艾草驅(qū)避蚊蟲研究進展

吳芳芳 何炎森 盧勁梅 李珊珊

摘要：為了深入研究艾草各成分的驅(qū)避功能，提高艾草在相關(guān)驅(qū)避產(chǎn)品中運用的綜合利用效率，通過文獻資料的查詢收集，對艾草的活性成分及其提取方法、驅(qū)避蚊蟲對象及方式等方面的研究進展進行總結(jié)。同時，結(jié)合艾草驅(qū)避劑開發(fā)現(xiàn)狀，分析目前存在的利用不完全、機理不透徹、分離提取技術(shù)低、開發(fā)利用遇瓶頸等問題，展望了艾草作為天然驅(qū)避材料在未來蚊蟲驅(qū)避劑市場的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：艾草，驅(qū)避活性，蚊蟲

中圖分類號：S1

文獻標志碼：A

論文編號：cjas14120023

0引言

艾草，又稱艾蒿、甜艾、家艾，為菊科多年生草本植物。主要分布于亞洲東部地區(qū)，在中國廣泛分布于東北，華北，華東，西南等各省區(qū)。古籍中將艾分為北艾、海艾、蘄艾等。艾草除了具有通氣活血、抑菌殺毒的功效外，其植株香氣濃烈還是一種天然并且價格低廉的殺蟲植物。中國早在千年以前就懂得焚燒艾草以驅(qū)趕蚊蟲，至今在全國大部分地區(qū)依然保留著端午節(jié)將艾草懸掛門前驅(qū)趕蚊蟲的傳統(tǒng)習俗。相較于20世紀50年代起開始廣泛使用的避蚊胺，艾草作為友好型植物驅(qū)避劑對人體和環(huán)境不構(gòu)成任何危害，是一種具有潛在開發(fā)前景的蚊蟲驅(qū)避資源。筆者通過對艾草的活性成分及其提取方法、驅(qū)避蚊蟲對象及方式等方面研究進展進行綜述，同時結(jié)合艾草驅(qū)避劑開發(fā)現(xiàn)狀，分析存在的問題，以期為艾草驅(qū)避功能的研究及其綜合利用提供參考。

1艾草驅(qū)避蚊蟲研究進展

1.1艾草驅(qū)避蚊蟲原理

蚊蟲不僅叮咬人畜，還會對一些病原體進行大范圍的傳播，國內(nèi)常見的此類病原體包括有登革熱、流行性乙型腦炎、瘧疾等，國外常見的還有黃熱病、西尼羅熱、以及各類馬腦炎等。研究表明，蚊蟲通過氣味誘導定向選擇吸血寄主，人體以及其他動物釋放的二氧化碳、乳酸和其他氣味等多種化合物共同吸引蚊蟲寄主行為的產(chǎn)生。目前，對蚊蟲的驅(qū)避有3種方式，一是通過過度刺激使蚊蟲長時間無目的行動；二是用化學分子阻塞蚊蟲感受器以隔絕外界條件的刺激；三是反向刺激使蚊蟲在難聞氣味區(qū)域不做停留。艾草精油或提取物對蚊蟲的驅(qū)避方式具體表現(xiàn)為熏蒸、胃毒、拒食、觸殺、忌避和抑制等作用。

1.2艾草驅(qū)避蚊蟲成分及驅(qū)避對象

艾草植株含有多種化學物質(zhì)，主要包括揮發(fā)油類、黃酮類、三萜類、桉葉烷類以及其他成分等。揮發(fā)油類作為驅(qū)蚊的主要作用物質(zhì)，含量約0.20%～0.75%，具體成分也由1985年朱亮鋒等首次鑒定的40種到2012年李玲等報道的80種。逐步確定的艾草揮發(fā)油主要成分有桉葉油素（包括l，8-桉葉油素、1，4-桉葉油素）、樟腦、龍腦、艾醇，蒿酮，蒿醇，桉樹腦，石竹烯等。黃酮類主要包括槲皮素、柚皮素、芹菜素、香葉木素、鼬瓣花素、粗毛豚草素以及6種黃酮化合物。三萜類主要有無羈萜、α-及β-香樹脂醇等11種成分。艾草桉葉烷類主要有柳杉二醇、魁蒿內(nèi)酯等5種成分。此外，艾草還含其他的反式苯亞甲基丁二酸等酸類、豆瑙醇等醇類、油酸乙酯等酯類物質(zhì)。艾草驅(qū)避活性成分、驅(qū)避對象及驅(qū)避方式已有許多研究報導（表1）。

1.3艾草驅(qū)避蚊蟲成分和含量的影響因子

艾草植株驅(qū)避蚊蟲的效果受到自身生長發(fā)育的影響，植株的不同生長發(fā)育階段呈現(xiàn)不同驅(qū)避效果，成年植株比幼年植株效果強。據(jù)研究，不同地區(qū)不同品類的艾草揮發(fā)油含量存在明顯差異。不同季節(jié)采集的艾葉，其揮發(fā)油含量不同，同一天不同時間段采集的艾葉，其揮發(fā)油的含量也不相同。這些研究表明：采收時間、生長地點以及植株生長階段等都會影響艾草驅(qū)避蚊蟲具體活性成分及其含量。

1.4艾草驅(qū)避活性物質(zhì)提取方法

艾草揮發(fā)油提取包括有水蒸氣蒸餾法、索氏提取法、乙醇提取法、石油醚提取法、超聲波輔助提取法、超臨界CO₂提取法等多種方法。谷曉慧等采用水蒸氣蒸餾法、索氏提取法、乙醇提取法、石油醚提取法進行艾草揮發(fā)油提取，獲得數(shù)量分別250、240、15、0.5mL。何正有等經(jīng)過對水蒸汽蒸餾法、石油醚提取法、超臨界CO₂提取法分別進行艾草的揮發(fā)油提取實驗，收率相對應(yīng)為0.86%、2.08%、2.11%。艾草驅(qū)避活性物質(zhì)提取方法各有優(yōu)缺點，水蒸氣蒸餾法產(chǎn)量高但純度差；索氏提取法時間長；乙醇提取法出油率低且純度差；石油醚提取法出油率低但純度高于乙醇提取法；超聲波輔助提取法所需時間短但不適合大規(guī)模提??；超臨界CO₂提取法作為新型提取方法，安全、無毒、高效、節(jié)能，適合大批量生產(chǎn)，但成本較高，需要在高壓下進行，生產(chǎn)技術(shù)難度高。

2艾草作為驅(qū)避蚊蟲植物的利用現(xiàn)狀

2.1研究發(fā)現(xiàn)的艾草驅(qū)避作用

早年研究發(fā)現(xiàn)艾草煙薰劑除了抑菌殺菌作用外還具除蚊滅蛆殺跳蚤的功效，經(jīng)過不斷實驗，研究發(fā)現(xiàn)艾草的精油或提取液對家蠅有較強拒食作用，對果蠅及家蠅都具有熏蒸活性，對菜青蟲則主要表現(xiàn)胃毒和拒食作用。艾草粗提物與其他的化學藥劑適量混合后對甜菜夜蛾的幼蟲胃毒效果明顯。艾草的不同溶劑提取物對家蠅和馬鈴薯甲蟲的忌避作用、對赤擬谷盜的抑制作用非常強烈，它的不同提取物對菜青蟲、褐稻虱成蟲等有良好的拒食作用。綜上，艾草對蚊蟲驅(qū)避作用的研究主要集中表現(xiàn)在以下3個方面內(nèi)容：焚燒艾草進行煙熏驅(qū)避的作用，取食毒害的驅(qū)避效果以及艾草精油或提取物對蚊蟲的驅(qū)避作用。目前，利用生物工程技術(shù)、艾草驅(qū)避和毒副作用的機理研究、配合艾草精油或提取物而研制的高效植物源蚊蟲驅(qū)避產(chǎn)品具有廣泛的實用價值和市場空間。

2.2常見艾草驅(qū)避劑類型

根據(jù)艾草的驅(qū)避作用，人們將艾草加以制作用于霜劑、乳劑、噴霧劑、氣霧劑、粉劑等驅(qū)避劑型中，其中常見的霜劑有藥膏等，乳劑包括微膠囊等，噴霧劑及氣霧劑常通過將艾草與其他驅(qū)蚊物質(zhì)進行復配形成花露水，蚊香，殺蟲劑等形式，粉劑則表現(xiàn)為驅(qū)蚊爽身粉以及驅(qū)蚊殺蟲藥粉等。除此之外，艾草揮發(fā)物質(zhì)還可濃縮于香皂、香燭之中，通過溶解或點燃的方式揮發(fā)出來，達到驅(qū)避蚊蟲的效果。此類驅(qū)避產(chǎn)品使用方便快捷，作用時間較長，驅(qū)避效果明顯，因此在消費市場上占據(jù)重要地位，受到民眾的廣泛接受和日常使用。如今，為了使艾草的驅(qū)蚊功能得以穩(wěn)定發(fā)揮且不受到空間、溫度等各方面條件所局限，研究人員充分利用已有的微膠囊制劑技術(shù)將艾草整合作為芯材整理于紡織品中，從而使生產(chǎn)出的布料、服飾、被褥等系列紡織類生活用品兼具實用性與時尚氣質(zhì)，受眾更多，作用場合更廣。越來越多的天然無害安全驅(qū)避劑也正在充分利用艾草驅(qū)避蚊蟲的特性加以開發(fā)和利用，為人類減少蚊蟲帶來的困擾。

3存在問題與展望

3.1存在問題

目前，艾草作為天然植物驅(qū)避劑的研發(fā)應(yīng)用已經(jīng)逐漸受到關(guān)注。艾草應(yīng)用于蚊蟲驅(qū)避已經(jīng)取得一定的進展，但是在驅(qū)避機理的了解和研發(fā)利用等方面還是存在很大的局限，主要表現(xiàn)在以下4個方面。（1）人們對艾草的各個部位成分特點掌握不全面，尤其是針對艾草根、莖的研究報道還比較少，以至于難以確定艾草根、莖是否具有與艾葉相同的驅(qū)避蚊蟲相關(guān)成分，因其缺乏相關(guān)研究數(shù)據(jù)的證實，至今沒有作為加工原材料的實踐，造成大量根、莖資源的浪費。而艾葉資源量有限，直接導致驅(qū)避產(chǎn)品產(chǎn)量不高，從而致使農(nóng)戶或者企業(yè)的收益限制。（2）已有的報道多集中在艾葉的藥理方面，針對艾草驅(qū)避蚊蟲的機理研究不多，特別是有關(guān)艾草與蚊蟲的協(xié)同進化，如二者在相互選擇的過程中是否產(chǎn)生一定的相互適應(yīng)性；活性成分化學結(jié)構(gòu)與驅(qū)避對象的互作，如艾草成分物質(zhì)與驅(qū)避對象接觸時存在的化學結(jié)構(gòu)變化；活性成分分子團修飾與驅(qū)避效果，如天然植物的活性成分如何加以修飾以及修飾后的驅(qū)避蚊蟲效果等方面的研究相對缺乏。（3）已經(jīng)過鑒定的艾草驅(qū)避活性成分不多，每種成分的對象或者2種及2種以上成分的混合成分的趨避對象不能一一明確對應(yīng)，大部分成分的主要作用以及成分之間的互作效果不明，這將直接影響到艾草驅(qū)避產(chǎn)品的驅(qū)避針對類群的選擇，現(xiàn)有的分離和提取技術(shù)需要以區(qū)分驅(qū)避活性成份為目的重新整合實驗方案，進一步篩選和優(yōu)化。（4）由于時間和空間的限制，獲得的能夠穩(wěn)定發(fā)揮艾草驅(qū)蚊效果的生活用品種類有限，艾草多以輔助材料添加到各類驅(qū)避產(chǎn)品中，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的艾草驅(qū)避劑品牌少，品牌影響力弱，收益差，資金不足難以進行更深入的技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品研究。

3.2展望

當前，全世界每年驅(qū)蚊蟲產(chǎn)品銷售額近百億元，而避蚊胺仍然普遍存在于驅(qū)蚊蟲產(chǎn)品中。隨著人類對安全性和環(huán)境相容性的要求日益提高，人們已經(jīng)充分意識到避蚊胺的致毒效應(yīng)，尤其孕婦與兒童受到含避蚊胺等驅(qū)蚊蟲產(chǎn)品危害性特別大。伴隨著艾草驅(qū)避機理的深入剖釋，推陳出新的艾草驅(qū)蚊蟲產(chǎn)品保持著天然無害的產(chǎn)品特性必將日益受到消費者的推崇。利用艾草天然植物活性物質(zhì)代替化學合成驅(qū)避劑，不僅可減少對環(huán)境的污染，并且提高了使用的安全性和長效穩(wěn)定性，不但能達到高效實用的目的，還能最終實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的目標，是未來驅(qū)蚊蟲原材料的最佳選擇。艾草驅(qū)避蚊蟲的相關(guān)原理逐漸被大眾所悉知，必然加快消費者對艾草天然驅(qū)避產(chǎn)品的需求。市場打開之后，艾草驅(qū)避蚊蟲產(chǎn)品的無公害無污染等優(yōu)點將更加廣為流傳，產(chǎn)品銷量有一定保證，品牌得以樹立，品牌效應(yīng)又進一步促進銷量的增加?？蒲蟹矫鎸痈嘤匈Y質(zhì)的企業(yè)和研究機構(gòu)設(shè)置專項資金投入到艾草驅(qū)避產(chǎn)品的開發(fā)和運用當中，生產(chǎn)方面則形成農(nóng)戶與企業(yè)合作的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化的種植加工模式，這樣一方面保證艾草的種植有穩(wěn)定的銷路，有豐厚的經(jīng)濟效益，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的農(nóng)戶增強種植信心；另一方面，農(nóng)戶的大批量種植生產(chǎn)也將為艾草驅(qū)避劑預備充足的原材料供應(yīng)，結(jié)合企業(yè)研發(fā)的高效利用技術(shù)，既減少生產(chǎn)成本又增加產(chǎn)品附加值，為企業(yè)帶來實質(zhì)的利潤回報。艾草驅(qū)避產(chǎn)品擁有的廣闊市場前景和商機不容小覷。