苦楝树叶成分的提取分离及其防治虫害的研究

张德馨 程瑜 于雪洁 王宇 赵璐

摘   要：探究苦楝树叶提取物杀灭蚜虫的效果，采用索氏提取法从苦楝树叶中得到有效成分——苦楝素，并用高效液相色谱法检测成分并定量，观察蚜虫对苦楝树提取物的拒食性。研究结果表明，蚜虫对苦楝素的拒食率高达90%，苦楝叶成分有明显杀灭蚜虫的作用，为以苦楝素为主要成分的高效、低毒、无公害和低残留农药代用品开辟更广阔的前景。

关键词：苦楝;苦楝素;提取分离;虫害;防治

文章编号： 1005-2690（2019）06-0158-01       中图分类号： TQ450.21       文献标志码： B

苦楝（Melia azedarach Linn.）是楝属科植物中的著名品种，具有广阔的开发前景和应用价值。据《本草纲目》记载，苦楝是一种清热解毒、止痛、去肝火、驱虫的良药，在我国古代常被用来治疗消化道寄生虫病。

苦楝素（Toosendanin）是从楝属植物苦楝中分离出来的有效成分，为呋喃三萜类化合物[1，2]，结构式如图1所示，是楝科植物中制备植物源农药的主要原料，对各种鳞翅目幼虫[3]防治方面有重大意义，主要表现为使虫忌避、拒食，抑制昆虫生长发育、触杀等作用。

1   化学成分

对苦楝中39种成分进行分析，其中含量较高的物质主要有正十六烷酸（34.9%）、植醇（17.82%）、3，7，11，15-四甲基-2-十六碳烯-1-醇（9.90%）、6，10，14-三甲基-2-十五烷酮（5.21%）等，是挥发油抑菌作用的主要物质基础。苦楝叶中，正十六烷酸的含量最高[4]。苦楝叶挥发油的成分含量高的成分不多，但很复杂，各种成分具体的抑菌作用需进一步测定。

苦楝中含有一个重要成分——苦楝素。苦楝素（toosen-danin）是我国学者发现的一种属于楝属植物的降四环三萜化合物。于1980年，舒国欣等[5]重新修订了苦楝素的结构，同时发现这种化合物总是存在有两个互变异构体，其化学式是C30H38O11，分子量为574.63。

2   试验过程

2.1   主要试验仪器与药品

GFN-14电动微型粉碎机;精密电子秤;SXT-06型索氏提取器;101-型电热干燥箱;722P型紫外分光光度计;HH-2数显电子恒温水浴锅;高效液相色谱仪。原料与药品：新鲜采摘的苦楝树叶;甲醇;95%乙醇;乙酸乙酯。

2.2   索氏提取法提取苦楝叶的有效成分

索氏提取法能节省时间和溶剂，提高提取效率。孙小娟[6]用索氏提取法提取苦楝素优化条件为：70%乙醇-水溶液为溶剂，料液比1∶15（g/mL），提取时间3 h，50 mL乙酸乙酯萃取18 h， 最高提取率达1.587%。

将采集的苦楝叶洗净浸泡8 min，除去叶表杂质，自然晾干，粉碎机粉碎1 min，取20 g粉碎的苦楝叶粉末样品置于上下密封的滤纸筒中，放入250 mL的索氏提取器，以70%乙醇-水溶液为溶剂、液固比15 mL/g、精密量取70%乙醇溶液300 mL。往索氏提取器中加70%乙醇，剩余液体加入圆底烧瓶中，对样品充分浸泡4 h，80 ℃加热回流3 h。回流后抽滤，旋转蒸发至20 mL，50 mL乙酸乙酯萃取18 h，将萃取液水浴蒸干得膏状苦楝素粗品0.64 g，用甲醇定容残渣于50 mL容量瓶得样品制备液，放于冰箱中待用。

2.3   对-二甲氨基苯甲醛/硫酸显色法定量分析苦楝素

配制10%稀硫酸，用于溶解0.745 g的对-二甲氨基苯甲醛，定容于100 mL容量瓶中得显色液。用甲醇将苦楝素粗品定容至50 mL，移取3 mL，加入1 mL显色剂，放置30 min后，用紫外分光光度计在512 nm处测定吸光度。

根据吸光度计算苦楝素的提取率：X=（1.92×A×50×10-3/3 W）×100%。式中：X为苦楝素的提取率%;A为吸光度;W为所称取的试样质量（绝干试样）。

测得11月份苦楝树叶中苦楝素的最高提取率为0.200 756 8%，猜测随着季节变化，叶中苦楝素的含量降低。

2.4   苦楝素含量的分析方法

精密吸取苦楝素（0.51 mg/mL）甲醇标准溶液5 μL、10 μL、15 μL、20 μL、25 μL注入高效液相色谱仪中，重复测定3次，以进样体积（μL）为横坐标，峰面积为纵坐标，建立回归方程：y=69.732x﹣11.395，R2=0.999 1。在选定的色谱条件下，进样量10 μL，测定样品溶液峰面积，代入回归方程计算样品溶液中苦楝素含量。

采用高效液相色谱法，检测条件如下：色谱柱：VP-ODS 150×4.6 mm;柱温：30 ℃;流动相：甲醇一水，体积分数（60∶40），经抽滤后使用;流速：1.0 mL/min;UV检测波长：215 nm;进样分析时间：20 min;洗柱时间：5 min。

相关数据如图2所示。

2.5   蚜虫毒叶片饲喂法对苦楝提取物的拒食性研究

试验组：将300只蚜虫分为10组，每组取30只个体形态相似的蚜虫，用桃树叶做成直径为4 cm的圆形叶碟，两面均匀涂抹约2 mL分离试验的试液做成夹毒叶片，饲喂饥饿12 h的蚜蟲，重复3次，每12 h更换新鲜的夹毒叶片。逐日观察记载死亡数，计算校正死亡率。

对照组：另取30只蚜虫放入相同条件的饲养室中，用桃树叶做成直径为4 cm的圆形叶碟，两面均匀涂抹2 mL清水做成无毒叶片。用无毒叶片饲喂饥饿12 h的蚜虫，重复3次，每12 h更换新鲜的无毒叶片。逐日观察记载死亡数，计算校正死亡率[7]。

校正死亡率（%）=试验组死亡率-对照组死亡率/对照组死亡率×100%

拒食率=对照组取食叶面积-处理组取食叶面积/对照组取食叶面积×100%

试验测得死亡率在96%以上，拒食率约为97.4%。

3   应用前景

随着绿色农业及生态农业的发展，植物性杀虫剂因其低毒、无残留的特点，在害虫综合治理和农业环境保护工作中具有广泛的应用前景。

汪文陆、赵善欢、张兴等[8]采用生物活性追踪法，从苦楝根皮、树皮和果实中分离出多种四环三萜类杀虫有效成分。研究发现，这些成分对菜青虫和亚洲玉米螟均表现出明显的拒食活性。根据世界卫生组织以及联合国环境署统计，全球每年约有100万人是由于使用化学农药而中毒，过度使用化学农药，对生态环境造成了严重污染，使众多害虫产生了较强抗药性。要从根本上解决生存和生态的问题，实现农业的可持续发展，应大力发展无公害农药，苦楝在解决部分生态问题上具有较为广阔的前景。

参考文献：

[ 1 ] 钟炽昌，谢晶曦，陈淑凤，等.川楝素的化学结构[J].化学学报，1975，3（1）：35-47.

[ 2 ] 赵善欢，张兴.植物性物质川楝素的研究概况[J].华南农业大学学报，1987，8（2）：57-67.

[ 3 ] 汪文陆，王义，赵善欢.苦楝果实中某些化学成分及其对菜青虫的生物活性[J].昆虫学报，1994，37（1）：20-24.

[ 4 ] 张峰，李艳明，原玲芳，等.苦楝叶中挥发油成分及抑菌作用研究[J].安徽农业科学，2009， 37（27）：13097-13098.

[ 5 ] 舒国欣，梁晓天.关于川楝素的化学结构的修正[J].化学学报，1980，38（2）：196-198.

[ 6 ] 孙小娟.天然苦楝素中苦楝素提取方法的研究[D].合肥：合肥工业大学，2007.

[ 7 ] 刘国庆.半夏和苦楝汁液对菜青虫的杀虫活性初报[J].江西植保，2004（3）.

[ 8 ] 汪文陆，赵善歡，韩玖，等.苦楝中有几种杀虫有效成分对菜青虫和亚洲玉米螟的生物活性[J].植物保护学报，1992，19（4）：359-364.