化学农药。生物农药中的植物源农药占全球农药市场的1%，并以每年10%～15%的速度增长。从生物农药市场分布上看，目前欧美等发达国家和地区的使用量占全球的64%，亚洲仅占13%。
中国生物农药现状
目前为止，国内生物农药登记品种已经有150多个，占总有效成分品种的 14%；各种复配剂型达到了700多种，占注册登记农药产品的9%，并且以每年4%的速度递增；制剂年产量近13万吨，约占农药总产量的11%；年产值约 27亿元，占整个农药总产值的9%左右；应用面积约4亿～5亿亩次，约占总农药应用面积的10%。
植物源农药是利用药用植物具有杀虫、杀菌、除草及生长调节等特性的功能部位，或提取其活性成分，加工而成的药剂。由于植物源农药来源于自然，具有对人、畜安全，不污染环境，不易引起抗药性，在自然环境中易于降解等优点，因此，植物源农药的研究与开发是当今农药研究与开发的一个重要方面。
中国生物农药优势明显
中国有数千年应用药用植物的经验，有独一无二的中医药理论，有传统的中草药配伍理论，植物源农药品种丰富。公元前7世纪～公元前5世纪，中国就用莽草等植物杀灭害虫，用艾蒿茎叶熏驱蚊蝇；公元6世纪就有利用藜芦作杀虫剂的记载；10世纪中叶有用百部作杀虫剂的记载；到17世纪，烟草、除虫菊和鱼藤等植物提取物已作为杀虫剂使用。漫长的过程逐步积累了很多极其有益的毒理、药效资料，这为开发新型生物农药提供了雄厚的物质、理论及技术基础。
Grainge 和Ahemed 曾报道，约有2400 种植物具有控制有害生物的活性。在实验室乃至大田试验中，许多植物都表现出潜在的害虫控制特性。中国植物源农药来源极为广泛，已查明近1300多种植物含有杀虫、杀菌活性物质。从目前的研究结果来看，农药用植物主要集中于楝科、菊科、豆科、卫矛科、大戟科、唇形科、木兰科、马兜铃科、蓼科、木犀科、百合科、葫芦科、莎草科、十字花科等科植物中。
当前国内的植物除草剂研究热点集中在薇甘菊、万寿菊、小麦等植物，分离提取到的天然杀草化合物有醌酚类、生物碱类、苯嗪酮类、肉桂酸类、香豆素类、噻吩类、腈类、类黄酮类、噻嗯聚乙炔类及萜烯类等十余种天然杀草化合物，其中有些已被开发成天然除草剂，并得到专利保护和推广应用。有名副其实除草效应最好的实例是从万寿菊属植物中提取的α-三联噻吩，除有除草特性外，还有杀线虫作用。
目前国内生产加工生物农药，一般主要利用天然可再生资源，如农副产品的玉米、豆饼、鱼粉、麦麸或某些植物体等，原材料来源十分广泛，生产成本比较低廉。种植药用植物可以大量利用荒山土坡闲地，投资少，收益大，同时起到保持水土、涵养水源的作用。生产生物农药一般不会与化工合成产品争夺原材料，并且生产过程对环境的污染相对较小，是国家提倡和鼓励的发展方向。
这都是生物农药在国际农药市场上竞争力的源泉，尤其是植物源农药保持市场占有率的根本原因。
国内企业如何提高竞争力
只有坚持新产品、新剂型研究开发，做好国外农药登记，及时进行技术创新，中国生物农药企业才能在复杂的国际市场竞争中得到应有的回报。
首先，以新产品、新剂型作为突破口。
加大植物源农药有效化学成分的分离提纯、分子结构鉴定和理化性质的研究，研究活性物质的结构作用机制、结构与活性间的关系，不断寻找新的植物农药品种。
加大有效成分复配的研究。为了扩大植物源农药的使用效果，将作用效果相近或互补的植物源农药进行合理复配。如果两种植物提取物的主要杀虫活性物质在作用机理上不矛盾，混合后的确能扩大防治对象，且有明显增效作用，则可进行混剂开发，并进行深入的室内生测及大田试验，还要考虑两种植物提取物各组分之间在贮存期间的相互作用等。如苦参碱、除虫菊酯、青蒿素、蒜精等与印楝素复配，与除虫菊酯或与合成除虫菊酯的复配。除虫菊酯有较宽的杀虫谱，与印楝素结合不仅可以提高药效，而且对除虫菊酯有抗性的害虫特别有效，同时，二者的结合不仅可以杀死植物害虫，还可用来防治动物体外寄生虫。
提高植物源农药的稳定性。由于天然产物不稳定，在紫外光、阳光和高温下极易分解。因此，除了避免强光、高温、强酸碱和酶外，在配制制剂过程中，可加入一种或多种环氧化植物油稳定剂和对氨基苯甲酸抗光剂，来抑制天然物的热分解与光降解。还可以通过选择适宜乳化剂来提高乳化稳定性。
在植物中寻找具有农药生物活性的化合物作为先导化合物，通过结构上的修饰，或者人工模拟合成筛选，获得新型农药。菊酯类杀虫剂由来源于菊科植物中的除虫菊素修饰发展而来，源于豆科植物毒扁豆种子中毒扁豆碱的氨基甲酸苯酯，源于大蒜中大蒜素的抗菌素402等，这是国外植物源农药研究开发的重点，也是中国植物源农药研究发展的方向。
其次，以国外农药登记为切入点。
近年来发达国家频繁设立贸易壁垒，农药出口受到限制。由于发达国家普遍采用提高登记费用和登记要求等技术手段，目前，中国农药在发达国家农药市场的占有率不到10%。深入研究国外农药登记制度，加快打造农药出口知名品牌，培养国际登记人才，是解决中国生物农药国际登记问题的必须途径。
最后，加大高科技的应用。
随着科技的发展，许多新工艺、新方法不断被应用到植物农药研究开发中。北京三浦百草绿色植物制剂有限公司采用超微细粉化、气流粉碎、低温粉碎等新技术，得到粒径10微米粉末，大大增加了原料的表面积，以促进有效成分的溶解与浸出。在提取过程中可采用超临界流体萃取法、大孔树脂吸附法、超微粉碎法、酶提取法、分子印记分离法、高效逆流色谱分离法、逆流超声提取等新技术装备。例如，采用超临界流体萃取，用超临界流体代替常规有机溶剂，对有效成分进行萃取和分离的新型技术，可减少燃料和有毒化学溶剂的使用。在分离提纯过程中，可采用絮凝沉淀法、大孔树脂吸附法、超滤法、高速离心法等新方法，提高分离纯化效率。
此外，还要不断提高产品的质量标准水平，改善分析检测技术。现在，高效液相色谱、高效薄层色谱、气相色谱、气相色谱/质谱联用、高效液相色谱/质谱联用等分析仪器和技术逐渐被普遍采用，指纹图谱技术也将逐步成为常规的检验技术，这都有助于提高农药产品的质量控制水平。
植物源提取物 篇4
1 植物源的杀菌活性成分
1.1 萜类
萜类是所有异戊二烯的聚合物及它们的衍生物的总称。杨征敏等[1]从苦皮藤的果实中分离到2种萜类化合物, 具有杀真菌活性。Luo等[2]从C.hypoleucus根中分得三萜类化合物pristimerin (59) 和celastrol (60) , 对多种植物致病性的真菌有抑制作用。Cole等[3]从Scutellaria属植物中分离获得两种新的双萜类化合物, 对尖孢镰抱霉的病原菌的菌丝生长和分生抱子萌发均有抑制作用。K Knobloch等报道了萜类的抑菌机理, 通过研究了多种萜类对菌类的能量代谢、NADH及丁二酸脱氢酶 (SDH ) 活性、呼吸过程的电子传递过程的影响作用, 认为萜类可能影响菌类的呼吸作用及细胞膜功能, 从而起到抑菌作用[4]。
1.2 挥发油
挥发油为一混合物, 其组份较为复杂。生活中食用的大蒜含有较强的杀菌抑菌成分的挥发油, 对多种球菌、杆菌、真菌和病毒等均有抑制和杀灭作用, 是目前发现的天然植物中抗菌作用最强的一种[5]。冯俊涛等[6]提取了菊科的大花金挖耳花蕾中的精油, 该精油对小麦全蚀病菌和小麦纹枯病菌有较强的抑制作用。李红霞等[7]从灯心草植物的乙酸乙酯提取物中分离到, 2, 7-二羟基-1, 6-二甲基芘, 对4种革兰氏阳性菌和白色念珠菌显示一定的抗菌活性。刘海燕等[8]发现细辛挥发油对Alternaria属不同种菌株的抑制作用有显著差异 (P<0.05) , 同时发现细辛挥发油对植物病原真菌的抗性没有明显的属特异性。
1.3 生物碱类
夏鲁青等[9]研究表明双稠哌啶类生物碱对大肠杆菌、变形杆菌、白色葡萄球菌等的生长均有明显的抑制作用。樊宏伟等[10]研究表明苦参碱类生物碱对12种菌均有明显抑菌作用。冯俊涛等[6]对56种植物的抽提物进行抑菌活性测定, 结果表明龙葵的提取物 (含有大量生物碱) 对苹果炭疽病菌菌丝的生长抑制率可达71.6%, 对该病菌孢子萌发的抑制率可达60.5%;蒲公英的提取物 (含有生物碱等) 对番茄灰霉病菌菌丝生长和孢子萌发的抑制率分别达到76.9%和77.4%[11]。
1.4 其它抗菌活性物质
Amico等[12]从植物扁豆中分离得到三种有抗菌活性的皂苷, 它们对瓜枝孢霉的最小抑菌量分别为5.0、2.5、5.0ug。余鑫平等[13]在小花假泽兰茎叶中分离到豆甾醇, 该化学成分对黄瓜霜霉、黄瓜炭疽、小麦赤霉和玉米大斑4种病原菌孢子萌发有较好的抑制作用, 抑制率在70%以上, 豆甾醇对番茄灰霉病也有较好的防效。冯璐等[14]发现银杏种皮提取物对病原菌柯氏帚梗柱孢霉的菌丝的生长抑制效果明显。陈学文等[15]用乙酸乙醋从月腺大戟中得到3-呋喃甲酸, 该化合物对常见的植物病原真菌具有较强的抑制作用。胡飞等[16]研究发现胜红蓟产生并释放到土壤中的黄酮类物质对疮痂病菌、炭疽病菌、白粉病菌和烟煤病菌等柑桔园主要病原真菌具有抑制活性, 从胜红蓟植株中分离鉴定了10个黄酮物质, 其中3个黄酮分子能在柑桔园的土壤中累积并存在较长时间, 其抑菌活性强于商业的杀菌剂多菌灵。
2 植物源农药抗病毒活性成分
梁永恒等[17]从半夏与掌叶半夏块茎中提取的凝集素在0.2mg/ml时对一定浓度的番茄花叶病毒的侵染有显著的抑制作用, 抑制效果达50～76%。汪清民等[18]首次发现牛心朴子草中的安托芬生物碱在9mg/L的质量浓度下, 对活体植株烟草花叶病毒和活体植株马铃薯Y病毒的抑制率分别高达75%和80%。
逢丽丽等[19]采用半叶法发现宁南霉素对TMV的抑制效果分别为93.24%、67.23%、74.78%, 明显优于其它植物病毒抑制剂。周德海等[20]从牛心扑子草提取的脱甲氧基娃儿藤碱 (Antofine) , 制成牛心朴子草W制剂, 将制剂与病毒汁液混合后接种, 对病毒的抑制效果约为80%;先喷制剂, 24h后再接种病毒, 对病毒抑制效果约为45%。西北农林科技大学无公害农药研究服务中心研制的一种以马齿苋提取物为主要组分的植物源病毒抑制剂VFB对番茄、辣椒、西葫芦、烟草等多种作物上的多种病毒病均具有良好的预防和治疗作用[21]。
3 植物源杀菌剂的优缺点
植物的次生代谢是植物在长期进化过程中与环境因素相互作用的结果, 植物次生代谢产物在植物协调与环境的关系、提高生存竞争能力和自身保护能力等方面起着重要的作用[22]。植物中的萜类、黄酮类、生物碱、挥发油等物质多为植物次生代谢物质, 这些物质使植物对病原微生物的侵染过程能够进行有效的化学防御。研究植物次生代谢物质在植物病害中的防治机理, 改善植物中有效成分提取工艺, 将提取后的植物药渣制成有机复合药肥, 重新再利用, 可大大降低成本, 也是植物源农药的研制与开发将是一条新路。
植物提取物在化妆品中的应用 篇5
随着天然、绿色、健康安全的添加植物提取物的化妆品越来越受到人们的关注，开发植物资源活性物质、研制纯天然化妆品已成为化妆品产业发展最活跃的主题之一。重新开发植物资源，并不是简单恢复历史，而是既要秉承中国的传统文化、融会中医药传统理论，又要利用现代生化技术手段，开发新型植物源化妆品，为研发科学的、安全的天然日化产品提供绿色原料。此外，植物提取物被广泛应用于医药、食品补充剂、功能性食品、饮料、化妆品等领域。
植物提取物（Plant Extracts，PE）是指以物理、化学和生物学等手段分离纯化植物原料中的某一种或多种有效成分为目的而形成的以生物小分子和高分子为主体的植物产品。植物提取物作为活性成分配制的化妆品与传统化妆品相比，具有很多优点：克服了传统化妆品依赖化学合成品的缺点，使产品的安全性能更高；天然组分更容易被皮肤吸收，使产品的作用效果更显著；功能性更突出等。本文主要综述了植物提取物在化妆品中的应用，从提取植物提取物的方法、影响提取物提取率的因素以及植物提取物在化妆品中的应用性能等几个方面进行了阐述。
一 植物提取物的提取方法
目前提取植物提取物常用的方法有溶剂提取法、超声波提取法、微波提取法和酶提取法，而超临界流体萃取法、微波辅助提取法等则作为新的提取技术被广泛使用。
溶剂提取法
溶剂提取法是用溶剂从固体原料中提取有效成分，所用的溶剂必须具备与所提取的溶质互溶的特性。将植物材料粉碎后，放入适合的容器内，加入数倍量溶剂，可采用浸渍、渗漉、煎煮、回流和连续提取法进行提取。
在溶剂提取法的提取工艺过程中，溶剂的浓度、料液比、提取温度、提取的时间会直接影响有效成分的提取率。Cristina Juan等人通过溶剂萃取法提取大米中的赭曲霉素A，用荧光探测法和液相色谱法确定OTA的含量，研究表明在最适宜的料液比、提取温度和提取时间的情况下，提取物OTA含量最高为4.17ng/g。Monte D. Holt等采用溶剂萃取法从生的和熟的小麦种提取烷基间苯二酚，实验表明采用溶剂萃取法能够节约提取时间。
超声波提取法
超声波提取是利用超声波产生的强烈振动和空化效应加速植物细胞内物质的释放、扩散并溶解进入溶剂中，同时可以保持被提取物质的结构和生物活性不发生变化。超声波提取原理主要为物理过程，是近年来逐渐受到重视的一个较新的提取方法。对多数成分来说，超声波提取方法较常规的溶剂提取能大幅地缩短提取时问，消耗溶剂少，浸出率高，因此具有较高的提取效率。
在超声波法提取工艺过程中，溶剂的选择和浓度、料液比、提取温度、提取的时间会直接影响提取率。Ling Zhou等人利用超声波提取法提取五味子，主要研究了超声提取率的影响因素，实验研究得出，提取率随着温度的升高而升高，随着功率的增大而增大。Hong Van Le等利用超声波提取樱桃中的维生素E和酚类化合物，主要比较了超声提取法和酶提取法在提取时间、提取率上的差异，实验结果表明超声波提取法时间上比酶提取缩短了6倍，超声波提取的提取率是酶提取的2～3倍。钟爱国等利用超声波萃取鲜竹叶中叶绿素的方法，用分光光度计来定量测定所萃取的叶绿素的含量。结果表明：与常用的有机溶剂提取法相比，超声波萃取法不仅萃取率高、速度快、效率高，而且是室温提取，无需加热，节约能源。
超临界流体萃取法
超临界流体提取（supercritical fluid extraction，SFE）是一种较新型的提取分离技术，一般采用CO2作为提取剂。超临界流体萃取法的原理是利用超临界流体的独特溶解能力和物质在超临界流体中的溶解度对压力温度的变化非常敏感的特性，通过升温降压手段（或两者兼用）将超临界流体中所溶解的物质分离出来，达到分离提纯的目的，它兼有精馏和提取两种作用，具有活性成分不易失活、产品质量高、提取分离过程同步完成等优点，被认为是绿色环保的高新分离技术，特别适合于不稳定天然产物和生理活性物质的分离与精制。
20世纪80年代中期，超临界CO2提取技术逐步应用于植物活性成分的提取分离中，是研究和应用较为成功的一项新技术。Ruey Chi Hsu等以CO2和乙醇为溶剂，采用超临界流体提取技术提取灵芝的有效成分，研究结果表明：超临界流体提取法保证了灵芝提取物的流动性且不受温度的影响。Monica Waldeb ck等采用加压流体萃取技术提取橄榄中的角鲨烯和α-生育酚两种成分，实验结果表明：溶剂为乙醇、提取温度为190℃、提取时间为10min时，提取效果最好。YIQIANG GE等采用超临界CO2提取技术从小麦胚芽中提取天然维生素E，主要研究了提取前处理和提取工艺条件对产率的影响，实验研究表明：当粒子为30网、压力为4000～5000psi、提取温度为40～50℃、CO2流体流速为2.0mL/min时提取率最高。
微波辅助提取法
微波辅助提取技术（microwave assistedextraction，MAE）是利用微波能提高提取效率的一种新技术。微波辅助提取就是利用微波加热的特性对物料中目标成分进行选择性提取的方法，通过调节微波的参数，可有效加热目标成分，以利于目标成分的提取与分离。微波辅助提取法提取植物的原理是植物样品在微波场中吸收大量的能量，而周围的溶剂则吸收较少，从而在细胞内部产生热应力，植物细胞因内部产生的热应力而破裂，使细胞内部的物质直接与相对冷的提取溶剂接触，进而加速了目标产物由细胞内部转移到提取溶剂中，从而强化了提取过程。微波辅助提取法技术原理上与浸泡和过滤一样也使用热能，但是提取植物提取物的速度却要比传统的方法快得多，在减少提取时间的同时避免有价值的植物提取物被破坏和降解。endprint
目前，微波辅助提取法以其快速的提取速度和较好的提取物质量成为天然植物活性成分提取的有力工具，但微波辅助提取法是选择性内加热且要求被处理的物料具有良好的吸水性，换言之待分离的产物所处的位置容易吸水，否则细胞难以吸收足够的微波将自身击破，产物也就难以迅速释放出来。对于液体提取体系，要求溶剂物质具有极性，非极性溶剂对微波的作用不敏感。Ting Zhou等采用微波辅助提取法提取药用植物中提取的黄酮类和香豆素类化合物，通过正交实验研究样品大小、料液比、提取温度和时间对提取率的影响，实验研究表明：在最佳提取工艺条件下提取率为98.7%。黎海彬等用微波辅助提取法提取干罗汉果中的罗汉果皂苷，结果显示微波辅助提取法的提取率为70.5%，比常规水提取法高45%，时间上也缩短了50%。
微波超声波协同提取法
微波是一种非电离的电磁辐射，被辐射物质的极性分子在微波电磁场中快速转向及定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦引起发热，这可以保证能量的快速传递和充分利用，具有高效节能无工业污染等优点，但微波的穿透深度有限（与其波长在同一数量级），且它在强化提取过程中传质功能并不显著。超声波是一种高频机械波，具有湍动效应微扰效应界面效应和聚能效应等，但超声波所产生的热效应不显著，且局限在空化泡周围的极小范围。将它们两者结合起来，协同作用有利于破壁组分释放等，即通过微波-超声波协同强化提取技术可获取一种高效价廉无污染的生物活性物质的提取方法。HeJ T等采用微波-超声场协同从中药中提取水溶性生物活性成分，均取得较好的效果。罗锋等采用微波超声波协同提取法从甘草中提取黄酮。马利华等研究了传统蒸馏法与微波超声波协同提取法对牛蒡中类胡萝卜素提取率的影响，并通过正交实验确定最佳提取条件。白红进等分别以无水乙醇蒸馏水及无水乙醇-蒸馏水（体积比为1∶1） 等为溶剂，采用微波超声波协同提取芦荟，并采用食用油氧化稳定性测定仪分别测定提取物对菜籽油猪油棉籽油及葵花油的抗氧化作用。
酶提取法
天然植物的细胞壁由纤维素构成，其中植物的有效成分往往被包裹在细胞壁内。酶提取法就是利用纤维素酶果胶酶蛋白酶等（主要是纤维素酶），破坏植物的细胞壁，以促使植物有效成分最大限度溶解分离出的一种方法。在酶提取法的提取工艺中，酶的选择、酶浓度、pH值、酶解温度、酶解时间都会影响植物提取物的提取率。
E. BARZANA等人采用酶提取法从万寿菊提取类胡萝卜素，主要研究了料液比、酶浓度、酶解时间和温度等对提取率的影响，研究结果表明最佳提取工艺为：料液比1∶4、酶浓度0.3%、提取时间为1.5h、温度为25℃。张小清等人采用酶提取法提取银杏中的活性成分—黄酮，并通过正交实验找出酶浓度、pH值、酶解温度和时间等影响提取率的最佳工艺条件。
二 植物提取物在化妆产品中的应用性能
选择合适的植物提取物、使用合适的植物提取物的量添加到化妆品产品中，才能最大地发挥其作用。植物提取物在化妆品中的作用主要有：保湿、抗衰老、祛斑、防晒、防腐等，并且植物提取物是绿色、安全的。
保湿作用
化妆品中的保湿性能主要是通过两种方式来进行保湿的：一种是保湿剂与水分子之间形成氢键的锁水作用实现的；另一种是油脂在皮肤表面形成封闭薄膜。
所谓保湿化妆品，就是化妆品里面含有保湿成分，保持角质层的含水量，以恢复皮肤的光泽和弹性。保湿化妆品根据其特征主要分为两种：一种是在皮肤表面使用能与水分强力结合的保水物质，使角质层保湿，称为保湿剂，如甘油；另一种是不溶于水的物质，在皮肤表面形成一层润滑膜，起封闭作用来防止水分流失，从而使角质层保持一定的水分，称为润肤剂或调理剂，如凡士林、油类、蜡类。
植物中有相当多的植物具有补水、保湿的功效，如芦荟、海藻、橄榄、洋甘菊等都有很好的保湿效果。张琦等人通过提取芦荟甙并对其保湿性能进行研究：芦荟甙具有较好的保湿吸湿性能.并与时间呈现一定的线性关系。芦荟甙在高湿环境中的吸湿性能优于在低湿环境中的保湿性能。在保湿护肤品中添加芦荟保湿成分，无毒无害，绿色健康。
抗衰老作用
随着年龄的增长，皮肤开始呈现衰老状态，主要包括皮肤中的胶原蛋白、弹性蛋白、黏多糖等含量不同程度的降低，供应皮肤营养的血管萎缩，血管壁弹性降低，皮肤表皮逐渐变薄、隆起，皮下脂肪减少，直观表现为皱纹、黄褐斑及老年斑的出现。目前，对于人体衰老的原因前人研究总结了以下几个方面：一是自由基的增多和衰老，自由基（free radical）是由于共价键均裂而产生的带有不配对电子的原子或分子，具有高度的化学活性，与不饱和脂类发生过氧化生成过氧化脂质（Lipid peroxide，LPO），其终产物丙二醛（malondialdehyde，MDA）能与活细胞的大部分物质发生反应，导致生物膜通透性降低，损伤DNA分子，使细胞死亡或发生突变。二是日光中的中波紫外线（UVB）和长波紫外线（UVA）会导致皮肤光老化。而紫外线辐射主要通过下列机制引起皮肤老化：①损伤DNA；②进行胶原的交联；③通过诱导抗原刺激反应的抑制途径而降低免疫应答；④产生高度反应的自由基与各种细胞内结构相互作用而造成细胞和组织的损伤；⑤直接抑制表皮朗格汉氏细胞的功能，引起光免疫抑制，使皮肤的免疫功能减弱。除此之外非酶糖基化、代谢失调、基质金属蛋白酶衰老等也会影响肌肤衰老。
植物提取物作为天然弹性蛋白酶抑制剂是近年来研究的热点，如黄芩、地榆、海巴戟种子、辣木树、
水禾、连翘、丹参、当归等。LEE Jin Young等人通过研究丹参提取物对皮肤表皮的分化和水合作用，结果表明：丹参提取物（ESM）可以刺激正常人角质细胞和AmoRe Skin中丝聚蛋白的表达，进而可以增强表皮分化和水合的活性，起到抵抗衰老和保湿的功效。Toshiya Masuda等人从可食用的植物中提取有效抗自由基DPPH，并将其应用到适合的化妆品产品中，有良好的效果。李小晶等人利用热水浸渍法提取虎杖得到粗提取物，再利用聚酰胺柱层析后得到粗提取物，并进行一系列的定性及定量分析。研究结果表明：虎杖提取物对弹性蛋白酶有一定的抑制作用，从而起到抗衰老抗皱的作用。endprint
祛斑作用
人体的肤色差异通常取决于表皮黑色素的含量与分布、真皮血液循环情况以及角质层的厚度等。皮肤偏黑或者形成暗斑主要受黑色素大量形成后累积、皮肤氧化、角质细胞沉积、肌肤微循环差及体内毒素淤积等因素影响。
现今，主要通过影响黑色素的形成和增殖来达到祛斑的效果，一种是酪氨酸酶抑制剂。在从酪氨酸向多巴转化和多巴向多巴醌转化中，都是由酪氨酸酶催化进行的，酪氨酸酶直接控制着黑色素合成的起始及速度，决定了后续步骤是否能够进行下去。当各种因素作用于酪氨酸酶使其活性升高时，黑色素合成增多，当酪氨酸酶活性被抑制时，黑色素合成减少。Brenner M等通过研究表明熊果苷能够在不具备黑色素细胞毒性的浓度范围内抑制酪氨酸酶的活性，阻断多巴的合成，从而抑制黑色素的生成。成亮，Yeon Jae Ho等人研究黑老虎根茎中的化学成分及其美白作用，同时对皮肤刺激性进行评估。研究结果表明：分离得到的17个化合物（HLH-1～17），其中HLH-3能抑制黑色素的形成，从而达到美白的功效，同时该提取物对皮肤物刺激很低。任红荣等人通过实验证明，香水莲花醇提取物对黑色素形成具有明显的抑制效果，将其作为一种新型的植物源美白剂配入合适的膏霜中，可制成护肤、抗衰老和祛斑的功能性化妆品。
还有一种是黑素细胞毒性剂，如从植物提取液中发现的内皮素拮抗剂，能够竞争性地抑制内皮素与黑素细胞膜受体结合，抑制黑素细胞的分化、增殖，从而达到抑制紫外辐射引起黑色素生成的目的。Frédéric Bonté等通过细胞实验研究表明新型Brassocattleya兰花提取物能够有效抑制黑素细胞增殖，将其添加到合适的化妆品配方中，对皮肤增白、增亮有明显作用。张目等提取黄芩、虎杖和地榆等中草药提取物并进行研究，结果表明其提取物能不同程度地抑制细胞增殖，对细胞内酪氨酸酶活性有明显抑制作用，能明显减少细胞内黑色素的含量，从而达到祛斑美白的功效。
防晒作用
一般来说，防晒化妆品中常用的防晒剂分为两类：一类为紫外线吸收剂，是有机化合物，如酮类；另一类为紫外线屏蔽剂，即物理防晒剂，如TiO2、ZnO。但这两类防晒剂会造成皮肤刺激、皮肤过敏及堵塞皮肤毛孔等问题。然而，很多天然植物对紫外线有良好的吸收作用，通过减轻紫外线对皮肤造成的辐射损伤，间接加强产品的防晒性能。除此之外，植物提取物中的防晒成分与传统的化学和物理防晒剂相比，具有皮肤刺激小、光化学稳定、安全可靠等优点。郑洪艳等选择皮素、白藜芦醇及熊果苷三种天然植物提取物，并通过人体试验对其复配防晒化妆品的安全性以及UVB和UVA防护效果进行了研究。研究结果表明：部分天然植物提取物表现出良好的紫外线防护效果。方向等以苦荞黄酮为原料，对黄酮的防晒性能进行了研究。研究发现：将黄酮应用到实际的乳液中，与物理、化学防晒剂进行复配，为今后植物防晒剂在化妆品中的应用提供了理论依据。
三 植物提取存在的问题及措施
提取工艺的控制
提取物的生产工艺不可能完全相同，允许形式多样，但关键质控点应加以明确，如温度、加热时间、有效成分的转移率等。①提取温度。一些植物提取物中含有热敏性成分，容易受温度的升高而降解，有些成分则随加热时间长而溶出度提高，转化为生理活性成分。②干燥时间。许多植物提取物浓缩、干燥时间较长，功效随加热的时间变化也会发生改变。③综合考虑植物提取物的前处理方法。如：选取的部位进行必要的炮制、粉碎成粗粉、浸湿等，以及各成分在植物中的分布差异等因素的影响，以增强功效，降低毒性，减少资源浪费。提取方式可采取动态提取、仿生提取、药渣榨汁、沉淀物的离心、减压提取、干燥、簿膜蒸发等手段，以最大限度保留有效成分。对提取工艺的先进性、合理性判定应与质量标准、疗效相结合。
提取物的安全标准
植物提取物的安全标准应以药材为对照，以功效为标准，通过实验药效学和临床疗效来评价。植物药提取物评价应客观、全面，水提、溶剂提、大孔树脂、超临界萃取等提取分离方法要鼓励应用。植物提取物的研究，首先应立足于水提为主，对提取物的“杂质”要认真对待，不能简单地采用水提醇沉等精制手段。总之，植物提取物的研究是一项系统、复杂工程，涉及面广，仍有许多问题亟须解决。
植物提取物的安全性
植物提取物性状检查研究 篇6
关键词：植物提取物,性状,颜色,天然药物加工
植物提取物是一类对天然药物进行深度加工而获得的产品, 可应用于食品、化妆品、医药保健品行业, 具有产品附加值大、国际市场广泛等优势和特点[1,2]。目前, 植物提取物除少数制定了国家标准 (如银杏叶提取物、黄芩提取物等) 或行业标准外[3], 大部分植物提取物并没有形成独立的产品质量标准, 更多的是通过提取物中的有效成分或指标成分进行量化来控制产品质量[4]。而在中国提取物行业内部及国际化贸易中对提取物质量的要求方向是进行全面的控制, 这也督促提取物生产或销售企业内部的研发或检验人员不断总结经验, 改进产品检验方法, 制定出适合控制提取物产品质量的标准, 为今后提升为行业或国家标准做好准备。笔者曾在提取物企业从事检验工作多年, 对提取物中的单味植物提取物的性状检查做了一些试验并形成总结, 现分享如下, 供大家探讨, 并希望能为专业从事提取物生产和销售的企业起到一定的参考作用。
1 植物提取物性状检查内容
在提取物产品质量检验项目中, 性状是不可缺少的一个项目之一, 其检验内容通常包括形状、颜色、质地、流动性、气味、味道等几方面。
(1) 形状:
植物提取物多半为粉末状态, 有时也会以颗粒形式存在, 这时我们可以很轻易地用肉眼观察到, 如果还要比较其粉末粗细, 可以采用过筛的方法, 以通过多少目、通过率数值大小来判定其粗细。目前提取物行业统一用中国药典规定的相应筛目数通过率来表示粉末形状及颗粒粗细。
(2) 颜色:
提取物性状检查当中的难点主要是颜色的检查。通常的方法是目测法, 但提取物纯色很少, 多为复合色, 由于缺乏客观指标, 因此同一提取物其产品颜色观察结果往往因人而异。
(3) 质地:
提取物通常采用轻质和重质这样的描述术语来表示质地。通常与其所含的成分有关, 如高含量的甜叶菊提取物, 含甜叶菊糖苷, 为轻质;问荆提取物含有机硅, 为重质。区分轻质与重质, 最简单的方法是通过手感, 要较为准确地比较时可以通过测定提取物的堆密度来确定。
(4) 流动性:
提取物粉末的流动性, 有的良好, 有的则具有粘着性或显现油润性, 对提取物的流动性进行客观描述时, 通常可采用微粉学上的测量休止角和流速来表示。
(5) 气味:
有的提取物保留了原药材原有的气味, 如人参特有的参味;有的则混合了提取溶媒的气味, 如绿茶提取物如果工艺操作不当有较强的乙酸乙酯的气味;也有的根本就没有什么气味。通常我们可用最简单的鼻闻方法来鉴定气味, 当需要时, 可以通过气相色谱法来测定溶剂残留。
(6) 味道:
提取物味道因其化学成分不同而不同, 通常采用口尝方法对提取物进行味觉感知后进行描述。如山楂提取物含有机酸类较多而呈酸味;干姜提取物含姜辣素成分较高而味辣;由于常见的化学成分如生物碱、黄酮苷、皂苷多为苦味, 所以大部分提取物为苦味。需要指出的是, 部分提取物中的有效成分有毒或有刺激性, 故品尝味道时需慎重。但并不是所有的提取物都是单纯的一种味道, 而往往是几种味道掺杂在一起, 靠口尝的方法其结果也往往会因人的口感不同而产生一些不同的结果。
2 植物提取物颜色检查
在描述产品性状检查结果时, 通常一句话就可以将其内容全部概括, 但事实上, 在实际检查产品时, 其检验过程往往会存有一定的难度。由于在提取物的性状检查中, 形状、质地、流动性、气味、味道等多多少少都能用一定的客观指标进行描述, 而且提取物商品流通中, 很多的客户、尤其是欧美国家客户非常注重对同一规格提取物产品的颜色评价, 甚至有时在缺乏合适的定量指标时, 颜色往往是核对同一产品不同批次的唯一标准。因此, 我们结合实际, 现在重点探讨提取物颜色的检查。
物体能有不同的颜色是由于对光线中不同波长光波均匀吸收或选择吸收所表现出的结果。
在提取物行业, 目前实际检验工作中大多采用肉眼直接观察法来检查提取物的颜色, 但同一企业不同的检验人员或不同企业之间检验人员对同一批号的提取物其检查结果往往有出入, 这直接导致商业贸易中双方对产品质量的异议。后来我们想到采用标准色标图卡对提取物颜色进行比对检验, 因为色标图卡中将各种颜色的调和比例梯度都列出来了, 如果要对产品颜色进行描述, 只要找到与其符合的色标图卡编号, 将编号写入产品检验报告单中的性状描述栏中, 即可使不同企业的检验人员一目了然地知道其颜色情况, 从而可获得对提取物颜色的统一认可。但是这种方法在实际工作中并不太适用, 一是因为标准色标图卡毕竟是印刷品, 与产品的实际颜色还是存在一定的差距;二是有时也难以在色标图卡上找到与实际产品相匹配的颜色来描述。在提取物的检验过程中, 我们还遇到这样一种情况:同一规格的产品, 在外观上所表现出来的颜色是不同的, 但是当我们将二者都在白纸上用手指力按之并拖划, 会发现二者拖划之后所留下的颜色是一致的。例如规格8%的红车轴草提取物, 由于原药材产地不同及其它各方面的原因, 最后生产出来的同一规格不同批号的产品其颜色就存在如下的差异:有的为深绿色或黄绿色, 有的则为墨绿色以至成为深黑色, 肉眼直接观察二者的颜色差别较大, 但是将二者都取一部分在白纸上拖划时, 就会发现二者均会留下绿色的粉末痕迹。这种情况类似于中药鉴定学上对矿物药的一个具有鉴定意义的方法:条痕色。为什么会出现这种情况呢?可利用光的原理来解释:当光照射在物体表面时, 可产生两种类型的反射, 第一种是光在光滑物体表面上的平行光束规则反射;另一种是平行光束在粗糙物体表面上向各方向的漫反射。由于提取物粉末粗细不一致, 因此对光的反射不一致, 反映到我们眼睛中的颜色也就不同。我们从以上这种情况获得启发:当同一规格不同批次的同一种提取物, 在用肉眼观察外观颜色差别较大时, 是不是可以通过比较其溶液状态下的颜色来进行区别呢?为此我们做了一系列提取物同一规格不同批次的水或醇溶性试验, 按比例稀释后, 采用标准比色管对不同批次同一稀释比例的提取物溶液对比检查颜色。部分试验结果见表1和表2。
为什么两种在肉眼观察有明显区别的提取物, 当用适宜的溶媒进行溶解后, 所表现出来的颜色却是一样的呢?明白了上文所说的光反射原理之后, 这个道理也就不难懂了。同一质量规格的提取物, 在粉末状态下, 由于粉末颗粒大小不等, 对光形成的反射也不一样, 所显示出来的颜色自然也就有差别;而用适宜的溶媒溶解后, 提取物颗粒以均匀的状态分散在溶液中, 在同等的试验条件下, 这时二者的颜色是一致还是有区别就很容易分辨了。
由于提取物颜色多为复合色, 因此当我们在描述其颜色时, 要把主要的、基本的颜色放在后面, 次要的颜色作为形容词放在前面。如10%灵芝提取物, 其主色调一般为黄色, 但由于原料产地、来源不同, 可能会有棕黄色、土黄色、深黄色、黄色微带褐色等多种情况。
鉴于提取物颜色的多样性, 同时也为了保证提供给同一客户同一规格的产品外观质量的相对稳定性, 检验员在进行提取物性状检验时, 除了采用肉眼直接观察法、溶解法观察外, 还需要采用正确的表述方法来对其性状进行描述。
参考文献
[1]侯团章, 曾建国.中药提取物质量规范化初探[J].世界科学技术———中药现代化, 2000, 2 (1) :32-34.
[2]张庆宏, 涂瑶生.中药提取物发展现状和展望[J].辽宁中医药大学学报, 2009, 11 (5) :10-11.
[3]国家药典委员会.中华人民共和国药典 (一部) [S].北京:中国医药科技出版社, 2010.
植物源农药:快步迎来新机遇 篇7
根据相关资料显示, 目前生物农药 (未包括农用抗生素类) 占全球农药市场份额的2.5%, 生物农药中的植物源农药占全球农药市场的1%, 并以每年10%～15%的速度增长。近年来, 我国植物源农药的研制相当活跃。截至2010年3月, 国内处于有效登记状态的植物源农药有效成分有14个, 产品总数达129个, 印楝素、苦参碱、鱼藤酮、烟碱和除虫菊素等产业化品种已成为我国植物源农药产业的中坚力量。
据了解, 新近出台的《“十二五”生物技术发展规划》中明确指出:“十二五”期间, 开展生物农药、生物肥料、绿色植物生长调节剂等绿色农用产品应用的示范试点、普及以及研究和开发。对此, 有关专家指出, 规划加强了生物农药的推广和应用, 为植物源农药的发展提供了强有力的推动力。当前植物源农药总体上具备以下几种优势:一是对人、畜、有益生物低毒, 在环境中易降解、少残留或无残留, 不存在环保问题;二是可以大量利用荒山土坡闲地, 费用低, 农民收益大;三是对有害生物的作用机理与常规化学农药差别很大, 大多数常规化学农药仅作用于有害生物某一生理系统的一个或少数几个靶标, 而多数植物源农药成分复杂, 能够作用于有害生物的多个生理系统, 有利于克服有害生物的抗药性;四是我国植物源农药有一定的独特性, 产品无类比价格, 相对于化学农药赢利空间更大;五是植物源农药活性成分除直接利用外, 还可作为合成新农药的先导化合物, 为我国创制农药打下基础, 从而打破欧美发达国家垄断创制农药的局面。
另据了解, 植物源农药资源丰富, 可谓取之不竭。我国拥有丰富的植物资源, 有博大精深的中医药理论可资借鉴, 大力发展植物源生物农药的条件得天独厚。
浅析植物源农药的合理使用 篇8
一、植物源农药的应用现状
经多年努力, 同时伴随生物技术的发展, 我国在杀虫植物筛选、活性成分鉴定、作用机理研究等方面有了很大进展。杀虫植物的筛选主要集中在楝科、菊科、豆科、卫矛科等30多科植物上。植物源农药的活性成分多种多样, 如生物碱、氨基酸、蛋白质类、三萜类、挥发油类等, 几乎涵盖所有成分类别。植物源杀虫剂主要通过影响昆虫的代谢活动、神经系统、呼吸系统和消化系统来影响昆虫的生长发育。此外, 我国也开发了印楝素、鱼藤酮、苦参碱、烟碱、闹羊花素—Ⅲ、大蒜素等一系列优质植物源农药产品, 在国内外市场上取得一定的地位, 尤其是在美国、欧洲、中东、东南亚各国和非洲等国外市场得到了认可并广受欢迎。
二、制约植物源农药推广的因素
与国外倍受关注相比, 植物源农药在国内的受关注程度相对较小。经分析, 制约植物源农药在国内推广应用的因素主要有以下几个方面:
1. 农民的环保意识不高
有市场专家认为, 植物源农药比较适合一家一户的农业生产方式, 如日本、韩国等对植物源农药的需求就很大, 他们具有很高的环保意识, 尽量避免使用化学农药, 高毒农药使用的更是少之又少。而目前国内农民这一意识却较差, 从而造成植物源农药推广应用进程缓慢。
2. 高昂的价格让农民望而却步
植物源农药的活性成分主要是植物体自身的次生代谢物质, 这类物质在植物体中含量并不高, 为了保证药效, 需经过对大量原材料进行提取、纯化等工艺处理, 生产成本相对于化学农药较高。植物源农药较高的价格让一部分农民心有余而力不足。经调查, 国内农民普遍认为, 目前农产品价格较低, 用价格相对较高的植物源农药后生产成本自然上升, 投入产出比将会下降。
3. 植物源农药的质量不稳定
植物源农药有效成分比较复杂, 一些杀虫成分容易见光分解, 而目前国家对植物源农药没有明确统一的检验标准, 这就造成植物源农药的稳定性不好控制。此外, 许多植物源农药由一些中小企业生产, 这类企业在研发、提取、检验等方面缺少技术力量, 甚至出现以次充好, 造成市场上植物源农药鱼龙混杂, 让农民顾虑重重, 难以放心使用。
4. 植物源农药的宣传推广力度不够
与化学农药相比, 植物源农药对使用者的要求较高, 要想充分发挥药效, 它需要考虑病虫害的发生条件、作物的品种以及天气变化等多方面因素。但目前大多数企业在推广宣传植物源农药时仍采用与化学农药相同的方法。农民采取传统方法使用植物源农药后达不到预期的防治效果, 因此对植物源农药产生不信任感, 进而影响植物源农药的推广应用。
三、对植物源农药推广应用的建议
1. 加大政策扶持力度
虽然近年来我国已经加强了对植物源农药产业的政策扶持, 如加大了科研经费向植物源农药科技成果转化项目的投入, 植物源农药在申报登记时的部分资料减免, 在北京、上海、山东等8省 (市) 启动低毒生物农药补贴示范推广等。但对于植物源农药产业的快速发展而言, 扶持力度还有待提高。一方面, 针对当前植物源农药使用成本比较高, 应采取必要的财政补贴, 以鼓励农民使用植物源农药, 从而逐渐增强农民的环保意识。对生物源农药企业在煤炭、电力、税收等方面予以政策优惠, 从而调动企业在植物源农药研发、生产方面的积极性, 降低生产成本;另一方面在农业部开展的专业化防治工作中, 应将植物源农药的推广和应用纳入其中, 同时要加快国家级植物源农药应用示范区的建设, 如在果树集中种植县, 以推广植物源农药为切入点, 将其建设成不用或少用化学农药的绿色生态县的建设;此外, 在蔬菜、水果、茶叶、中药材和城市的园林绿化上建立以生物防控、物理防控、农业防控和化学防控互为补充的、结构合理的绿色防控体系, 以减少化学农药的使用量。
2. 加大植物源农药的研发力度
虽然我国药用植物资源非常丰富, 但现阶段市场上可供选择的优质植物源农药品种只有印楝素、苦参碱、鱼藤酮等为数不多的产品, 远远无法满足市场所需。在杀虫 (菌) 植物资源筛选上, 我国目前主要集中在楝科、大戟科等30余种植物资源上, 可供选择的植物源农药原材料主要来源于我国南部地区, 这不仅从源头上限制了植物源农药新品种的开发, 而且具有很大的地理局限性。事实上我国北部的药用植物资源也非常丰富, 2011年甘肃省农科院植保所有关专家就在甘肃省筛选出了9种杀虫植物。因此, 我们应加大药用植物资源的筛选工作, 尽快筛选出具有应用价值的品种。针对植物源农药活性成分含量不高和有效成分活性不稳定性的缺陷, 国家应加强质量检测, 通过严格的化学和生物学相结合的检测技术来保证产品的稳定性和活性成分的有效性。针对植物源农药活性成分的复杂性, 应注重加大植物源农药中各有效成分间关系 (协同、增效或拮抗) 的研发力度, 从而开发出药效更加明显的植物源农药。对于植物源农药作用方式和作用机理与化学农药的差异性, 在剂型和药剂分散体系的设计上也应有所不同, 如精油类产品可以加工成缓释剂、气雾剂使用, 其他类的可加工成液剂, 如水剂、微乳剂、水乳剂等, 其助剂也应选择松脂类的无毒环保材料。
3. 加强宣传力度和指导植物源农药的科学使用
农药生产企业应加强植物源农药的宣传推广力度, 通过农药科普知识讲座、试验示范等多种形式来宣传推广植物源农药, 提高农民、基层技术推广人员对植物源农药的认知度。一方面应在各省、市、县建立以应用植物源农药为主的综合防治示范区, 通过典型示范, 引导农民自觉使用植物源农药;另一方面, 植物源农药易光解、药效慢等特性决定了植物源农药对施药时间、气候条件和喷施方法有很高的要求, 企业在推广过程中更要注重对植物源农药使用技术的宣传。植物源农药的使用, 首先要确定适宜的施药时间, 植物源农药与化学农药相比药效一般发挥比较慢, 施药时间要适当提前, 如苦参碱对低龄幼虫的防效要高于高龄幼虫;其次要在适宜的气候条件下使用, 植物源农药有效成分容易光解和水解, 为保证药效应避免在雨前和高温天气条件下施药, 一般而言以下午17:00以后施用为宜, 阴天可全天施药;最后要注意喷药方法, 因为植物源农药大多以胃毒作用为主, 故在施药时要注意喷施均匀, 叶片的正面及背面都要均匀着药才能提高药效。
四、小结
植物源除草活性物质研究进展 篇9
1 具有除草活性的植物资源
异株克生作用 (又称他感作用、化感作用) 的概念于1937年由Molisch首次提出, 并定义为植物 (供体) 向环境中释放体内合成的化学物质, 该物质对同种或异种的其它植物 (受体) 的萌芽、生长及发育所产生的直接或间接危害。研究高等植物对杂草的相克作用, 在杂草的生物防除及新型生物源除草剂的研究开发等方面具有十分重要的意义。目前世界上已发现上百种具除草活性的天然化合物[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11]。已被鉴定的他感化学物质大多数是莽草酸和乙酸途径的产物, 包括酚类、肉桂酸、苯甲酸、单宁、类黄酮、类萜、生物碱、类固醇、甾类化合物和醌。
郭金春等[12]以反枝苋、野燕麦、紫花苜蓿、多年生黑麦草等4种杂 (牧) 草种子为供试对象, 用种子萌发法测定了筛选出的31种植物样品乙醇提取物的除草活性。结果表明, 有24种植物样品对至少1种供试杂 (牧) 草种子幼芽和幼根的生长有90%以上的抑制作用, 其中锦葵科野葵、大戟科蓖麻和葫芦科苦瓜等3种植物样品对供试的4种杂 (牧) 草种子幼根和幼芽生长的抑制效果均大于85%。
高兴祥等[13]采用顺序提取法制备了泥胡菜 (Hemistepta lyrata Bunge) 等8种草本植物全草的石油醚、乙酸乙酯和乙醇提取物, 并以高粱 (Sorghum vulgare Pers) 、黄瓜 (Cucumis sativus L) 、小麦 (Triticum aestivum L) 和油菜 (Brassica campestris L.) 为供试对象, 用种子萌发法对提取物的除草活性进行了生物测定。结果表明, 所有提取物对4种作物幼苗根和茎的生长均有一定的抑制作用, 但抑制率有一定差异。泥胡菜和葎草[Humulus scandens (Lour) Merr]的乙酸乙酯提取物对作物幼苗根和茎的抑制作用最强, 抑制率随提取物浓度的提高逐渐增高, 且对作物幼苗根生长的抑制强度高于茎。在低质量浓度 (12.5 g/L) 条件下, 泥胡菜乙酸乙酯提取物对小麦幼苗根和茎生长的抑制作用最强;葎草乙酸乙酯提取物对高粱幼苗根的生长及油菜幼苗根和茎的生长抑制作用最强。
查友贵等[14]以高粱、小麦、黄瓜和油菜等4种作物种子为供试对象, 采用种子萌发法测定了30种植物提取物的除草活性, 结果表明:在提取液5mg/m L浓度下, 29种植物提取物对至少1种供试植物根长 (或茎长) 抑制率达80%以上, 28种植物提取物对至少2种供试植物根长 (或茎长) 抑制率达80%以上, 19种植物提取物对至少3种供试植物根长 (或茎长) 抑制率达80%以上, 11种植物提取物对4种供试植物根长 (或茎长) 抑制率达80%以上。
Singh等[15]研究了猪毛蒿 (Artemisia scoparia Waldst.et Kit.) 精油的除草效果、化学成分及除草机制。研究表明猪毛蒿精油对香附子 (Cyperus rotundus L.) 、小子虉草 (Phalaris minor) 和野燕麦 (Avena fatua Linn.) 具有较强的除草活性, 其中对香附子 (Cyperus rotundus L.) 的活性最强。GC-MS分析表明:猪毛蒿精油含有33个化学成分, 占全部精油含量的99.83%, 主要成分为单萜类, 占全部精油成分的71.6%, 其中月桂烯最多, 占29.27%, 其次是柠檬烯13.3%、罗勒烯13.37%, 萜品烯9.51%。猪毛蒿精油处理后香附子 (Cyperus rotundus L.) 脂质过氧化, 细胞膜破裂, 内溶物外渗, 细胞结构严重损伤。
邓世明等[16]为深入研究假臭草对入侵作物的危害及其入侵机制, 用蒸馏水超声提取假臭草的有效成分, 以绿豆、萝卜、春菜和牛筋草为受体, 利用培养皿滤纸法研究假臭草超声提取物对种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明, 高浓度的假臭草超声提取液能显著抑制小颗粒种子萌发, 抑制植物幼根的生长;0.2%~0.4%的假臭草超声提取液能显著促进绿豆、萝卜和春菜幼芽的生长, 提高其幼叶叶绿素a的含量。
王静等[17]以指示植物高粱、小麦、油菜、黄瓜为测试对象, 采用种子萌发法, 测定3种桉树叶提取物对其幼苗根长和茎长的影响, 并评价其除草活性。3种桉树叶提取物对高粱、小麦、黄瓜、油菜幼苗根长和茎长均有较强的抑制作用, 对高粱根长IC50分别为0.5076、0.5540、0.6493mg/m L, 茎长IC50分别为0.5187、0.5811、0.6882mg/m L;对小麦根长IC50分别为0.5117、0.6717、0.9062mg/m L, 茎长IC50分别为0.4448、0.4740、1.5659mg/m L;对黄瓜根长IC50分别为1.7126、2.3397、1.8512mg/m L, 茎长IC50分别为3.0538、2.0922、4.0444mg/m L;对油菜根长IC50分别为0.0258、0.8069、0.9425mg/m L, 茎长IC50分别为0.2462、1.3375、1.4521mg/m L。3种桉树叶提取物对高粱、小麦、黄瓜、油菜幼苗根长和茎长均有较强的抑制作用, 均具有较强的除草活性, 其中, 大叶桉叶提取物除草活性最强, 蓝桉次之, 直杆蓝桉最弱, 若以桉树为资源开发除草剂, 宜种植大叶桉。
AL-SHERIF等[18]在实验室和温室条件下研究了黑芥菜 (Brassica nigra) 提取液和根系分泌物对两种杂草奇异虉草 (Phalaris paradoxa) 和水荠菜 (Sisymbrium irio) 的活性。研究结果表明:黑芥菜水提取液质量浓度为4%完全抑制奇异虉草和水荠菜萌发, 奇异虉草对黑芥菜的水、乙醇和氯仿三种提取液最敏感, 在3种溶剂提取液最低浓度时显著抑制萌发, 最高浓度时完全抑制萌发。黑芥菜根系分泌物显著抑制奇异虉草和水荠菜出苗和生长。高效液相色谱测定表明:黑芥菜水提取液中的主要化感物质是阿魏酸和丁香酸。
易自成等[19]以滤纸生测方法测定了麦冬 (Ophiopogon japonicus) 不同部位去离子水浸提液对黑麦草 (Lollum multiflorum) 、紫云英 (Astragalus sinicus) 、菜心 (Brassica parachinensis) 、萝卜 (Raphanus sativus) 以及三叶鬼针草 (Bidens pilosa) 等几种南方常见植物种子萌发和幼苗生长的化感效应, 结果表明低浓度麦冬水浸提液促进了受体种子萌发和幼苗根长, 而高浓度则均表现出抑制作, 水提液的浓度越高抑制效果越强。水提液对萝卜幼苗苗高和生物量均表现出显著的化感促进作用, 而高浓度的麦冬地上部水提液对黑麦草、紫云英和三叶鬼针草幼苗的株高和生物量存在显著化感抑制作用。且麦冬不同部位水浸提液对同一受体的化感效应强度有差异, 地上部水浸提液化感作用强于地下部分。
田学军等[20]采用培养皿培养法用肿柄菊 (Tithonia diversifolia A.Gray) 不同含量 (0.8%、1.6%、2.4%、3.2%) 的叶片提取液胁迫处理三叶鬼针草 (Bidens pilosa L.) 的种子和幼苗, 通过测定后者种子活力及幼苗生长量、抗氧化酶活性和细胞膜透性, 探讨肿柄菊对三叶鬼针草的化感作用, 进而为前者用于后者防控提供理论依据。结果表明, 随着肿柄菊叶片提取液含量的提高, 三叶鬼针草种子发芽指数和种子活力及幼苗生长量逐渐下降, 化感效应指数小于0;相对电导率逐渐提高, 幼苗细胞膜的完整性下降;而超氧化物歧化酶 (SOD) 、过氧化氢酶 (CAT) 和过氧化物酶 (POD) 的活性则随之提高, 化感效应指数大于0。肿柄菊叶提取含量达3.2%时, 鬼针草种子发芽指数、活力指数和幼苗生长量仅分别为对照的25.7%、2.1%和9.4%。对照的SOD、CAT和POD活性分别为68.3±2.3、0.6±0.0和0.5±0.1, 而提取液含量3.2%时则分别为117.2±3.2、1.2±0.1和0.9±0.2。
陶宏征等[21]以蒲公英试材, 采用培养皿法和水培法, 研究了入侵植物三叶鬼针草 (Bidens pilosa) 水提液对蒲公英 (Taraxacum mongolicum) 种子萌发和幼苗生长的化感作用。结果表明:不同浓度的三叶鬼针草水提液处理均降低了蒲公英种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数, 抑制了蒲公英幼苗的根长、苗高和叶宽生长, 增加了丙二醛含量及相对电导率。说明入侵植物三叶鬼针草水提液对蒲公英有较强化感作用, 使蒲公英种子萌发及幼苗生长受到抑制。
2 对未来植物源除草剂的展望
植物是天然活性物质的丰富来源。虽然可作为除草剂先导物的新活性物质的发现以及实用、高效的植物源除草剂的开发, 需要相当长的时间和较大资金的投入, 但是勿庸置疑, 植物源除草剂是一种环保型的除草剂, 具有易生物降解、毒性低、开发费用少、化学结构新奇、作用方式独特、靶标选择性高等合成除草剂无法比拟的优势, 在环境越来越受到关注的21世纪, 它的研究和应用必将具有广阔的前景。
摘要：综述了植物源除草活性物质的研究进展, 并对植物源除草剂在未来的发展做了展望。
植物源氟在绵羊体内的沉积 篇10
1 材料与方法
1.1 试验动物的分组与饲养
选择16只2岁的健康蒙古细毛羯羊, 体重 (35±2) kg, 随机分为4组 (对照组、试验1组、试验2组、试验3组) , 羊只在单独封闭羊舍内饲养。饲养方案:水草+高丹草+精料, 水草氟水平 (干物质) 分别为0, 50, 100, 150 mg/ kg, 连续饲喂5个月。水草风干粉碎后以粗料形式饲喂, 辅以精料, 先粗后精, 保证清洁充足的饮水, 采食方式为自由采食。经前期测定, 饲养场所处地区和羊只出生地饮水氟含量分别为0.45, 0.85 μg/mL, 均符合我国饮水氟含量标准。
1.2 样品的采集、处理及测定
于试验开始和每隔30 d, 绵羊早晨空腹颈静脉采血20 mL, 将血液在4 000 r/min离心15 min获得血清并分装, 标号, 冷冻保存;饲喂结束后, 将绵羊全部屠宰摘取肋骨、牙齿、蹄匣等。样品氟含量测定均采用氟离子选择电极法。
1.3 数据处理
所得数据均用SAS8.01软件进行邓肯氏多重比较。
2 结果 (见表1、图1、表2)
注:同列数据肩注字母相同表示差异不显著 (P﹥0.05) , 字母不同表示差异显著 (P<0.05) 。
3 讨论与分析
3.1 血清氟含量
已经证实, 氟的吸收率高, 吸收速度快。然而从表1可知, 染氟后各组绵羊血清氟含量虽然都有所升高, 但剂量效应和时间效应均不显著 (P>0.05) , 与以前的研究结论不符, 这证明水草氟的吸收率很低。机体对氟的吸收不但与氟的绝对剂量有关, 还与氟的形式、染氟时间以及其他矿物质元素的颉颃有关[2]。大多数关于氟的研究结论都是基于饮水氟、氟化钠等无机氟源的, 这些氟都是以离子形式存在, 容易被吸收而对机体造成损害。关于植物体内氟的存在形式说法不一。氟经植物一级稳衡后, 吸收的速度减慢, 不象饲料无机氟吸收那样快。金曙光等[3]的研究表明, 随着水草剂量的增加绵羊对氟的吸收率降低。其原因是水草中的高钙 (6.64%) 抑制了氟的吸收。本试验结果表明, 添加水草的各试验组绵羊不但氟吸收率低, 钙的吸收率也低于对照组。从而推测水草中的氟和钙或是存在于同一部位, 或是以CaF2的形式存在。氟是亲钙元素, 氟在肠道与钙结合生成难溶的CaF2沉淀下来随粪便排出, 从而可影响钙的吸收。另外, 水草中不但钙量高, 锰含量也很高 (315 mg/ kg) 。这两种元素对氟的吸收都有颉颃作用。
3.2 骨、毛、蹄角质氟含量
随着水草氟水平的增加, 试验组绵羊牙齿氟含量均增加, 试验3组含量最高, 与对照组、试验1组、试验2组存在显著差异 (P<0.05) ;肋骨氟含量随着水草氟剂量的增加均显著增加 (P<0.05) , 与以前大部分研究结论一致;而被毛氟、蹄角质氟含量变化无显著差异 (P>0.05) 。
机体对氟的沉积还与不同组织以及染氟时间有关。不同组织沉积氟的能力有很大差别。骨是氟的主要贮藏部位, 因此, 染氟后5个月骨骼和牙齿氟沉积量上升。而毛发、指甲氟沉积能力较弱, 且含氟量比较稳定。
4 结论
通过试验结果综合分析可以判断, 在150 mg/ kg的植物源氟水平下, 绵羊血清、毛、蹄角质氟含量没有显著变化;饲喂5个月可以使骨氟沉积显著增高, 但均在安全范围内, 机体没有发生氟中毒。证明动物食用植物氟源后对其毒性作用有一定的调节能力。作为营养丰富的饲草, 乌梁素海水草可以安全地使用。
参考文献
[1]金曙光, 刘伟.龙须眼子菜营养价值评定[J].中国饲料, 2004 (18) :36-38.
[2]王艳立.龙须眼子菜对绵羊养分消化率和氮沉积的影响[J].中国饲料, 2005 (24) :29-30.