天然除虫菊的开发及应用

天然除虫菊素

农药科学与管理PESTICIDESCIENCEANDADMINISTRATION2002,23(2)

天然除虫菊的开发及应用

张夏亭

(云南红河森菊生物有限责任公司,云南泸西

652400)

中图分类号:S482.2文献标识码:B文章编号:1002-5480(2002)02-0025-03

vitro)除虫菊植株组织来生产除虫菊素的设想与

天然除虫菊素对害虫有着击倒快、使用浓度

低、杀虫广谱、害虫不产生抗性、对温血动物及人研究[1]。美国尤他州AgriDynetechnologiesInc用基畜低毒、低残留等诸多优点,但由于其在光照及空因工程将除虫菊素在植物中的初级合成物气下不稳定(易分解)和资源的短缺,其发展逐步

(Precusors)转移到微生物上,按除虫菊素生物合成

陷入低迷状态。自20世纪20年代Elliott.M博士步骤,在生物反应器(Bioreactor)中人工控制生合成第一个拟除虫菊酯以来,30年代就有大量拟产。目前,。如果这些除虫菊酯类化合物面世,成为继有机氯、有机磷、氨基甲酸酯后的另一大类新农药。

拟除虫菊类农药()。2除虫菊是多年生草本科植物,地面以上部分

。均会有除虫菊素,花中含量最高,是种植、加工业较稳定,对农产品、环境中的残留问题日益突出,注意的焦点。据报道,云南红河州泸西、弥勒等地应用拟除虫菊酯引发致畸、致癌的研究报告也不产的除虫菊花中含除虫菊素为1.3%～1.87%,断出现。因此,自20世纪80年代以来,对生物农平均约为1.5%以上,秸秆中含量为0.08%～药的研究、开发日渐兴起,天然除虫菊的种植、加工、深加工技术与规模也空前的增长。

1

0.1%。与肯尼亚、坦桑尼亚报道的数据接近,并略

高于他们,大大高于日本的0.9%～1.2%,也高于印度和澳大利亚的除虫菊花。

除虫菊素主要在除虫菊花中,所以要根据地区所产的除虫菊花来设计其加工技术。例如:云

除虫菊的种植规模与技术水平

受拟除虫菊酯的冲击,天然除虫菊在20世纪

80～90年代产量有所下降。由于人们的健康与环

保意识的不断提高,对农药给农产品带来的污染南红河州除虫菊干花产量最高150kg/mu,最低只问题十分关注,尤其一些“绿色食品”的兴起,天然有50kg/mu,平均值为80kg/nu(2001年数据)。适除虫菊市场需求也随之增长,各除虫菊生产国产合于集中收购除虫菊干花,加工成25%、50%等量也不断上升。从1995～2000年的统计数据来高浓度菊油(萃取物)脱色、脱腊产品(paleex2看,原天然除虫菊的生产大国,肯尼亚产量约tract);秸秆适于加工成粉剂、可湿性粉剂或驱蚊、

10000吨,坦桑尼亚约2552吨,预计未来我国及澳杀蚊的家庭用蚊香类产品。除虫菊干花加工菊油

大利亚很可能成为除虫菊生产、消费大国。目前,的工艺及装置,在90年代前几乎都是溶剂萃取中国云南红河森菊公司产量约5000吨。

法,选用溶剂有正己烷、石油醚等,这个工艺固定

除虫菊是一种多年生菊科植物,它的种植技资产投资少、投产快。其主要缺点是,易引起火术要求并不严格,日照在250～270d/a排水良好,灾,安全性差、回收溶剂时有污水、生产周期长(每海拔在1500～2000m地理位置,年平均气温在处理一批料约48h)。用密实流体CO2对除虫菊花

)。15℃(最高30℃,最低6℃近年由于市场对天然

粉(粉碎物)进行工程试验萃取除虫菊花粉中的除

除虫菊素需求不断增长,出现了用试管培养(In虫菊素,是在1998年进行的,并取得了成功[2]

收稿日期:2001-10-10;修回日期:2002-02-03

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天然除虫菊素

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表2毒性试验结果

供试动物大白鼠(雄)大白鼠(雄)小白鼠小白鼠

给药方式经口经口经口经口

LD50(mg/kg)

710584～900273～796172～452

2002,23(2)

超临界CO2(SC-CO2)萃取除虫菊素技术,比溶剂法处理周期短,只有2.3h,加上脱腊处理,不超过12h。CO2是灭火剂,所以安全有保证,也没有溶剂回收问题,无污水,CO2不在产品中残留。当然,固定资产投资大也是这项技术一大关键问题。用SC-CO2技术生产除虫菊素工程化后,世界市场已陆续出现SC-CO2萃取的高浓度除虫菊油的高品质要求。中国云南红河森菊生物有限责任

单位

FAO/WHO1971FAO/WHO1971FAO/WHO1971FAO/WHO1971

3.1除虫菊素对动物妊娠及生产影响试验(FAO

以每组9只兔子,共分2组,按体

/WHO1971)

公司在用超临界CO2高新技术萃取除虫菊花方面重给药0～16mg/kg,共8～16d,对胎位检查未发有很大优势。用SC-CO2萃取的除虫菊素,产品质现不正常现象,所产幼仔,对照组与试验组无差量等各项技术经济指标完全可以达到规模生产的异,未发现致畸现象。

要求,优于溶剂法(可达到WHO级标准气雾剂)。3.2除虫菊素致敏试验(FAO/WHO1971)

每

除虫菊的秸秆、萃取后的花残渣可加工成0.1%组9只豚猪共2组。1组以1--2,4-2磷基苯作的粉剂或可湿性粉剂(加入增效剂及稳定剂)。可对照,1应用大田、牧场、森林及果园、蔬菜害虫的防治,这类加工剂型,世界市场需求量也很大3大白鼠

g/kg以下相当于10mg/kg体重(上限)。人的

研究与评估

、用量日益增加,这种化合物对人、畜的安全,就变成了一

摄入量0～0.04mg/kg体重;食物中残留限量

3mg/kg;工作场所允许浓度5mg/m

3

(OSHAPel

1988)。除虫菊素虽然对温血动物及人类较为安

个普遍关注的问题。联合国粮农组织(FAO)与世全,但对水生动物却极具危险性,对鱼类的半致死界卫生组织(WHO)于1965～1972年,先后召集多浓度LD50仅为0.032mg/kg,所以在应用时,尽量次讨论会,对其急性、亚急性毒性、致敏性试验、蓄不要进入水体。对蜜蜂有拒避作用。积性试验和三致作用进行研讨,美国劳工部职业安全与健康署(OSHA)也投入大量人力、财力,对

4除虫菊素常用的增效剂及稳定剂

卫生用或农用除虫菊制剂加工时,多数厂家

除虫菊素对人的安全问题进行研究。结果表明,都要加入增效剂及稳定剂,以保证产品高效、低天然除虫菊素是一种高效、低毒、低残留杀虫剂,毒、贮存及使用后不致快速分解失效。对除虫菊可用于化妆品及动物肠胃寄生虫杀虫剂。经我们素最广泛应用的增效剂为胡椒醚也叫增效醚

芝麻素(Sesamin)、对红河森菊公司产除虫菊毒性试验结果表明,90d(piperonylbutoxidePB或PBO)、

致敏试验为阴性,动物解剖均未见异常改变,无致增效磷(SVl),经试验一般都增强除虫菊素杀虫效

果3～10倍,这方面研究较多,都是采用大筛选的癌、致畸、致突变初期症状(见表1)。

方法,机理方面知之甚少。作者以马兜铃种植物表1毒性试验结果

供试动物

SD雌大白鼠SD雄大白鼠SD雌大白鼠SD雄大白鼠

给药方式经口经口经皮经皮

LD50(mg/kg)1050～27802710～2010>2000>2000

单位

华西医大2001年6月华西医大2001年6月华西医大2001年6月华西医大2001年6月

北细辛(AsarumheterotropoidesFrschmitvar,mands

huricum)提取物及苎烯(limoene)以除虫菊素:苎烯=100:20配成5%除虫菊素乳油,防治仓库害虫,

取得了良好的效果(比对照样高出5～6倍)。

天然除虫菊是一种不稳定的化合物,尤其在

表2列出,联合国粮农组织(FAO)及世界卫强光及空气中。加入5%(按有效成分计)BHT或

生组织(WHO)用溶剂萃取法对肯尼亚(Kenya)除BHA,经检测,可阻止除虫菊素在室温下分解,但虫菊素混合样进行毒理试验的结果。

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)还需进一步工作。(下转第34页)高温(50±4℃

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草剂,尤其是麦类、大豆和玉米田除草剂。

4.2

部分农药企业对农药毒性的理解模糊,对未来形

生物农药欲争一席之地我国目前的生势的严峻性估计不足,在淘汰停产“高毒”农药上

物农药有Bt、NPV核多角体病毒、各种植物源农游移不定,患得患失,缺乏壮士断腕的魄力。当断药、阿维菌素及多种抗生素等。生物农药近年来不断,必将贻误战机,痛失农药市场再分配的制动市场份额逐年增加。随着绿色文明的深入,此类权。从历史上看,每当市场进行再分配之时,勇于农药产品将更多,产量将更大。

4.3

破旧的公司总能抢占先机,成为行业排头兵。

5.2“问题”农药投产需慎重

转基因作物需提倡目前,农药的转基因部分企业目光

作物发展迅猛,尽管出现了Bt转基因作物的黑脉不够长远,匆忙投产或计划投产一些国外已经禁斑蝶、幼鼠、过敏及逃逸等事件,但围绕转基因作用和马上要禁用的农药产品。如部分有机磷产品物的研发热情仍在增长,尤其是耐除草剂转基因在美国和西欧等发达国家已限用或禁用,而国内作物是目前研究热点。我们应对转基因作物进行众多厂家仍热衷于此。在产品调整问题上,切不全面了解,以免多走弯路。

4.4

可搞什么过渡产品或权宜之计。只有立足长远,

近年来,剂才能保证投产产品的生命周期。

5.3

加强剂型技术、助剂的开发

型加工技术成绩斐然,已成功开发多种新剂型,如

发达国家的经

水乳剂、微乳剂、悬浮剂、悬乳剂、水溶剂等水基制剂;,但企业需尽早做好替代性粒剂、。企业需随时了解各方面的信息,要有剂、干悬浮剂、、。总忧患意识,做好入世后企业应对的长远规划。之,毒性低、多功能、省工省时、以水为

主要参考文献

基质是剂型发展方向。针对种植业结构的调整,1张敏恒.农药商品手册.沈阳出版社,1999对旧剂型提高性能,同时增加新剂型,开拓新的市2胡笑形.新英汉农药辞典.外文出版社,1999场空间。如国产铜制剂存在作物附着性差、不耐雨水冲刷、颗粒粒度不够细,悬浮剂均相不稳定、久置分层或结块等缺陷,这些都严重制约了消费者的购买积极性,致使同样产品,洋货价高、畅销,

3刘志俊.世界农药工业发展新格局及建立其可持续发

展的思考.中国化工信息,2001(1):14～15

4凌世海.“十五”期间我国农药新剂型的开发.第11届

全国农药信息交流会论文集,2000

5胡笑形.草甘膦-25年来持续增长的除草剂.农药市

国货价低、少人问津。因此,加强农药剂型技术、场通讯.1999(6):15助剂的研发同样刻不容缓。6屠豫饮.中国农药行业如何面对我国进入世界贸易组

5

值得关注的问题

淘汰高毒农药产品不能讨价还价

目前,

织后的形势.农药应用,2001(3):4～5

5.1

(上接第26页)现在也有人在制剂中加入对苯二

这方面报道及研究甚少,根据所得到的资料,

酚(Hydroquinone)或单宁酸(Tannicacid)等方法,轻微中毒可服用抗组胺药物,缓解症状。如过量来增加除虫菊素的稳定性。本文作者曾从芦苇吞食除虫菊素,出现神经中毒现象。

(phragmitescommunisTrin)叶,用120号油提取物

主要参考文献

以20%(以除虫菊素有效成分计)加工成5%除虫1SrdjanJoveticiNaturalpyrethrumsandBiotechnologicalAl2菊素乳油,发现除虫菊素的稳定性、光稳性大有改ternativesNO.21December.1994善,这是个初步的发现,还需要进一步深入工作。

5天然除虫菊素中毒急救法

2MarentisR.T,Stepstodevelopingacommercialsupercriticalcarbondioxideprocessingplant.In:CharpentierB.A.Sevenantsandchromatograrhy.WashingtonD.C;ACS1998

,127

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