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我國(guó)植物源衛(wèi)生用藥的發(fā)展現(xiàn)狀

責(zé)任編輯:麻毅 孫晗 來(lái)源:中國(guó)日用雜品工業(yè)協(xié)會(huì)、家庭衛(wèi)生殺蟲制品專業(yè)委員會(huì) 日期:2011-04-13

    一、植物源農(nóng)藥的歷史與現(xiàn)狀:

    在早期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中,人類就發(fā)現(xiàn)一些植物對(duì)農(nóng)業(yè)害蟲或蚊蠅等衛(wèi)生害蟲具有殺傷作用。早在公元前7~5世紀(jì),中國(guó)就用莽草等植物殺滅害蟲,用菊科艾屬的艾蒿莖、葉點(diǎn)燃后熏蚊蠅;公元6世紀(jì)就有利用藜蘆作殺蟲劑的記載;10世紀(jì)中葉有用百部根煎汁作殺蟲劑的記載;到17世紀(jì),煙草、松脂、除蟲菊和魚藤等已作為農(nóng)藥使用。在印度、巴基斯坦等地,印楝是傳統(tǒng)的殺蟲植物,當(dāng)?shù)剞r(nóng)民很早以前就將印楝葉子混入谷物在紡織貯糧害蟲。
    生物源天然產(chǎn)物農(nóng)藥僅是生物
農(nóng)藥的一部分,主要是指以植物、動(dòng)物、微生物等產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物開發(fā)的農(nóng)藥。
    和傳統(tǒng)的化學(xué)合成農(nóng)藥相比,生物源天然產(chǎn)物農(nóng)藥具有下述特點(diǎn):
1、大多數(shù)天然產(chǎn)物農(nóng)藥對(duì)哺乳動(dòng)物的毒性較低,使用中對(duì)人畜比較安全。如魚藤酮大鼠急性經(jīng)口LD50為132mg•kg-1;兔急性經(jīng)皮LD50為1500mg•kg-1;除蟲菊素Ⅰ和Ⅱ大鼠急性經(jīng)口LD50為340mg• kg-1;急性經(jīng)皮LD50 大于6000mg•kg-1。然而這些天然產(chǎn)物殺蟲劑中的有效成分含量都很低,因而在使用中對(duì)人畜仍然很安全。
2、對(duì)環(huán)境的壓力較小,對(duì)非靶標(biāo)生物比較安全。天然產(chǎn)物農(nóng)藥絕大多數(shù)都是生物合成的天然物質(zhì),一般只含碳、氫、氧、氮4種元素,在環(huán)境中易于降解。和常規(guī)化學(xué)合成農(nóng)藥相比,天然產(chǎn)物農(nóng)藥對(duì)非靶標(biāo)生物,特別是對(duì)鳥類、獸類、蚯蚓、害蟲天敵及有益微生物影響較小。天然產(chǎn)物農(nóng)藥的這一特點(diǎn)不僅有利于保持生態(tài)平衡,而且有利于有害生物綜合治理(IPM)方案的實(shí)施。
3、化學(xué)合成農(nóng)藥和天然產(chǎn)物農(nóng)藥的本質(zhì)區(qū)別不在于前者是人工通過(guò)化學(xué)反應(yīng)合成的,后者是生物自身通過(guò)一系列生化反應(yīng)合成的,而在于前者的分子結(jié)構(gòu)是人為設(shè)計(jì)的,而后者的分析結(jié)構(gòu)是生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成的。比如舞毒蛾性信息素,在實(shí)驗(yàn)室中人工合成的和從舞毒蛾雌蟲腹部提取分離的這種性信息素是完全相同的物質(zhì),具有相同的分子結(jié)構(gòu)(包括立體結(jié)構(gòu)),因而具有同樣的生物活性,都具有引誘雄蟲的能力。這種生物活性和該性引誘劑的來(lái)源沒(méi)有關(guān)系。
    研究生物活性天然產(chǎn)物的一個(gè)重要意義就是可以從天然產(chǎn)物中直接開發(fā)商品化農(nóng)藥。目前使用的商品化農(nóng)藥中,相當(dāng)一部分本身就是天然產(chǎn)物,殺蟲劑印楝素制劑、魚藤酮制劑、除蟲菊酯制劑等的有效成分是植物的次生代謝產(chǎn)物。
    研究生物活性天然產(chǎn)物的另一個(gè)重要意義是可以從中篩選出先導(dǎo)化合物,用合成方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,以期創(chuàng)制新農(nóng)藥。生物體在進(jìn)化過(guò)程中所經(jīng)受逆境壓力的多樣性和復(fù)雜性,導(dǎo)致所產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物的多樣性和復(fù)雜性,可提供多種新穎獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)。此外,生物活性天然產(chǎn)物本身源自自然,一般容易降解,因而有較好的環(huán)境相容性,適合以其為先導(dǎo)開發(fā)環(huán)境友好新農(nóng)藥??v觀整個(gè)農(nóng)藥的發(fā)展史,不難看出,生物活性天然產(chǎn)物是創(chuàng)制新農(nóng)藥的重要途徑。

表1-1從天然產(chǎn)物開發(fā)的新農(nóng)藥

天然產(chǎn)物

合成農(nóng)藥

天然產(chǎn)物

合成農(nóng)藥

除蟲菊素Ⅰ

煙堿

丙烯菊酯

氰戊菊酯

氯氰菊酯

溴氰菊酯

吡蟲啉

吡蟲清

大蒜素

桉樹腦

吡咯毒素

strobilurin

ibotenic acid

雙丙胺膦

抗菌劑 402

惡庚草烷

吡咯胺(AC303630

嘧菌酯等甲氧丙烯酸酯類

惡霉靈

草胺膦

    二、植物源天然產(chǎn)物中活性物質(zhì)的提?。?BR style="FONT-FAMILY: ">    目前從植物源天然產(chǎn)物中提取活性物質(zhì)大多以分離的方式,如在溶劑和提取方法的選擇方面,主要考慮的問(wèn)題既不是活性物質(zhì)的提取率,也不是提取的成本,而是:①如何有效地提取出主要活性成分,而盡可能少地提取出“雜質(zhì)”(非活性成分);②提取過(guò)程中盡可能采用溫和的條件,以免破壞活性成分的分子結(jié)構(gòu);③提取應(yīng)和下一步的有效成分分離綜合考慮,甚至提取本身就帶有粗分離性質(zhì)。
    以活性成分分離為目的的提取,實(shí)驗(yàn)室常用浸漬法、滲漏法和回流提取法。浸漬法和滲漏法的優(yōu)點(diǎn)是,不需要專門的儀器,在室溫下進(jìn)行,可以避免熱不穩(wěn)定性有效成分的分解(如在回流提取或連續(xù)回流提取的過(guò)程中),特別適用于大量樣品的同時(shí)提取。此外,水蒸氣蒸餾法也有采用,但這種方法僅局限于能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞的有效成分的提取。這些有效成分不溶或難溶于水,且約在100℃時(shí)有較高的蒸汽壓,從而被水蒸氣帶出。如果有效成分為揮發(fā)油或一些小分子的生物堿,則可考慮采用水蒸氣蒸餾法提取。
    值得注意的是,自20世紀(jì)80年代以來(lái),一些新的提取技術(shù)和方法逐漸完善和發(fā)展起來(lái),并在實(shí)踐中得到了驗(yàn)證。目前,主要的提取和分離方法大致有以下幾種:
1、 超臨界流體提取法:
    所謂超臨界流體,是物質(zhì)處在其臨界溫度及臨界壓力以上的狀態(tài),物質(zhì)狀態(tài)介于氣態(tài)和液態(tài)之間,因而有氣體和液體的某些理化性質(zhì)。常用的超臨界流體為二氧化碳,其臨界溫度為31.1℃,達(dá)到這個(gè)溫度以上,則不管加多大壓力都不能使之液化,只是隨著壓力增加而密度加大。二氧化碳的臨界壓力為7.39MPa,如果小于這個(gè)壓力,則溫度無(wú)論如何降低,它也不會(huì)液化,因此超臨界液體又稱為高密度氣體,其擴(kuò)散速度大于液體,其黏度小于液體,極具有氣體擴(kuò)散滲透快的特點(diǎn),又具有液體的溶解能力,并且隨著密度增大,溶解能里增強(qiáng)。超臨界二氧化碳流體對(duì)溶質(zhì)的溶解度取決于其密度,當(dāng)在臨界點(diǎn)附近,壓力和溫度發(fā)生微小變化時(shí),密度即發(fā)生變化,從而引起溶解度的變化。因此,將溫度或壓力適當(dāng)變化,可是溶解度在100-1000倍的范圍內(nèi)變化,因而具有較高的溶解性。一般情況下,超臨界二氧化碳流體的密度越大,其溶解能力就越大。在恒溫條件下隨壓力升高,溶質(zhì)的溶解度增大;在恒壓條件下隨溫度升高,溶質(zhì)的溶解度減小。利用這一特性可從植物材料中萃取某些親脂性成分。超臨界二氧化碳的高擴(kuò)散性和流動(dòng)性,則有助于所溶解的各組分彼此分離,達(dá)到萃取分離的目的,并能加速溶解平衡,提高萃取效率。

2、 超聲波提取法:
    超聲波是指頻率為20KHz~50MHz的機(jī)械波,其傳播需要借助一定的載體才能進(jìn)行。超聲波在傳遞過(guò)程中存在著正負(fù)壓力交變周期,在正相位時(shí),對(duì)介質(zhì)分子產(chǎn)生擠壓,增加介質(zhì)原來(lái)的密度;負(fù)相位時(shí),介質(zhì)分子稀疏、離散,介質(zhì)密度減小。也就是說(shuō),超聲波在溶劑和樣品之間產(chǎn)生聲波空化作用,導(dǎo)致溶液內(nèi)氣泡的形成、增長(zhǎng)和爆破壓縮,從而使固體樣品分散,增大樣品與萃取溶劑之間的接觸面積,提高目標(biāo)物從固相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)速率。

3、 微波提取法:
    這是一種通過(guò)微波加熱的特性來(lái)對(duì)物料中目標(biāo)成分進(jìn)行選擇性提取的方法。通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù),可有效加熱目標(biāo)成分,有利于彌補(bǔ)成分的提取。微波加熱是利用微波場(chǎng)中戒指的偶極子轉(zhuǎn)向極化與界面極化的時(shí)間和微波頻率相吻合的特點(diǎn),促使介質(zhì)傳動(dòng)能級(jí)躍升,加劇熱運(yùn)動(dòng),將電能轉(zhuǎn)化為熱能,這是一種內(nèi)部加熱過(guò)程,它直接作用于介質(zhì),使整個(gè)物料同時(shí)被加熱。微波提取的原理是植物樣品在微波場(chǎng)中吸收大量的能量,細(xì)胞內(nèi)部含有的水及其他物質(zhì)對(duì)微波能量吸收較多,而周圍的非極性萃取劑則吸收能量較小,從而在細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)直接與相對(duì)較冷的萃取劑接觸,因而加速了目標(biāo)產(chǎn)物由細(xì)胞內(nèi)部轉(zhuǎn)移到萃取液中,從而強(qiáng)化了提取過(guò)程。

    三、從植物源中提取的活性物質(zhì)在家衛(wèi)行業(yè)中的研究及應(yīng)用進(jìn)展情況:
    由于從植物源中提取的有效成分具有毒性低、降解快,不會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)期的積累對(duì)環(huán)境友好,來(lái)源豐富,可以再生,不與日益緊缺的石油化工資源爭(zhēng)原料,它的可再生性取之不盡用之不竭。十多年來(lái),在我們家衛(wèi)行業(yè)一些有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的企業(yè),和一些高等院校及科研單位,都曾經(jīng)投入了大量人力、物力進(jìn)行植物源殺蟲劑的研發(fā),并取得明顯成效。在市場(chǎng)準(zhǔn)入和法律保障方面有關(guān)部門不僅在政策上給予了傾斜(如:農(nóng)藥登記、生產(chǎn)批準(zhǔn)方面),同時(shí)在《農(nóng)藥管理?xiàng)l例》的修訂中對(duì)研究、開發(fā)、應(yīng)用植物源農(nóng)藥方面也都給予了法律上的支持。國(guó)家在“十五”和“十一五”科技攻關(guān)重大項(xiàng)目及科技成果轉(zhuǎn)化基金等項(xiàng)目中,均有植物源殺蟲劑項(xiàng)目,被列入國(guó)家中長(zhǎng)期的科技計(jì)劃。這對(duì)今后促進(jìn)我國(guó)植物源農(nóng)藥的發(fā)展勢(shì)必會(huì)起到一個(gè)推動(dòng)作用,特別是對(duì)我們家衛(wèi)行業(yè)研究、開發(fā)、利用植物源農(nóng)藥提供了許多非常有利的條件。
    我國(guó)家衛(wèi)行業(yè)對(duì)植物源農(nóng)藥的利用已有十多年的歷史,這十多年來(lái),盡管從事研究的企業(yè)舉步維艱,但他們?nèi)匀粓?jiān)持不懈,各中也取得了一些成果,并在一定范圍里得到了推廣和應(yīng)用。盡管有失敗有成功,但他們的經(jīng)驗(yàn)和成果都為今后植物源農(nóng)藥在家衛(wèi)行業(yè)中的開發(fā)利用奠定了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。下面就記錄了他們的研究成果。

(1)、艾葉在蚊香中的應(yīng)用    (黑貓神日化股份有限公司)
    艾葉蚊香是一種既能潔凈空氣、又兼有預(yù)防和治療呼吸道疾病和滅蚊、驅(qū)蚊功能效果中草藥蚊香。
    艾煙對(duì)引起不同傳染性、流行性疾病的多種致病菌、真菌和病毒都有抑制作用。
1 艾葉粉進(jìn)廠質(zhì)量要求
1.1 細(xì)度:60目標(biāo)準(zhǔn)篩,通過(guò)率大于90%;(因艾絨的植物纖維長(zhǎng)影響細(xì)度)
1.2 顏色:每批次基本一致;
1.3 外觀:無(wú)其它雜物,不結(jié)塊,無(wú)霉變;
1.4 氣味:有艾葉藥草香味,燃點(diǎn)時(shí)也一樣,無(wú)其它異味;
1.5 灰份:小于%%;
1.6 水份:小于8%;
2 生產(chǎn)中應(yīng)注意的問(wèn)題
2.1 艾葉是一種多孔植物,孔隙率大于蚊香所用的其他材料。有制定配方時(shí)應(yīng)注意粉料的表面積和表面能對(duì)粘性消耗的影響。一般比蚊香用的其它無(wú)粘性植物粉末消耗粘性大。
2.2 艾葉的硬莖與梗因密度大于艾葉(燃燒發(fā)熱值各不一樣),粉料如不均勻,對(duì)燃點(diǎn)時(shí)間影響很大。
2.3 艾葉的揮發(fā)油含量較高,但蒸汽壓較高,蚊香干燥過(guò)程中,不宜干燥溫度過(guò)高。否則難以保持艾葉的天然清涼氣味(龍腦香)。
2.4 艾葉最佳使用應(yīng)與其他中草藥配合使用,如蒼術(shù)等。
2.5 艾葉在蚊香使用量過(guò)大,對(duì)蚊香表面光潔度有一定的影響,可適當(dāng)增加粘性調(diào)節(jié)。

(2)、萜類化合物的作用(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)  江西疾控中心)
    植物中含有豐富的次生化學(xué)物質(zhì),在這些化學(xué)物質(zhì)中,萜類化合物是種類最多的1個(gè)族群,目前就植物源萜類化合物對(duì)昆蟲的作用方面多有研究報(bào)道,其中亦有不少研究發(fā)現(xiàn)了具有應(yīng)用價(jià)值或潛在應(yīng)用價(jià)值的萜類化合物,例如印楝素等。根據(jù)日常的觀察和前期的研究,我們發(fā)現(xiàn)松節(jié)油和松脂中含有大量的萜類化合物,并且能對(duì)一些昆蟲產(chǎn)生作用??紤]到資源因素和藥效作用,我們有針對(duì)性研究了其中的主要組分α-蒎烯和β-蒎烯,這些萜類化合物由于具有良好的化學(xué)反應(yīng)性能,能通過(guò)適宜的化學(xué)反應(yīng)得到萜類化合物,更多萜類化合物亞類的合成為日后發(fā)現(xiàn)有活性作用的防蟲藥物提供了可能。經(jīng)過(guò)近10年的研究和活性篩選發(fā)現(xiàn),來(lái)源于松節(jié)油和松脂的萜類化合物及其衍生物毒性低,廣譜高效,能對(duì)螞蟻、蟑螂、蚊蟲等多種病媒生物具有驅(qū)避、拒食和生長(zhǎng)抑制作用,同時(shí)對(duì)赤擬谷盜等倉(cāng)儲(chǔ)害蟲和小菜蛾等農(nóng)業(yè)害蟲也有很強(qiáng)的藥效作用。
                                  
(三)、從中草藥中提取具有殺蟲活性的研究進(jìn)展    (江西山峰日化)
    近年來(lái),為了尋找實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展的有效途徑,加大了對(duì)植物源農(nóng)藥的重視,研究人員不斷地對(duì)植物源農(nóng)藥進(jìn)行了深入探索、研究和總結(jié),同時(shí),越來(lái)越多的天然活性物質(zhì)也被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。中國(guó)是中草藥的發(fā)源地,我國(guó)人民對(duì)中草藥中的植物藥的研究和應(yīng)用經(jīng)歷了幾千年的歷史,同時(shí),我國(guó)的植物資源來(lái)源豐富、分布廣泛、種類繁多,因此在研究和應(yīng)用植物源殺蟲劑方面,我國(guó)從古到今都具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。
    植物源殺蟲劑是植物源農(nóng)藥中研究最多的一類,其中植物精油不僅對(duì)害蟲生物活性很高,作用方式多種多樣,且氣味芬芳,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。據(jù)資料統(tǒng)計(jì),能防治害蟲的精油種類很多,主要有香樟油、桉樹油、薄荷油、香茅油、松節(jié)油、百里香油、菊篙油、菖蒲油、茼篙精油、石竹油、黑胡椒子油、芫荽油、檀香醇、大茴香腦、蕓香精油、八角茴香精油等。在有害生物的防制中,植物精油擔(dān)任著不可替代的角色,對(duì)媒介生物主要表現(xiàn)為毒殺、驅(qū)避、拒食、抑制生長(zhǎng)發(fā)育等活性。
    雖然植物源農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥相比具有不可代替的優(yōu)勢(shì),并得到了社會(huì)的廣泛認(rèn)可和接受,但與化學(xué)殺蟲劑相比,當(dāng)前植物源殺蟲劑的研究和應(yīng)用中仍存在著一些問(wèn)題,限制了它們的推廣應(yīng)用。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:在研究上,我國(guó)植物源殺蟲劑的研究面較寬,但研究深度不夠尤其是對(duì)有效成分在其分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、毒理實(shí)驗(yàn)、構(gòu)效關(guān)系等方面的系統(tǒng)研究;活性成分易分解,制劑成分復(fù)雜;殺蟲植物中活性成分和化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,含量較低,有效成分的確定較困難,不易合成或合成成本太高;在應(yīng)用上,直接利用多,間接利用少;品種單一,劑型少;易受環(huán)境因素影響,穩(wěn)定性差,不易標(biāo)準(zhǔn)化;大多數(shù)植物源殺蟲劑藥效發(fā)揮慢、效力低、用量大、殘效短、殺蟲譜較窄,更不適合應(yīng)急處理大面積的害蟲防治,且目前新藥價(jià)格往往又相對(duì)較高,成本上無(wú)法與化學(xué)農(nóng)藥競(jìng)爭(zhēng),不易為人們接受;有些化合物的毒性較大,如魚藤和煙堿,也要注意使用過(guò)程中的人畜安全;植物的分布存在地域性,植物的采集具有季節(jié)性,加工場(chǎng)地的選擇上也存在諸多限制因素。
    縱觀國(guó)內(nèi)外,當(dāng)前廣泛的開發(fā)利用植物源殺蟲劑雖然仍存在一系列問(wèn)題和困難,但隨著生物、信息、分離鑒定和儀器分析等技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)植物源農(nóng)藥將會(huì)不斷取得新的突破,篩選出理想的農(nóng)藥來(lái)防治有害生物。
    近年來(lái)我公司與江西農(nóng)業(yè)大學(xué)、南昌大學(xué)就植物源殺蟲劑(植物精油)的提取、濃縮和分離、分析技術(shù)進(jìn)行了廣泛深入的探討,利用先進(jìn)的現(xiàn)代儀器分析手段對(duì)植物源殺蟲劑中活性成分進(jìn)行分離、分析同時(shí)進(jìn)行了一系列的活性測(cè)試,均取得了一定的進(jìn)展,但由于植物源殺蟲劑中成分復(fù)雜,新的植物源殺蟲劑在農(nóng)藥登記中需要長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)測(cè)試和提供相當(dāng)?shù)馁Y料,在農(nóng)藥登記中遇到了一些難題。同時(shí)因植物源衛(wèi)生殺蟲劑產(chǎn)品大多對(duì)有害媒介生物存在作用緩慢(如蚊蟲)的狀況,消費(fèi)者對(duì)這些制劑產(chǎn)品是“驅(qū)”而不是“殺”(如蚊蟲)觀念的轉(zhuǎn)變還有一個(gè)過(guò)程。但選擇綠色、環(huán)保、健康的產(chǎn)品是消費(fèi)者今后消費(fèi)行為中的主流觀念,所以使用純天然的植物源衛(wèi)生殺蟲劑作為家用衛(wèi)生殺蟲產(chǎn)品的有效成分將是今后研究人員的一個(gè)重要研究課題,也是可持續(xù)利用豐富的植物資源保護(hù)環(huán)境對(duì)人類做出的重大貢獻(xiàn)。

(四)、從天然野菊花中提取天然除蟲菊素的研究和應(yīng)用    (云南南寶植化有限公司)
    除蟲菊原產(chǎn)于今南斯拉夫的達(dá)爾馬第亞、巴爾干阿爾卑斯山等地區(qū),是一種菊科多年生草本植物,于1840年至1876年起逐漸引種到世界各地,至今已有150多年的栽培使用歷史。中國(guó)云南玉溪江川縣在30年代就有人引種,80年代楚雄州曾進(jìn)行試種,90年代中期云南紅河、曲靖、玉溪等開始推廣種植,中國(guó)現(xiàn)已成為繼肯尼亞之后世界第二大除蟲菊種植國(guó)。
    除蟲菊是目前世界上唯一集約化種植的殺蟲植物,除蟲菊酯與其它合成制劑相比,其優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為:
    由于哺乳動(dòng)物體內(nèi)有能將其分解的酶,在其體內(nèi)不會(huì)蓄積殘留,對(duì)溫血?jiǎng)游餆o(wú)害;
    在自然界中易降解,對(duì)環(huán)境無(wú)污染;
    殺蟲高效廣譜,除蟲菊幾乎對(duì)所有的農(nóng)業(yè)害蟲及蒼蠅、蚊子、跳蚤、蟑螂等均具有極強(qiáng)的觸殺作用,具迅速麻痹作用或擊倒作用,使用濃度極低;
    天然除蟲菊素具有六組成份,昆蟲不易識(shí)別,不產(chǎn)生抗藥性;
    天然菊酯由種植獲得,其提取過(guò)程和使用對(duì)環(huán)境污染較小。因此被稱為是世界上最安全、最有效的天然殺蟲劑。
使用范圍
1、歐盟規(guī)定允許在有機(jī)食品生產(chǎn)上使用的殺蟲劑為除蟲菊和印楝;
2、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織向全世界推薦了12種生物殺蟲劑,其中有幾種是除蟲菊素(pyrethrins)或擬除蟲菊素類化合物。
3、中國(guó)農(nóng)業(yè)部于2000年3月發(fā)布的《綠色食品農(nóng)藥使用準(zhǔn)則》中允許在A級(jí)、AA級(jí)綠色食品中使用的殺蟲劑中,除蟲菊素位列第一。
    天然除蟲菊素是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)最理想的殺蟲劑,在人類的生產(chǎn)、生活中有著廣泛的用途:
    農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn):制成微膠囊劑或其它劑型農(nóng)藥,可用來(lái)滅殺蚜蟲、飛虱、螟蟲、毛蟲、菜青蟲、紅蜘蛛、介殼蟲、棉鈴蟲、黑尾葉蟬等害蟲。
    糧食倉(cāng)儲(chǔ):制成粉劑或煙熏劑可防治谷蠹、赤擬谷盜和玉米象等蛀蟲。
    日常生活:制成氣霧劑或蚊香可殺滅蚊子、蒼蠅、白蟻、蟑螂、臭蟲、蜘蛛等;還可制成洗潔劑用來(lái)滅殺動(dòng)物身體上的虱、蚤、螨等寄生蟲。除蟲菊花渣可制作盤香,用于驅(qū)避和殺滅蚊子、蒼蠅等衛(wèi)生害蟲。
    在天然除蟲菊酯提取的工藝中,國(guó)際上普遍使用溶劑浸提法,該方法提取率低、品質(zhì)差,環(huán)境污染大。國(guó)內(nèi)則普遍使用CO2超臨界技術(shù)萃取除蟲菊酯。我公司結(jié)合多種萃取方法的特點(diǎn),首次在植化領(lǐng)域提出“亞臨界流體萃取”新概念,建成了兩條500L的中試生產(chǎn)線,通過(guò)近300批次的試驗(yàn)生產(chǎn),加工除蟲菊干花60噸,得到50%的除蟲菊酯精品1噸,工藝成熟穩(wěn)定,該方法有以下優(yōu)勢(shì):
1、設(shè)備投資?。航ㄒ粭l12000L的生產(chǎn)線,其投備投資遠(yuǎn)低于其它萃取技術(shù);
2、規(guī)模大:該工藝設(shè)備規(guī)模可根據(jù)生產(chǎn)需要擴(kuò)大,生產(chǎn)規(guī)模不受限制;
3、萃取得率高:該工藝對(duì)酯溶性物質(zhì)的萃取效果較好,對(duì)除蟲菊酯的萃取率達(dá)到97%以上;
4、活性成份保存完好:由于在常溫狀態(tài)下萃取和分離,不破壞物質(zhì)的活性成份,我公司生產(chǎn)的70%的除蟲菊酯其除蟲菊酯Ⅰ、Ⅱ的比例為2.9:1高于其它萃取技術(shù);
5、與環(huán)境友好:該工藝無(wú)三廢排放,是環(huán)保型工業(yè)。我公司利用自主開發(fā)并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“亞臨界流體萃取” 技術(shù),自主設(shè)計(jì)制造了一條3000L×4的“SCE”生產(chǎn)線,該生產(chǎn)線設(shè)計(jì)年產(chǎn)25%的除蟲菊酯200T,是目前國(guó)內(nèi)最大的除蟲菊生產(chǎn)線。 該生產(chǎn)線整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程在全密閉狀態(tài)下完成,無(wú)三廢排放,生產(chǎn) 過(guò)程中排出的花渣是制作蚊香的最好原料,溶劑損失小,電熱損耗少,生產(chǎn)成本低,對(duì)環(huán)境友好。
6、根據(jù)“SCE”粗膏的特點(diǎn),研究開發(fā)了脫色、脫臘精制工藝,擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該工藝具有投資小、提取得率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),能夠生產(chǎn)70%—80%高含量的除蟲菊酯。精制后的天然除蟲菊酯產(chǎn)品色澤呈淺棕黃色透明液體,能夠完全溶于脫臭煤油等稀釋溶劑,是制造高檔衛(wèi)生殺蟲劑及農(nóng)用劑型最理想的產(chǎn)品。

(五)蘆薈提取活性成分及芳樟精油的提取(廈門牡丹香化有限公司)
    廈門牡丹香化公司擁有中國(guó)第一個(gè)蘆薈基地,采用膜分離技術(shù)提取的10倍、20倍、30倍等蘆薈濃縮液,可100%保留蘆薈中全部的活性成份,可用于配制化妝品、食品、飲料及各種保健品、藥品等,使蘆薈的天然風(fēng)味得到最大程度的發(fā)揮。
    該公司聯(lián)合科研單位,利用生物工程“組織培養(yǎng)法”培育統(tǒng)種芳樟樹苗,經(jīng)過(guò)二年的潛心探索研究,所有關(guān)鍵技術(shù)基本獲得成功,預(yù)計(jì)該項(xiàng)高新技術(shù)推廣成功,將使芳樟醇提煉工藝有突破性的發(fā)展,同時(shí)還給傳統(tǒng)林業(yè)的改造闖出了一條新路,若大面積種植純種芳樟樹。不但可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益;還能創(chuàng)造許多的就業(yè)機(jī)會(huì),有良好的社會(huì)效益和環(huán)保效益。

(六)植物精油或提取物對(duì)蚊蟲毒殺作用的研究  (中南林業(yè)科技大學(xué)  彭映輝 教授)
    毒殺作用是指毒害和殺滅,一直是驅(qū)蚊滅蚊植物的另一核心研究?jī)?nèi)容。多年來(lái)一些研究者們先后發(fā)現(xiàn)多種植物精油或提取物對(duì)蚊卵及成年蚊蟲具有毒殺作用。Veena等(2005)報(bào)道生姜精油及迷迭香精油對(duì)數(shù)種蚊蟲的蚊卵具顯著的殺滅效果。Sengottayan等(2006)的研究結(jié)果表明2%的苦楝種子甲醇提取物可導(dǎo)致96%的史帝芬瘧蚊成年個(gè)體死亡。Jarial(2001)則發(fā)現(xiàn)6%的大蒜提取物處理過(guò)的蚊卵不能正常孵化。
    更多的研究探討了植物精油或提取物對(duì)蚊幼蟲的毒殺作用。ZHU Jun-wei 等(2006)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示百里香油對(duì)白紋伊蚊、埃及伊蚊與淡色庫(kù)蚊的IV齡期幼蟲均具有極強(qiáng)的毒殺作用。等(2007)證實(shí)山合歡及羅勒對(duì)埃及伊蚊幼蟲的具有很強(qiáng)的殺滅活性。
    近年來(lái)研究者們采用添加香草醛的方法以提高植物精油或提取物的驅(qū)避活性。如楊頻等(2005)在以白紋伊蚊為驅(qū)避對(duì)象的試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)15%的桉油對(duì)人的保護(hù)時(shí)間只有3 h,而添加5%香草醛后其保護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)至5 h。Tuetun等(2005)及Choochote等(2004)證實(shí)在加有5%香草醛的條件下,旱芹的己烷提取物對(duì)埃及伊蚊雌性個(gè)體的驅(qū)避活性明顯強(qiáng)于未加香草醛的處理。

    總而言之,我國(guó)植物源衛(wèi)生用藥的研究與開發(fā)雖已取得了一定的進(jìn)展,但還存在以直接利用為主、成本較高、作用緩慢、藥物穩(wěn)定性差等許多問(wèn)題。為了最大限度地發(fā)揮植物源農(nóng)藥的優(yōu)點(diǎn),開發(fā)出在實(shí)踐中具有推廣價(jià)值的植物源農(nóng)藥制劑,尚需在以下幾個(gè)方面開展研究工作:(1)植物中活性成分結(jié)構(gòu)、作用機(jī)制及構(gòu)效關(guān)系的研究;(2)發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物進(jìn)而人工合成;(3)植物源農(nóng)藥劑型加工工藝與合理使用技術(shù)的研究。我國(guó)地大物博,植物資源豐富,發(fā)展植物源衛(wèi)生用藥的條件得天獨(dú)厚。
    植物源農(nóng)藥的資源可以再生,在當(dāng)前石油等能源緊張的條件下,從植物源農(nóng)藥中提取有效活性,用于農(nóng)藥中,具有取之不盡用之不竭的優(yōu)勢(shì),盡管目前正處在初期階段,但是可以預(yù)料它的前景是美好的。但是長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)家對(duì)植物源農(nóng)藥政策發(fā)展不明朗,一個(gè)階段以來(lái),植物源農(nóng)藥發(fā)展緩慢,隨著人們對(duì)生態(tài)、環(huán)境、健康的關(guān)注,如何研究開發(fā)植物源農(nóng)藥,把它轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,已經(jīng)引起了有關(guān)部門的重視。正在修改的農(nóng)藥管理?xiàng)l例中,有關(guān)部門也已將其列入其中。3月3號(hào)在北京召開的“衛(wèi)生殺蟲劑安全管理研討會(huì)”上,有關(guān)專家再次提出了希望農(nóng)藥主管部門對(duì)植物源農(nóng)藥的研究和開發(fā)應(yīng)該從政策面上給予支持,登記手續(xù)上應(yīng)予以簡(jiǎn)化。我們有充分的理由相信,隨著國(guó)家政策的轉(zhuǎn)變,生物、信息、分離鑒定和儀器分析等技術(shù)的發(fā)展,只要堅(jiān)持不懈的努力,付出艱辛的勞動(dòng)和投入,植物源衛(wèi)生用藥的研究一定會(huì)不斷取得新的突破。

 

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