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印楝素的萃取、分离、改性及其生物活性研究

赵淑英

  印楝(Azadirachta indica A.Juss)种仁中含有印楝素A(azadirachtin)等活性成分,对害虫具有显著的拒食作用和生长抑制作用。目前,印楝素的研究主要集中于印楝素有效成分的萃取、结构鉴定及其应用研究。印楝素的萃取方式多为常规溶剂法萃取,而利用微波辅助萃取和CO2超临界萃取以及对萃取和分离后主要成分的生物活性研究较少,而且对其抑菌活性的测定国内未见报道。将印楝素改性,提高其杀虫活性也未见报道。为此,本论文对印楝素的分析、萃取方法、生物活性、印楝素的改性以及影响其稳定性的因素等作了较系统地研究。主要内容和结果如下:1.改进了分析方法。用高压液相色谱法测定了主要成分印楝素A,用分光光度法测定印楝中柠檬素类化合物的总含量;以用自行分离提取 86.68% 的印楝素A为标准,有效地消除了其它成分的干扰。2.通过液-质联用快速、定性分析表明,印楝中主要含有印楝素A、印楝素B、salannolactame-21、21-oxo-ochinolide、6-deacetylnimbin、nimbin、6-deacetylsalannin 和 salannin 等主要成分。通过薄层层析得到纯度为 93.79% 的印楝素A,用核磁共振氢谱和碳谱进行了表征;同时得到nimbin和 salannin 两种主要成分。3.印楝素的萃取从印楝种仁出发,采用两种新萃取工艺:(1)先萃取、最后去油脂。在液-液分配萃取过程中加入 5% NH4Ac;(2)先机械榨油、再萃取,将蒸干溶剂后的萃取物,直接倒入石油醚中。以印楝素A为考察指标,萃取效率顺序为:微波辅助萃取>常规溶剂萃取>CO2超临界萃取。常规溶剂萃取的适宜条件为:温度23oC,甲醇为萃取剂,物料比为1∶3(g/mL),萃取5 h×3,未榨油种仁和先榨油种仁的萃取率分别为 0.5453% 和 0.4951%. 微波辅助萃取采用冰封,萃取率不仅比常规溶剂萃取率高,而且萃取时间由5 h 缩短到3 min。以甲醇做溶剂、辐射功率为 210 W、物料比为1∶3(g/mL)、辐射时间为3 min×3,未榨油种仁和先榨油种仁的萃取率分别高达0.5612% 和 0.5190%. CO2 超临界萃取印楝种仁中印楝素的适宜条件为:温度为32°C,压力为32 MPa, 二氧化碳的流量10 kg/h,以甲醇为提携剂,物料比1:3,萃取120 min,萃取未榨油和先榨油的种仁粉末,萃取率分别为 0.2503% 和 0.2084%. 结合萃取后残渣的电镜扫描结果,探讨了这三种萃取方法的萃取机理。4.通过室内杀虫实验,对印楝素的活性做了比较。粗提物的活性顺序为:超临界萃取物>微波辅助萃取物>常规溶剂萃取物。它们对试虫有明显的选择性。对甜菜夜蛾和小菜蛾 3 龄幼虫用药后7 d 的LC50(以印楝素A计)分别为 573.68 μg/mL、441.88 μg/mL、151.04 μg/mL和65.93 μg/mL 、41.37 ug/mL 、25.36 ug/mL。分离后的成分不如粗提物的活性高,其活性效率顺序为:印楝素A>nimbin>salannin。印楝素对甜菜夜蛾幼虫的生长抑制率达到89.64%.5.采用生长速率法测定了印楝素室内抑制四种植物病原菌的活性。研究表明它们对瓜果腐霉菌的活性最高,为印楝素在抑制植物病原菌方面提供了理论依据。采用琼脂稀释法测定印楝素对四种细菌的抑菌活性,测得了对细菌的最小抑菌浓度和最小杀菌浓度。通过用抑菌圈法对印楝素的抑菌效果的比较,得到了其在不同浓度下对受试菌作用不同时间的抑菌百分率。结果表明,不同溶剂和方法萃取的印楝素对受试菌均有抑制生长作用,其抑菌活性没有明显差别。印楝素是一种有前途的杀菌剂。6.对印楝素进行了改性。通过光氧化把具有的活性较差的 nimbin 和 salannin 转化成活性较高的带有印楝素 A 结构的两种同分异构体,分别为nimbinolide、isonimbinolide 和 salanninolide、isosalanninolide。并对呋喃环转变成环氧丁内酯的氧化机理进行了探讨。用其进行室内杀虫试验,活性明显提高。7.对影响印楝素稳定性的因素做了较系统地研究,诸如温度、溶剂极性、酸碱度、抗氧剂和抗光剂等。结果表明,在室温下,印楝素在 pH 4-6 的溶液中比较稳定,而在强酸、碱、水溶液以及热甲醇溶液中分解较快。环氧化豆油有抑制印楝素热分解的作用,对氨基苯甲酸对印楝素有抑制光分解作用。在此基础上,得到了乳化性能好、稳定地印楝乳油制剂,为促进印楝的产业化提供了技术支撑。……   
[关键词]:印楝素;萃取;分离;稳定性;生物活性
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国林业科学研究院2004年