细辛精油提取工艺优化、成分分析及其抑菌效力研究

目的 优化细辛精油水蒸气蒸馏法提取工艺,并分析其组分及抑菌效力。方法 在单因素、Plackett-Burman、最陡爬坡试验基础上,以蒸馏时间、液料比和粉碎度为影响因素,出油率为评价指标,响应面法优化提取工艺。GC-MS法分析组分。参照2020年版《中国药典》检测抑菌效力。结果 最佳条件为蒸馏时间3.9 h,液料比20∶1,粉碎度20目,出油率为3.5%。细辛精油主要组分为酚类、醚类等化合物,当浓度分别为9、9、29μL/mL时对大肠杆菌、白色念珠菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果可达2020年版《中国药典》规定的耳用、鼻用、皮肤给药和吸入制剂抑菌效力“A”标准。结论 优化后的提取工艺及抑菌效力研究结果有助于细辛精油的进一步开发利用。

细辛精油对2种农业害虫保护酶和解毒酶活性的影响

为评价细辛精油的杀虫潜力和作用机制,研究了不同方法提取的细辛精油对2种农业害虫保护酶和解毒酶活性的影响。3种细辛精油分别为:水蒸气蒸馏提取的精油X1、超临界CO2萃取的精油X3、超临界CO2萃取后经硅胶柱层析得到的馏分X5。将X1以1 000mg/L的剂量喷洒在玉米嫩苗上,将X3和X5以0.5mg/g的剂量分别加入玉米螟人工饲料中,检验黏虫幼虫取食含X1的玉米嫩苗以及亚洲玉米螟幼虫取食含X3或X5的人工饲料的反应,以不添加细辛精油的处理为对照。结果表明:在设置剂量下,细辛精油X1和X3对试虫超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)3种保护酶总体表现为抑制作用;精油X5对试虫POD活性表现出一定的抑制作用,但对试虫SOD、CAT有诱导激活作用。细辛精油对试虫羧酸酯酶(CarE)、酸性磷酸酯酶(ApE)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)均表现出一定的诱导激活作用,但诱导作用随着处理时间的延长而降低,碱性磷酸酯酶(ALP)的活性在前期显著升高,后期显著降低,表明细辛精油处理下,试虫可增加解毒代谢能力,但较长时间处理表现为毒害作用的积累,导致试虫解毒酶活性和解毒能力随时间不断下降。综合分析,细辛精油的杀虫作用可能是通过抑制昆虫的保护酶系而实现的。

细辛精油和4种化学药剂对黄瓜灰霉病菌的抑制作用

采用菌丝生长速率法及孢子萌发法分别测定了细辛精油和4种化学药剂(30%嘧霉胺EC、50%双福生WP、75%百菌清WP、70%正品甲津托WP)对引起黄瓜灰霉病的灰葡萄孢菌菌丝生长和孢子萌发的抑制作用。结果表明,供试药剂对灰葡萄孢菌的菌丝生长和孢子萌发均有抑制作用,且对孢子萌发的抑制效果明显好于对菌丝生长的抑制效果;百菌清对灰葡萄孢菌菌丝生长的抑菌效果最好,EC50为1.6231mg/L;双福生对灰葡萄孢菌孢子萌发的抑制效果最好,EC50为0.0042mg/L;细辛精油对黄瓜灰葡萄孢菌的抑菌效果与其他4种化学药剂相比效果较差,对菌丝生长的EC50为159.580mg/L,对孢子萌发的EC50为71.1840mg/L,虽然其EC50偏高,但作为纯植物提取物,其抑菌中浓度低于160mg/L。

辽细辛精油对黄瓜灰霉病菌菌丝体细胞膜通透性的影响

以辽细辛精油为材料,以黄瓜灰霉病菌为靶标,采用干菌丝和鲜菌丝两种处理方法,测定了辽细辛精油对黄瓜灰霉病菌菌丝体电导率的影响,结果表明,无论是干菌丝还是鲜菌丝,精油处理后灰霉病菌菌丝体的电导率均随着精油处理浓度的加大而提高、随处理时间的延长而提高。说明辽细辛精油对黄瓜灰霉病菌菌丝体细胞膜的通透性具有一定影响,可引起细胞膜的伤害,造成膜功能的紊乱。结果还表明,采用鲜菌丝处理法、处理时间为12～24 h时,测定结果比较理想。该结果为进一步研究辽细辛精油的抑菌机理奠定了基础。

活体条件下辽细辛精油对灰葡萄孢菌细胞壁降解酶活性的影响

以辽细辛精油为材料,以黄瓜灰霉病菌即灰葡萄孢菌为靶标,在活体条件下,利用紫外可见分光光度计,采用比色法,研究了辽细辛精油对灰葡萄孢菌细胞壁降解酶活性的影响。结果表明:辽细辛精油对胞外PMTE酶、果胶总酶、胞外C1酶和蛋白酶表现为激活作用,对PMG酶和胞内C1酶则表现为先激活后抑制再激活作用,对胞内PMTE酶主要表现为抑制作用;对Cx酶表现为完全的抑制作用,且酶活抑制率与精油浓度成正比。说明Cx酶可能是辽细辛精油的作用位点之一,对Cx酶的抑制作用可能是辽细辛精油对灰葡萄孢菌的抑菌机制之一。

离体条件下辽细辛精油对灰葡萄孢菌细胞壁降解酶活性的影响

以辽细辛精油为材料,以黄瓜灰霉病致病菌灰葡萄孢菌为靶标,利用紫外可见分光光度计,采用比色法在离体条件下测定了辽细辛精油对灰葡萄孢菌细胞壁降解酶活性的影响。结果表明:辽细辛精油对果胶甲基半乳糖醛酸酶(pectin methylgalactuionase,PMG)、胞内果胶甲基反式消除酶(pectin methyltrans-eliminase,PMTE)、果胶总酶、胞内1,2-β-D葡聚糖酶(C1酶)、胞外羧甲基纤维素酶(Cx酶)和蛋白酶均主要表现为激活作用;对胞外PMTE酶和胞内C1酶表现为抑制作用;激活/抑制作用与精油浓度之间不成比例关系。这说明辽细辛精油对灰葡萄孢菌细胞壁降解酶活性的影响不是抑菌作用的主要机制。

辽细辛精油不同馏分杀虫活性比较

采用超临界CO2萃取辽细辛精油,硅胶柱层析法分离精油,气相色谱-质谱法分析其成分。以小菜蛾和淡色库蚊3龄幼虫为试虫,对辽细辛精油及各馏分的杀虫活性进行了比较。结果表明,各馏分的杀虫效果不同,馏分A5成分比较简单,但其杀虫活性并不高;其他馏分(如A1和A6)的组成成分较多,然而它们的杀虫活性却较高,说明辽细辛精油中起杀虫作用的主要成分并非一种,可能多种成分均起作用。该结果为进一步研究和开发以辽细辛为原料的新型植物源杀虫剂奠定理论基础。

细辛精油体外抑杀蠕形螨的实验研究

目的观察细辛精油体外杀螨效果。方法用细辛精油、1:2、1:4、1:8、1:16和1:32稀释的细辛进行抑杀实验,并设定生理盐水为空白对照。采用透明胶带粘贴法获取蠕形螨,镜下观察不同浓度的细辛对两种人体蠕形螨的抑杀作用。结果细辛精油对两种蠕形螨均有明显的抑杀作用,且对毛囊蠕形螨的抑杀效果优于皮质蠕形螨,差异有统计学意义(t=9.172,P<0.05),但随稀释倍数的增加抑杀效果明显降低。结论细辛精油具有良好的体外抑杀蠕形螨的作用。

新型植物源农药细辛精油乳油的研制

为明确细辛精油乳油制剂中有机溶剂、乳化剂的理想种类和乳油的最佳配方及配制技术,以细辛精油为原料,通过溶解度试验、亲水亲油值(HLB)测定、[JP2]稳定性试验和生物活性测定法,证明N-甲基吡咯烷酮和植物油乳化剂是细辛精油的理想有机溶剂和乳化剂,细辛精油乳油的配方为以1000mL计,其中,细辛精油250mL,N-甲基吡咯烷酮675mL,植物油乳化剂75mL,制备特征是先将植物油乳化剂与N-甲基吡咯烷酮按比例混合均匀,再加入细辛精油。该细辛精油乳油的研制成功,填补了国内尚无植物精油乳油制剂的空白,将满足人们对绿色蔬菜和有机蔬菜的需求。

辽细辛精油对瓜类果斑病菌的抑菌效果

为明确辽细辛精油对植物病害致病细菌的作用效果,以瓜类果斑病菌为靶标菌,以链霉素等化学农药为阳性对照,采用浑浊度法和抑菌圈法研究辽细辛精油抑菌活性。结果表明,辽细辛精油对瓜类果斑病菌具有一定的抑菌效果,但效果不理想,仅当浓度≥2000 mg/L时表现为抑制作用,否则表现出促进作用;辽细辛精油对瓜类果斑病菌的作用效果不及链霉素和氢氧化铜等化学农药,但与叶枯唑等个别农药的效果相当,且作用趋势一致。

细辛精油和3种化学农药对茄子枯萎病菌的抑制作用

采用生长速率法和孢子萌发法分别测定细辛精油和3种化学药剂(70%恶霉灵WP、500 g/L扑海因SC、30%嘧霉胺SC)对茄子枯萎病菌菌丝生长和孢子萌发的抑菌效果。结果表明:细辛精油对茄子枯萎病菌菌丝生长和孢子萌发具有明显的抑制作用,EC50分别为1 009.72 mg/L和349.05 mg/L,且对孢子萌发的抑制作用明显优于菌丝生长,说明细辛精油对茄子枯萎病菌的主要作用方式为抑制孢子萌发;从EC90上看,细辛精油的抑菌效果比恶霉灵提高61.63%(菌丝生长)和99.75%(孢子萌发),说明细辛精油在较高浓度时的抑菌效果优于恶霉灵。

辽细辛精油对黄瓜灰霉病的室内药效试验

以辽细辛精油为试材,黄瓜灰霉病菌为目标菌,采用菌片接种法,测定了辽细辛精油对黄瓜灰霉病的活体药效和离体药效,以期探讨辽细辛精油的实用性,为植物源杀菌剂的开发提供理论依据。结果表明:辽细辛精油对黄瓜灰霉病既有保护作用也有治疗作用,且随着精油浓度的升高药效逐渐提高;辽细辛精油的保护作用优于治疗作用,在活体条件下,保护和治疗作用的EC50分别为1 033.30mg·L^(-1)和1 038.31mg·L^(-1),充分体现了"预防为主"的植保理念。

辽细辛精油对小菜蛾幼虫生物活性研究

以辽细辛精油为研究对象,以小菜蛾为靶标害虫,采用叶碟法、试管药膜法、改良的熏蒸盒法、改进的夹毒叶片法等研究了辽细辛精油对小菜蛾3龄幼虫的杀虫活性的影响。结果表明:辽细辛精油对小菜蛾的综合毒杀效果最好,LC50为1 407.7mg/L;其次为触杀作用>熏蒸作用>胃毒作用>麻醉作用;从拒食作用可以看出,辽细辛精油对小菜蛾幼虫的选择性拒食作用强于非选择性拒食作用。说明辽细辛精油对小菜蛾具有较好的杀虫活性,且作用方式多样,可以通过毒杀、触杀、熏蒸、麻醉、拒食等途径作用于害虫,该研究可为小菜蛾的防治和植物源农药的开发提供参考依据。