姜黄提取物的农用生物活性研究进展

研究论文 姜黄提取物的农用生物活性研究进展 冯小桂丁伟* ( 西南大学植物保护学院，重庆4 00716 ) 摘 要: 姜黄肠理 ulna 肠 ngL 系 姜科姜黄属多年生草本植物， 是一种重要药材，具有多 种药理作用。 近年来在农用研究 上也取得了 重要进展。已明确姜黄提取物对赤拟谷盗、谷象、 谷盆等多种储粮害虫 有较好的驱避作用; 对一些病原菌有一定的抑菌效果;对满类中的朱砂 叶满的效果也较好。 关键词: 姜黄; 提取物; 杀虫; 杀满; 抑菌 姜黄系姜科姜黄属多年生草本植物。可作为调味品、 色素、 香料、 染料、 杀虫剂，还是 一种非常重要的 药材。 姜黄的研究历史悠久， 印度传统医学认为， 姜黄根粉可治疗胆疾息、 厌食、 鼻炎、咳嗽、 糖尿病、 肝疾患、 风湿病和鼻窦炎。我国中医认为， 姜黄可用于腹痛、 黄疽等相关疾病的治疗。 此外姜黄还具有多种药理作 用， 如抗氧化、 抗感染、 抗癌、 抗微生 物、 抗病毒等活性。至于 姜黄在农业上的杀虫、 杀蜻、 抑菌活性研究，目 前已 有一定的研究 报道， 并显示出 广阔的 应用前景。 本文将对这方面的 研究进展进行如下综述。 1 姜黄提取物的杀虫活性 早在1 9 5 9 年S re e n i v as a m u rt h y 和Kris h n a m u rt h y 就报道了 在印 度人们用姜黄的根驱避害 虫。 1 9 5 2 年s u 等 1 用姜 黄的 石油 醚 ( 3 0 0 一 6 0 “ )提 取物 对 赤拟 谷盗几乙 。 l iu m。 as t a ne u m 进行了 为 期sd的 驱避 实 验。 发现 在浓度达到6 80 林 扩 c 衬时， 第ld的 驱避率为92 . 6 %， 第Z d 的驱避率为78. 5 %， 第4d和第sd的驱避率虽然略有下降， 但仍然分别高达67. 5 % 和4 7 . 5 %。 并证实姜黄素并非其活性组分。后又进行了活性跟踪， 利用液相色谱、薄层 色谱以及高效液相色谱等技术从该提取物中分离了ar一 姜黄酮和姜黄酮， 它们在浓度 2 00林 岁 c 扩时 对 赤拟谷盗 依然有较好的 驱避活性。 但前者每天的驱避率大概高于后者 2 0 %。初步判断此两种物质即为驱避活性组分。 1 9 8 3 年5 。 和J il a n i 用 姜黄 根 粉、 印 谏Azad irac人 iai n d ic a A . J u s s 叶 粉、 葫 芦巴升 心 。 - ne llafoen “ In一 “ u mL 叶粉分别以2 %和1 % ( 质量)的比例拌人软质冬小麦中评价对 对赤拟谷盗、 谷象Si lorhilusg ra na ri usL、 谷蠢R h 产 叩 ertha而 m in ica F.三种仓储害虫的驱 避作用， 发现姜黄根粉的驱避作用最好。上述三种植物的丙酮提取物、乙醇提取物、 石油 醚提取物分别对赤拟谷盗进行处理， 三者均对赤拟谷盗产生不同程度的驱避作用， 尤以姜 黄根提取物效果最佳， 但均不及干粉。可以作为天然的储粮害虫驱避剂。 基金项目: 重庆市自然科学基金资助项目 作者介绍: 冯小桂， 男， 硕士研究生. 从事天然活性化合物的结构修饰与合成研究 ， 。通讯 作者: 丁伟， E 心 1 : dwin 薛18 灿00 . c 几 。 。 m 科技创新与绿色植保 1 9 5 5 年J il a n i r ， 用l o o m g/ L 、 s o o m g/ L 、 1 0 0 0 m g/ L 三个 浓 度的 姜 黄 精油 各2 2 . 5 耐处 理4 5 鲍I R50 大米。随着浓度的增加， 驱避作用都增强。并发现处理过的大米中的储粮害 虫不能正常繁殖。 用浓度为s oom 岁L 、1 0 00m 岁L 的姜黄精油处理的大米中均未发现有成 虫繁殖， 即 使在较低的 处 理浓度下， 也没有繁 殖迹象。 在p ap erst ri p m et h od中， 姜黄精油 的驱避活性非常好， 随着浓度的提高， 驱避作用加强。随着时间的延长， 姜黄精油驱避作 用减弱迅速， 这有可能与姜黄精油中的活性组分姜黄酮、 ar 一 姜黄酮，挥发率较高有关。 用上述药剂处理的面粉饲养赤拟谷盗， 产生了一些较对照体重轻得多的幼虫、 蛹、 成虫。 后来作者又发现姜黄精油对谷蠢有驱避作用， 还有一定的拒食作用。 TriPa thi川 评 价了 姜 黄叶 精 油 对 谷 蠢、 赤 拟 谷盗、 米 象s it叩 h ilus 明 口 。 e L的 产卵的 影 响以及触杀作用，同时评价了对赤拟谷盗的驱避作用和杀卵作用。结果显示姜黄叶精油对 小谷蠢有较好的 触杀作用， L D 5 0 二 36. 7 1 m 岁L; 在熏蒸试验中， 对玉米象成虫的熏蒸活性 最 好， L C 50 二 11 . 36m 扩 L ; 当浓度达到5 . Z m 岁 c 扩 时对赤拟谷盗的产卵的抑制率达到 72%， 对卵的 孵化的抑制率达到80%;当饲料中 精油的浓度达到40. s m 酬9 时， 完全抑制 了三种害虫的繁殖。 此外姜黄茎根水提物对绿豆象 乙 云 2 之 山 口 b 川 h usch ，nens isL i n n ae 。还有一定的驱避 作用 。 姜黄的乙醚提取物对粘虫的胃 毒作用较好，以稀释10倍的提取物处理后的玉米叶片 饲喂粘虫， 4 8h后粘虫的死亡率达到60%。同时还发现姜黄的乙醇提取物对嗜眷书虱有较 好的 熏 蒸 活 性， 以Z m 岁 L 的 浓 度 进 行 熏 蒸 处 理4 8h， 嗜 眷书 虱 的 死 亡 率 达 到95% 闹。 最 近 姚 英娟 v 又 报 道了 姜黄 石油 醚 提 取 物 对 玉米 象孔叩 无 11 哪韶 a nzais M otsch ul s k y 有 显 著的驱避作用， 处理6 0h平均驱避等级均达到V级， 平均驱避率达到81. 7 %。 2 姜黄提取物的抑菌活性 姜黄素是从姜黄中分离出的一种非常重要的天然组分， 具有多种生物活性。 有文献报 道姜黄素在较高的浓度下有杀菌活性， 这可能与姜黄素在微量下具有光毒作用有关。 革兰 氏阴性细菌较革兰氏阳性细菌更能忍受这种光毒作用。 姜黄素在发挥光毒作用过程中 需要 氧， 有可能产生过氧化氢8 1 。 Negi 等0利 用 硅 胶 柱 色 谱将姜 黄 精油 分 成三个 馏 分。 评价了 这三 个 馏分 和 精油的 对 蜡状芽抱杆菌B ac ill usce re us 、 凝结芽 抱杆菌B a cil l usco agu la ns 、 枯草芽 抱杆菌B ac ill uss ub - t ilis、金黄素葡萄球菌St aP h 了 lo co cc usa u re 璐、 埃希氏大肠杆菌Esche成h 记co li 、 绿脓杆菌 Pse “ 而Inonas ae 川 g i nosa 的 杀菌作用， 发现馏分二对这些细菌的抑菌效果最好。 而th 等 0 从 姜 黄叶 的 正己 烷 提 取 物中 分 离出 一 种叫1汕 d a 一 5( 1 7 ) ， 1 2 一 d i e n e 一 1 5 ， 16di al的化合物， 发现这种化合物对克柔氏假丝酵母菌Can d id a 拾王砧 e i 和近平滑念珠菌 can di daParaPsi losis 的 生长， 在浓度为10此/ 耐时 对 埃及伊蚊的 致死率达到1 00%。 s in gh等 川 发 现 姜 黄 根 精 油 对c u 二 u la “ 。 尸 a ll 钻 ce 。 、 镰 形 刺 盘 抱co lle to tr 诚u m fa 肠 a t u m 、 禾谷镰 抱霉尸 邵 a rium gram ine a ru m 、 土曲 霉A sP e rg ill uste rTeus都有 较 好的 抑菌 效 果， 而 对黑 曲 霉、 镰刀菌彻a 瓦 u m。 o la n i 无效。 姜黄 根 茎中 含 有大量的ar 一 姜黄 酮， 大概51 . 7 % 。 玩 e 等 2 发现。 r 一 姜黄 酮在浓 度为 s oom 岁L 时能够较好的抑制晚疫病菌尸 人 皿 叩 ht horai nfe占 t a ns和白粉病菌 哪勿 hegr Q m in is ， 研究论文 而 对稻瘟病菌再 扬 召 刀 即。 rt heg r is e 。 、 立枯丝核 菌Rh汤 cton 记50 坛 ni 、 灰霉病菌B O 娜is ri ne rea、 小麦叶锈病菌尸 配 亡 in 如reco n d it a 无效。 s ah a 等 3 发现姜 黄的乙 醇 提 取物和 水提物能1 0 0 %抑制茶树上茶轮斑病菌尸 es t a - l o t 帅， ist h e a e( S a w . )S t e y 、茶刺盘抱菌 C o l l e t o t r ic h u mc a m e l l i a e M a s s . 、C u 二 u l a r i ae r- a g ro s i d is( P . H e m m i n g s ) 、可可球二抱B o l ryod iP le d i a t h e o b ro m a e P a t o u i i l a r d 4种病原菌 抱子的萌发。 Ki m 等 4 发 现 姜黄 根茎的 正己 烷提取物在1 0 00m 梦 L 时， 对麦类白 粉病菌B ot 哪 15 ci ne 血、马铃薯晚疫病病菌Ph州 oP ht horai nfes t a 。、 立枯丝菌核R h 如c to n iaso la ni有较好的 抑制作用;乙酸乙醋提取物在l ooom 岁L 时对灰霉病病菌Bot 小isc ineri a 、马铃薯晚疫病 病菌、 小麦锈病病菌P uc ci n iareco ndita、 稻瘟病病菌R h iso以 on记， 口 la ni有抑制作用。而从乙 酸乙酷提取物中 分离到的姜黄素浓度为s oom 岁L 时， 对马铃薯晚疫病病菌、 小麦锈病病 菌、 立枯病病菌的抑制率分别为1 00%、1 00%、 63%， 浓度为2 50m 梦L 时对上述三种病 菌的 抑 制 率 分 别 为85%、 76%、 45%。 杨帮等 ” 一 6 评价了 姜黄取物 对玉米小斑病菌石 酷 之 m i nt h osPo ri “ mn 哪d is 、 棉花枯萎病菌 尸 哪 a ri “ mo 多 笋 毕 o ri “ m 、 柑橘绿霉病菌Pen ic ill ta md 娜ta tu m 、 小麦纹枯病菌R h 如c to n 如ce re a is 4 种植物真菌的生物活性。发现乙醚提取物对玉米小斑病菌抑制效果最好，E C 5o= 0 . 4 68 8 岁L ; 石油醚提取物 对小麦纹枯病菌的 抑制效果最好， E C 50二 0 . 0 3 4 0 Lo 3 姜黄提取物的杀蜻活性 目 前 针 对 姜黄 提取 物的 杀 蜡 活 性研 究比 较 少。 张 永强等 ” 研究了 姜黄的 正己 烷、 苯、 无水乙 醚、甲 醇和水等溶剂的 顺序和平行提取物对朱砂叶蜡Te tranych usci n naba ri n us的生 物活性。测定了不同提取物对朱砂叶蜡的触杀毒力。结果表明: 处理72h 姜黄的顺序提取 物中， 正己 烷和苯提取物对朱砂叶蜡的校正死亡率均为10 0 %; 在平行提取物中， 72h 正 己 烷、 苯、 无 水乙 醚、 甲 醇 和 水 提 取 物 对该蜡的L c 50 分别为0 . 7 753 、 0 ， 0 993 、 0 . 9 855 、 0 . 7 8 7 3 、和0 . 8 3 8 4 岁L 。 姜 黄 素 具 有 一 定的 杀 蜻活 性 “ 。 鉴于 姜黄素 结构中 存在介 二 碳基， 较易 于 脐类物 质 反 应 生 成 腺， 且 粽 类 物 质 又 具 有多 种生 物活 性 9 ， 邹怀波 划 对姜黄 素 结构 进行了 改造， 合成了 一种新的姜黄素衍生物 姜黄素缩二一 ( 2 ， 4 )一 二硝基苯腆。 此种物质在浓度为 3 m 岁而时对朱砂叶蜡24h 、 4 8h、 7 2 h 的致死率分别为67. 6 %、 91. 3 %、 99. 3 %，活性明 显高于姜黄素。 4 结论 姜黄是一种重要的药用植物， 从药用植物中筛选具有杀虫、 杀菌等多种生物活性的有 效组分是目 前无公害农药研究的一个重点。目 前最成功的例子当推印谏素。姜黄作为一种 药材， 除了有多种药理活性外， 还对多种害虫， 尤其是储粮害虫有驱避、 杀卵、 触杀、胃 毒、 抑制生长等作用， 作用方式多样， 可以作为天然的植物性储粮保护剂， 是解决目 前因 大量使用化学农药而导致严重抗性问题的一种有效途径。 从上述研究状况还可以看出姜黄 提取物还对多种植物病原微生物有活性， 还有一定的杀蜡活性。 但是这些活性到底与其中 的哪些组分有关目 前尚无定论， 因此活性追踪研究应该是今后姜黄研究的一个方向。此外 44 6科技创新与绿色植保 还有研究表明姜黄素以及姜黄提取物有一定的抗人类免疫缺陷病毒 ( HIV ) 、 抗流感病毒 等抗病毒活性， 但是目 前还没有姜黄提取物抗植物病毒的 报道， 这是目 前姜黄研究的一个 空白 地带。植物病毒号称 “ 植物癌症” ，目 前还没有有效的抗病毒药剂， 从植物中提取抗 病毒成分， 开发天然抗病毒药剂是植物病毒防治工作的一个有效途径。 参考文献 1 s u Hc r ， H o rv atR ， J i l a n i GI so l a io n ， Puri fi c a t i o n a n d c h a ra c te ti z a t i o n ofI n s e c t R e p e l l e n tS fromcurc 少 ma lo 刀 召 a L .J o u m alofA 护c u l t u 司 a n d F oo d C h e m i s t叮， 1 9 8 2 ， 3 0 ， 2 9 0 一 2 9 2 2 suHC r ， H o rV a t R ， J i l 丽 c . I s o l at i on， 肠 场 r a t呷 St u d i oo n Se v e ralp l ant M ateri al s asI nsec t R e 衅 l l ant forProte c o io n ofC e re 日G ra i ns .J ou rn 滋oft 玩E n t o m o 】 )gi c al阮ie tyofA meri c a ， 1 9 8 3 ， 7 6( 1 ) : 1 1 5 4 - 11 5 7 3 J i l ani G ， S axenaRC ， R u e d a B P .Rep l l e n t a n d 脚讯 h 一 I n h ib it i n g E ffec t s o f Turme ri c o i l ， Swe e 山 a g o i l ， a n d“ M ar g o s an一 0 ”o n R e d Fl o u r B ee t l e( C o l e o p t e ra : Ten e b ri o n i d ae) .JO u m dofE c o n o m ic E n t o m o lo 罗， 1 9 8 8 ， 8 1( 4 ) :1 2 2 6 一 1 2 3 0 4 T “ p a t h i K ， p raj叩 a t i N ，V e rma N ， 以a l .B i o a c t i v it i e s o f t h e 反afE s s e n t i 以o i l o f C u re u m a 助n ， ( V ar c h 石 6 ) o n Three S 件c i e s ofs to re d 一 P r o te c t B e e t le s( C o l eo p t e ra ) .S tore d 一 而d u c t an dQ u a ra n t i ne E n to n lo lo 留， 2 (X)2 ， 9 5( 1 ) : 1 8 3 一 1 8 9 5 P a r ti RN ， M on d K . E va l o a : 1 朋ofso m e p la n t E x lracts asR e 脚 l l e n :s A 邵 n i o s t t h e p o 1 ， e B ， t le ， 口 左 “ 0 - b r uC h oCh。 括( Li n n ) .I nfes t i n g G re e n 脚。S e e d s .Sei ，c o I t .1 996 ， 6 : 6 3 6 丁伟， 张永强， 陈仕江， 等，14种中药植物杀虫活性的初步研究.西南农业大学学报 ( 自 然科学 版) ， 2 0()3 ， 2 5( 5 ) : 4 1 7 一 4 24 7 姚英娟， 薛 东， 杨长举， 21 种植物提取物对玉米象的生物活性，昆虫学报， 2 00 5 ， 8( 5 ) : 6926 9 8 5 n 旅 I T A ， M c cow anwW ， s h an d MA . Ph o to k ill i n g ofB ac te ri a b y t h e N a t u 司场e C u rc u 而 n A o h iv e s ofM i c ro b i o l o gy.1 9 8 9 ， 1 5( 2 ) : 1 8 3 一 1 8 5 9 1N e g i p S ， Jay即 ra k as h a GK ， R a o L J M .A n t i b a c t e ru a k A c t i v i t y OfTurme ri c o iI OfAB y p rodu c t 如mC ur- c u m i n M anu fa c tu re .J o u n a l ofA gric u l t u re ，F 仪 刁C h e m i s t 钾 . ， 1 9 9 9 ， 47 ( 1 0 ) : 4 2 9 7 一 4 3 00 1 0 R o th c N ， A 而 ta b h c ， N a ir MG ， eta l . 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