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胡芦巴超临界 萃取物的萃取条件优化
!"
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及其对谷蠹的触杀活性
唐国文4，杨长举4，!，薛 东4，谢令德&，陈慧玲+
（4?华中农业大学城市有害生物防治研究所，武汉 *+’’(’；&? 武汉工业学院，武汉 *+’’&+；
+? 湖北省林业科学研究院，武汉 *+’’(2）
摘要：对胡芦巴 -.+*’&/))$0’/&1(1*.$/"1( LH中杀虫活性成分进行超临界 MN 萃取分离，并以主要储粮害虫谷蠹
&
2345’6/.#3$7’(+&+"$ O7P#$@$9D为对象，对其触杀活性进行研究。采用正交试验设计，以萃取液中活性成分的得率、毒
力为考察指标，对杀虫活性成分的提取条件进行优化。结果表明：最佳萃取工艺为萃取压力&) QR7，萃取温度
))S，夹带剂为2)T乙醇，固液比为&’’ 8U+’6L。萃取压力和夹带剂体积对试验指标有非常显著的影响，萃取温度
和夹带剂浓度的影响较小。优化后的萃取方案可达到)?2-T的得率。萃取产物对谷蠹的触杀试验结果显示，优化
后的超临界MN 萃取工艺对胡芦巴中的杀虫物质具有良好的选择性，得到的萃取物对谷蠹处理4’天后的致死中
&
浓度为-)?’+!8V@6&，触杀活性明显增加。
关键词：胡芦巴；超临界流体萃取；正交试验；谷蠹；触杀活性
中图分类号：W2-)?2 文献标识码：! 文章编号：’*)*1-&2（- &’’(）’*1’+))1’-
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胡芦巴 -.+*’&/))$ 0’/&1(1*.$/"1( LH作为一种常 马拉雅地区，我国南北各地均有栽培（江苏新医学
用中药主要分布在地中海东岸、中东、伊朗高原及喜 院，422*；中华人民共和国卫生部药典委员会，
基金项目：国家“十五”科技攻关项目（&’’*3!)&+3’+1’&）
作者简介：唐国文，女，42(&年2月生，湖北钟祥人，博士研究生，研究方向为城市害虫生物防治，5167$%：89:;<=’+>4-+?@:6
!通讯作者!9AB:#C:#@:##<D":=E<=@<，5167$%：@B7=8F9G7=8>67$%HBI79H<E9H@=
收稿日期J<@<$K<E：&’’-1’21’4；接受日期!@@<"A<E：&’’-1441’-
=#. 昆虫学报 /,"#6.")+)$)7’,#8’.’,# #5卷
!""#）。其化学成分主要有皂甙，其次是黄酮和生物 和体积为试验因素。胡芦巴种子清洗干燥后经粉碎
碱，另外还有香豆素，以及氨基酸、多糖、酶等（$%&’’& 机粉碎，过K5目筛作为样品备用。
!" #$(，!""#；)*+,-& !" #$(，!"".；/%’0 !" #$(，!"""； !"% 触杀毒力测定方法
123%2+ !" #$(，4555）。全草有特殊香气，可用来防虫 采用滤纸药膜法。在直径为 " 39培养皿底盘
灭菌（6&378 +2- 69%:;，!"<=），从胡芦巴种子得到的 上放入面积为A5L< 394 的圆形滤纸，将除去溶剂后
精油对仓库害虫有驱避作用（>?%?% !" #$(，!"<<）。目 的萃取物以 < 种不同剂量（ QR9J），制成丙酮稀释
"
前我国对胡芦巴的利用集中在医药、工业、食品等方 液，在滤纸上滴入稀释液 ! 9J，使药液均匀的展布
面，作为生物农药的开发利用尚未见报道；而国外 在滤纸上，作成滤纸药膜系列，待溶剂挥发后，在滤
关于胡芦巴用于害虫防治的研究仅有零星报道，如 纸药膜上放置内径为 . 39，高 # 39的玻璃环，下端
@&’79&等（!""A）曾报道了胡芦巴种子粗提物及植物 涂上聚四氟乙烯防止试虫上爬，玻璃环顶端盖一钢
粉末对大豆象 %&’()$’*+ ,#-"#.!*+（B&’CD:）和赤拟谷 丝网。设不施药的培养皿作对照（滤纸滴入纯丙酮
盗 /,#."0)-,!$’1!- )("!,"*-（6+8）的毒杀作用及其对大 ! 9J作为空白对照），每处理设 = 个重复。在每皿
豆象的种群抑制作用。我们利用超临界 )1 萃取 接入谷蠢成虫各=5头，将培养皿放在恒温养虫室内
4
（6EFG)1 ）工艺对中药材胡芦巴中的杀虫活性物质 的养虫架上，处理 4K ;、K< ;、A4 ; 后检查死亡率。
4
进行了提取研究。为优化提取工艺，本研究以触杀 当试虫在药膜上爬行A4 ;后，将试虫转入盛有45 Q
活性和得率作为试验指标，首次采用正交试验法对 小麦饲料的指形管内，用白布扎住管口，置于养虫室
胡芦巴种子粉末进行了 )1 超临界萃取，夹带剂为 内饲养A天后，检查触杀效果。用毛笔尖触及试虫
4
乙醇，获得了较高得率及有效成分含量高的萃取物， 以触角无反应者为死亡标准。用最小二乘法计算毒
在室内测试了萃取物对主要仓库害虫谷蠹 力回归方程、致死中浓度（J) ）、J) 的 "#M置信
#5 #5
2034)5!&"0# 1)+’.’,# E+C’%3%,D的触杀毒力，以期明确 限、相对毒力等。本试验中药剂浓度（"QR394）为滤
其对谷蠹的杀虫活性，为胡芦巴提取物应用于储粮 纸单位面积萃取物的沉积量。
害虫的防治提供试验依据。 相对毒力S最大 J) T各药剂的 J) 。
#5 #5
! 材料与方法 # 结果与分析
!"! 仪器和药品 #"! 正交试验结果
B>4=!G#5G54#型超临界流体萃取仪（江苏华安 正交试验以萃取压力、温度、乙醇浓度和体积为
超临界萃取有限公司）；HF#4)6 型旋转蒸发仪（上 试验因素，取三水平，选用 J（=K）正交表安排试验，
"
海亚荣生化仪器厂）；6BIG/（!）型循环水式真空泵 因素水平如表!所示。
（巩义市英峪予华仪器厂）；>J45K 型电子天平（上 萃取时间为! ;，分离压力#AL# U$+，分离温度
海梅特勒G托利多仪器有限公司）；6$6455!E型电子 ##5O；分离压力$#L. U$+，分离温度$K5O；分
天平（江苏常州梅特勒G托利多称量设备系统有限公 离压力! #LK U$+，分离温度! =<O。
司）。胡芦巴种子购自湖北蕲州中药材市场。 称取!L< 0Q胡芦巴种子，粉碎，过K5目筛，每次
!"# 试虫采集与饲养 取455 Q，置于萃取釜中，根据选定的 J（=K）正交表
"
谷蠹以碎小麦为饲料，饲料含水量调节为 安排试验，测定提取物的重量，结果如表4所示。
!=L#M N5L#M。养虫室温度（4A N !）O、相对湿度 #"# 正交试验结果分析
A#M N#M，以羽化4P=周的大小一致的成虫供试。 对得率的极差分析结果表明，在试验条件范围
虫源为华中农业大学植物科技学院城市有害生物防 内，各试验因素对胡芦巴中杀虫物质得率的影响程
治研究所提供。 度依次为萃取压力V乙醇浓度V萃取温度V乙醇体
!"$ 正交试验设计 积，确定最佳萃取条件是萃取压力 4# U$+，萃取温
经预试验确认影响超临界 )1 萃取胡芦巴有 度K#O，乙醇体积 45 9J，乙醇浓度 .5M，但极差分
4
效杀虫成分的主要因素包括萃取压力、萃取温度、萃 析不能反映试验因素对结果是否有显著性影响，为
取时间、乙醇浓度、体积等。本试验采用正交试验设 此以夹带剂体积为误差项，进行方差分析，结果如表
计方法，选择以萃取压力、温度、夹带剂乙醇的浓度 =所示。
;期 唐国文等：胡芦巴超临界QT 萃取物的萃取条件优化及其对谷蠹的触杀活性 ><?
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表! 超临界"# 萃取胡芦巴杀虫成分因素水平表
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水平 萃取压力 萃取温度 乙醇体积 乙醇浓度
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表$ 超临界"# 萃取胡芦巴杀虫成分试验结果及极差分析
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萃取压力 萃取温度 乙醇体积 乙醇浓度 有效物质重 得率
萃取物编号
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（12)） （4） （3!） （7） （C） （7）
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I 8FG= :F<= :F>G :F@9
表>的方差分析结果表明，萃取压力对胡芦巴 :F:<），萃取温度和乙醇浓度对萃取结果影响不显
中活性物质的超临界萃取率有显著性影响（! J 著，乙醇体积对萃取结果的影响可忽略不计。
表> 胡芦巴活性物质正交萃取试验萃取率方差分析结果
%&’()> 6..-.&0&(=/9/-3,4)5*67"# )8,.&+,9-0-390/)+,9+91)+-0/,9,:)0,/3.-; !"#$%&’(()*%’&+,7$")’-+,
$
变异来源 偏差平方和 自由度 均方 "比值 显著性
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萃取压力（12)）
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萃取温度（4）
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%&’()*’+,-’"3."()’0("
乙醇体积（3!）
:F9<>; 9 :F89=?
5$*,6,$#,$03"
乙醇浓度（7）
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5$*,6,$*,-*"-’()’+,-
总和P,’)$ GF;9:@
$?> 胡芦巴超临界"# 萃取物对谷蠹的触杀毒力 毒力分别为 9F:@ 和 9F8:，平均相对毒力为 8F?9 和
$
分别用正交试验得到的@种萃取物对谷蠹进行 8F?;，而<号和?号萃取物的触杀毒力相对较小，平
了室内触杀毒力测定，用最小二乘法计算毒力回归 均相对毒力分别为8F9:和8F9G，?号萃取物在9; 6
方程、致死中浓度（!Q ）、!Q 的 @<7置信限、相对 的相对毒力最小，致死中浓度为 8;=F@?!CS*39，8:
<: <:
毒力、8:天各萃取物的致死中浓度 !Q 的极差分析 天后的致死中浓度为@8F;G!CS*39，低于<号萃取物
<:
在8:天后的致死中浓度8:8F:> CS*39，因而它的平
等。结果见表;。@种萃取物对谷蠹均有触杀作用， !
均毒力要高于<号萃取物。可见不同条件下萃取时
9; 6的致死中浓度为8:9F;@R8;=F@? CS*39；8:天
!
对胡芦巴活性物质的触杀毒力有较大影响，杀虫活
的致死中浓度为 ?:F:>R8:8F:> CS*39。其中 ; 号
!
性物质的后效也有所不同。考虑到植物农药的杀虫
萃取物和@号萃取物的触杀毒力最高，第8:天相对
.%K 昆虫学报 ()*+#,*-.-/-01)+"1,1)+ %"卷
作用常常有着缓效性，在用药后的若干天后，试虫的 中活性物质的超临界萃取物的触杀活性有显著影响
死亡情况更能反应萃取物的生物活性，因而对第!" （!’"("%），萃取压力和萃取温度对萃取结果影响
天各萃取物的致死中浓度 #$ 进行极差分析（表 &） 不显著，乙醇浓度对萃取结果的影响可忽略不计。
%"
和方差分析（表 %）。经回归和相关分析，处理浓度 据此确定最佳萃取条件是萃取压力 )" *+,，萃取温
与触杀作用效果的相关性达到显著水平。 度%%-，乙醇体积." /#，乙醇浓度0%1。
表%的方差分析结果表明，乙醇体积对胡芦巴
表! 胡芦巴超临界"# 萃取物对谷蠹的触杀毒力和极差分析结果
$
%&’()! "*+,&-,,*./-/,0*1).,2&-,312*4 !"#$%&’(()*%’&+,5$")’-+, ’06785"# ,*
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时间 萃取物编号 毒力回归方程 #$ #$ 的0%1置信限 相对毒力
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234,5678 9:54,;587< =>?4>@@678>A3,5678 （!?B;/)） 0%1 ;78C6D>85E6/65（!?B;/)）=>E,56F>57:6;65G
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表> 胡芦巴正交萃取试验第;<天触杀活性方差分析结果
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变异来源 偏差平方和 自由度 均方 ’比值 显著性
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萃取压力（*+,）
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萃取温度（-）
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9:54,;56785>/R>4,534>
乙醇体积（/#）
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乙醇浓度（1）
)!()&NM ) !"(M).K
SE;7H7E;78;>854,5678
总和T75,E K.)(N%N)
$@! 正交试验的验证试验 及萃取温度为主要因素，最佳萃取条件是乙醇体积
由于选取的衡量指标不同，最优工艺条件也有 为." /#，萃取温度为 %%-，萃取压力为次要因素，
所不同。因为本试验最终希望得到触杀活性高的生 可视试验条件任取一值；在以萃取率为试验指标
物活性成分，因而确定以触杀活性为主要衡量指标。 时，萃取压力为首要因素，对萃取率的影响排在首
而在以触杀活性为试验指标时，夹带剂乙醇的体积 位，理论上，当萃取率最高时的萃取压力应为 )%
2期 唐国文等：胡芦巴超临界45 萃取物的萃取条件优化及其对谷蠹的触杀活性 ’%+
$
!"#。权衡各试验条件对试验指标的影响程度，将 优化对得率而言是成功的。超临界 45 萃取物对
$
最优化工艺条件定为萃取压力 $% !"#，萃取温度 谷蠹触杀活性试验结果见表3。
%%&，乙醇体积’( )*，乙醇浓度+%,。 经回归分析，优化后的超临界 45 萃取工艺得
$
取-% ./粉碎的胡芦巴按最优化工艺条件进行 到的萃取物对谷蠹的触杀活性在处理后 $2 6和 -(
验证试验，仍以活性物质的萃取量和触杀活性为试 天的 *4 分别为 -($13’ /78)$ 和 3%1(’ /78)$，相
%( ! !
验指标进行考察，得到萃取物为0+’12 /，则得率为 对毒力分别为-12’和$1$3，明显高于优化前的萃取
%1+3,，与正交试验方案中的最高值基本持平，说明 方案。
表! 葫芦巴超临界"# 萃取物对谷蠹的触杀作用
$
%&’()! "*+,&-,,*./-/,0*1).,2&-,312*4 !"#$%&’(()*%’&+,5$")’-+, ’0,6)*7,/4/8)9
:;<5"# 4),6*9,* ./01%2’"3/)4%,#&#-)
$
时间 毒力回归方程 *4 *4 的+%,置信限 相对毒力
!"（#） %( %(
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-(E $J K-1-+L’12-% (1$3’3 3%1(’ %$1%+K0$1’2 $1$3
艺条件为：萃取压力为$% !"#，萃取温度为%%&，乙
= 讨论 醇体积为’( )*，乙醇浓度为 +%,。至于萃取时间
可据试验定为- 6，分离压力"M1% !"#，分离温度"
对植物粗提物的制备常采用冷浸、温浸、回流提 %(&，分离压力# %13 !"#，分离温度# 2(&，分离
取等方法，但这些传统方法都存在着有机溶剂残留、 压力$ %12 !"#，分离温度$ ’0&。正交试验方差
有效物质的含量偏低以及提取率不高等缺陷。而超 分析结果表明萃取压力、萃取剂体积等因素对萃取
临界萃取技术是近年发展起来的用于天然产物提取 率和触杀作用分别有显著的影响，分离温度和萃取
的一项新技术，具有提取温度低、有效成分含量高、 剂乙醇浓度的影响较小。在最佳工艺条件下得率为
洁净无溶剂残留、天然有效物质不受损害等优点 %1+3,，与正交试验方案中的最高值基本持平，说明
（N#)=OPN;#8=# #?E *:C:A EA 4#B<;>，$(((；9=#OP!#;><> 优化对得率而言是成功的。优化后的超临界 45
$
’( )*Q，$(($），因此成为一门新型的化工分离技术， 萃取工艺得到的萃取物相对毒力明显提高，对谷蠹
在食品、香料、中药等领域有着较好的应用前景。 的触杀活性在$2 6和-(天相对毒力分别为-12’和
虽然超临界 45 萃取在很多方面与传统溶剂 $1$3，*4 分别为-($13’ /78)$ 和3%1(’ /78)$，说
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萃取相比有着巨大的优越性，但 RSTP45 为非极性 明本研究得到的超临界 45 萃取条件能够有效地
$ $
溶剂，蛋白质、多糖、离子化合物和聚合物等强极性 萃取出胡芦巴种子中的杀虫活性物质。
或水溶性物质不溶于超临界 45 ，因而较难提取，或 胡芦巴的超临界 45 萃取表现出对活性物质
$ $
得率较低（张镜澄，$(((；*#?/ #?E 46=A?，$((-）。应 良好的选择性，在对萃取产物进行触杀活性筛选时，
用夹带剂可以增加超临界 45 流体的溶解度，扩大 发现不同条件下的萃取物对谷蠹的触杀活性有所不
$
其在天然产物有效成分萃取方面的应用，以提高对 同。可以预期，通过对超临界萃取条件的优化，可从
中药有效成分的提取率（侯玉翠等，$(($；王晓玲 胡芦巴中筛选出杀虫效果最好的组分，为开发生物
等，$(($；">:;)>;<#O#G= ’()*Q，$((’；!A?#.A; ’()*Q， 农药提供理论依据。
$((2），基于此，本实验首次采用超临界流体萃取技
参 考 文 献（>)1)2)+-)3）
术对胡芦巴中的杀虫活性物质进行了萃取，用正交
试验法对影响萃取的因素进行研究，优选出最佳萃 UD=D=S，VA.#FU，R#FA)!，-+001 SA?:/;AA.BAAEAH<;#8<B#BW;><A8<#?<B>D
取工艺条件。 X6A#</;#=?B #/#=?B< 8A;<#=? B<>;AE W;>E:8< =?BA8<BQ +,,Q +-.Q !/0Q
通过对胡芦巴种子超临界 45 萃取研究，以萃 1)0.2，’’：-’’-K-’2-1
$ 4F#:EA4，UF#=? @，!#;IBA Y，ZGAB R，-++31 TDDA8< >D <;=EA)>;W6 #?E
取率和对主要储粮害虫谷蠹的触杀活性为衡量指
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标，优化出萃取中药胡芦巴有效杀虫成分的最佳工 （$）：2$’K2’-1
D]3 昆虫学报 ;1(’9,(%&%.%+*1’<*,*1’ S3卷
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]2AE]DD4 （责任编辑：黄玲巧）
