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蓖麻提取物生物农药研究

周勇强  
【摘要】: 本文系统的研究了蓖麻粕中各杀虫有效成分的提取分离方法及工艺,并分别进行了杀虫效果试验,具体的实验内容及结果如下: 1、从蓖麻粕中分别用乙酸法和磷酸缓冲液法提取出蓖麻粗蛋白,再用柱层析法对其进行分离纯化,得到了蓖麻毒蛋白纯品,最后用Tris-Gly SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳对产品进行了分析。实验结果表明,提取到的蓖麻毒蛋白纯品纯度较高;用磷酸缓冲液法提取蓖麻粗蛋白要比乙酸法提取的效果好;磷酸缓冲液法的最佳工艺条件为:提取的最佳硫酸铵饱和度为60%,而且样品透析后必须经过聚乙二醇吸水。最佳提取时间为浸泡20小时。 2、利用提取到的蓖麻毒蛋白纯品进行了室内杀虫效果试验。试验结果表明,蓖麻毒蛋白纯品对菜粉蝶3龄幼虫和蚜虫的防治效果并不明显,当蓖麻毒蛋白浓度为0.1%至0.8%时,防治效果为30%-50%。 3、从蓖麻粕中分别用水和无水乙醇作为溶剂,使用常规加热浸提的方法提取出蓖麻碱粗提物,并对提取时间等条件进行考察,再用三氯甲烷回流,无水乙醇反复重结晶,得到白色针状结晶蓖麻碱纯品,最后用紫外光谱、红外光谱、液相色谱、液相色谱-质谱联用和核磁共振等检测方法对提纯到的蓖麻碱纯品进行了分析。实验结果表明,提取到的晶体其主要成分为目标产物蓖麻碱,而且纯度较高,仅含有极少量杂质;用水作溶剂提取蓖麻碱要比用无水乙醇作溶剂效果好;加入40克蓖麻粕,固:液为1:15,提取时间2小时蓖麻碱提取率最高;先除去油脂有助于蓖麻碱的提取,蓖麻碱粗提物提取率约为10%,其中未去油的40g蓖麻粕的平均得率最高;蓖麻碱主要存在于蓖麻壳内;紫外法测定蓖麻碱的标准曲线的回归方程Y=0.0167+0.03808x,R相关系数=0.99987,n=5,呈线性关系,符合定量测定的要求。 4、使用微波萃取方法从蓖麻粕中提取蓖麻碱,并对料液比、颗粒度、提取时间、提取温度、提取功率对提取率的影响进行了探讨。实验结果表明,微波萃取方法提取蓖麻碱效率较高;料液比对提取率的影响不大;在相同的提取条件下,料液比为1:60;提取时间为20 min:提取温度为100℃;提取功率为600W;蓖麻碱的提取率最高;以水作为提取溶剂,利用微波萃取方法提取蓖麻碱,其最佳工艺条件为:料液比1:50、提取温度100℃、提取时间20min。在此条件下,蓖麻碱微波提取的浓度为8.564mg/l。 5、利用提取到的蓖麻碱纯品进行了室内杀虫效果试验和田间杀虫效果试验。试验结果表明,蓖麻粗提物中杀虫的主要有效成分是蓖麻碱,蓖麻碱对斜纹夜蛾、小菜蛾和白纹伊蚊幼虫等都有优异的杀虫效果。 6、通过计算得出蓖麻碱的基本量子化学参数,并从键能的角度对蓖麻碱分子进行分析,探索除去蓖麻碱分子上氰基团的改性方法。通过蓖麻碱纯品、蓖麻碱稀盐酸处理后、蓖麻碱氢氧化钠处理后和蓖麻碱微波改性后的红外光谱图进行比较分析,可以得知,通过一般的酸碱加热方法无法去除蓖麻碱分子中的氰基,不能对蓖麻碱进行改性;在以浓盐酸做氧化剂,以微波温度定为150℃,微波功率600W和微波时间4.5hr的条件下对蓖麻碱进行改性实验有效,成功的除去了蓖麻碱分子中的C—N三键,得到的改性后的物质应为为4—甲氧基—1—甲基—2—吡啶酮。 7、比较蓖麻碱改性前后的杀虫效果,得知蓖麻碱去除氰基改性后的杀虫效果大大降低了,从而肯定在蓖麻碱分子中的氰基团在杀虫作用机理方面起了极其重要的作用。


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