蓝莓果蝇驱避性微胶囊的制备研究

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蓝莓Vaccinium spp.是一种多年生小浆果植物,其果实具有保肝、预防心血管疾病、抗癌、抗氧化和抗衰老等保健功能。自2000年贵州省引进蓝莓以来,贵州已成为全国最大的蓝莓种植省份。然而,随着蓝莓种植规模的扩大,蓝莓果蝇对蓝莓品质威胁的问题日益显著。目前,蓝莓果蝇仅依靠物理防治成效不显著,生物防治技术难度高,化学防治虽能对果蝇具有快速高效的防治效果,但长期使用会给自然环境和人类健康带来严重威胁。植物精油化合物能够影响昆虫的行为,可以作为安全的驱避活性成分,但由于此类化合物在自然条件下极易挥发和降解,若应用微胶囊技术将其包埋制备出驱避微胶囊,将是防治果蝇一种绿色、环保、有效的措施。黑腹果蝇是危害贵州省蓝莓园的主要果蝇,故本文以黑腹果蝇为对象,探究植物精油单组分化合物及不同组合和不同比例的混剂对黑腹果蝇的驱避效果,以驱避效果最优的混配组合作为芯材,利用微胶囊技术将其包埋制备驱避微胶囊,并对驱避微胶囊进行表征,进而研究驱避微胶囊对黑腹果蝇的室内驱避效果。主要结论如下:1.采用Y形嗅觉仪测定法得出,10种植物精油单组分化合物中D-柠檬烯、香茅醛2种植物精油单组分化合物对黑腹果蝇雌蝇的驱避效果最佳,且在10%~50%浓度范围内,驱避率与浓度呈正相关;30%D-柠檬烯与30%香茅醛以5:5的体积比混配后,对黑腹果蝇雌蝇具有显著的驱避效果,平均驱避率为79.68%,故选取该条件下D-柠檬烯和香茅醛的混配剂作为驱避微胶囊的芯材。2.采用复凝聚法对芯材进行包埋,结果表明乳化剂HLB值为13,与芯材按体积比1:2,制成相对稳定的乳液;通过浊度法确定壁材中明胶和壳聚糖质量比为5:1;以包埋率为评价指标根据单因素试验结果,利用响应面设计试验进行工艺优化,确定最佳工艺:芯壁比为1:1.934,壁材浓度为0.963%,搅拌速率为611.236 r/min,反应时间为30 min,固化时间为2 h,此条件下微胶囊的包埋率可达到最大值74.315%。3.通过对驱避微胶囊进行表征,扫描电镜结果表明,明胶/壳聚糖成功将芯材包裹在内,对芯材具有保护作用,粒径在40~103μm之间。傅立叶红外光谱结果同样表明,明胶/壳聚糖可成功包裹D-柠檬烯和香茅醛。热重分析结果证明制备的微胶囊对D-柠檬烯和香茅醛的保护有一定的影响,可对二者起到缓释作用。4.通过室内模拟试验,结果表明不同质量的驱避微胶囊对黑腹果蝇均具有一定的驱避效果,且随着质量的增加驱避率上升,同时药效时间得以延长。质量为0.1 g驱避微胶囊在72 h达到了最高驱避率(21.98%),0.2 g和0.3 g在96 h达到了最高驱避率,分别为33.99%和37.82%。未包埋的D-柠檬烯和香茅醛混配剂在24 h时驱避率最高,为39.52%。与未被包埋的混配剂相比,在24 h内驱避微胶囊对黑腹果蝇的驱避率偏低,24h后微胶囊中的混配剂驱避率持续缓慢上升;未经包埋的混配剂在24 h后对黑腹果蝇的驱避率快速降低。综合以上来看经包埋后的混配剂得以延长释放的时间从而达到延长对黑腹果蝇雌蝇驱避作用的效果。
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