油茶籽茶皂素對黑菌蟲的毒力研究

黃錦峰 林勇文 黃 靜 盧藝彬

（1漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院漳州市食品產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，福建 漳州 363000；2漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 漳州 363000）

茶皂素又名茶皂苷，是從茶樹種子油茶籽中提取的一類皂苷類物質(zhì)。一般油茶籽粕中茶皂素的含量為15%～20%，具有抗感染、鎮(zhèn)痛、抗炎、溶血、殺菌和殺蟲活性，已被應(yīng)用于農(nóng)藥、水產(chǎn)養(yǎng)殖及日化用品等多個(gè)行業(yè)。茶皂素對害蟲的作用主要有觸殺、胃毒、拒食和忌避等方式[1]。何夢曉等[2]研究發(fā)現(xiàn)，在雞飼料中添加一定量的茶皂素和茶多酚能夠抑制雞球蟲病。王銘銘等[3]的研究結(jié)果表明，茶皂素可以顯著抑制東亞飛蝗的取食量和對營養(yǎng)的消化吸收，從而抑制蝗蝻的生長發(fā)育，是防治蝗蟲的一種潛在生物制劑。研究發(fā)現(xiàn)，30%茶皂素水劑對茶園害蟲茶脊冠網(wǎng)蝽若蟲、茶尺蠖和小貫小綠葉蟬均有一定防治作用[4-6]。茶皂素對茶地菜青蟲、小菜蛾和草原蝗蟲等害蟲也具有防治效果[7-9]。潘如軍等[10]研究認(rèn)為茶皂素可能使甘薯小象甲幼體的發(fā)育歷期縮短，甚至導(dǎo)致其幼體死亡。楊云秋等[11]用茶皂素與聯(lián)苯菊酯（5∶5）混配，能夠有效防治白蟻且大大減少了原藥用量。

黑菌蟲在家禽養(yǎng)殖場和一些飼料廠較常見[12]，一般在雞舍的食槽下面、墊料及墻角處較多。雖然黑菌蟲成蟲和幼蟲可作為雞的替代低質(zhì)食物，但其營養(yǎng)價(jià)值低，同時(shí)也是多種家禽病原的載體[13-14]，長期食用可能會(huì)導(dǎo)致雞胃腸道梗阻，營養(yǎng)不良，同時(shí)增加了攝取病原體和寄生蟲等的風(fēng)險(xiǎn)。此外，黑菌蟲會(huì)咬傷雞羽毛根部，吸食血液和體液，影響雞的健康，當(dāng)成蟲尋找化蛹場所時(shí)，會(huì)破壞雞舍的隔熱層、木質(zhì)結(jié)構(gòu)等，造成安全隱患[15-17]。黑菌蟲是危害家禽產(chǎn)業(yè)的主要害蟲之一，造成一定經(jīng)濟(jì)損失。此外，黑菌蟲腹體會(huì)產(chǎn)生醌，人類長期接觸，會(huì)導(dǎo)致呼吸道癥狀和皮膚過敏，甚至致癌[12]。

黑菌蟲的主要控制方法是每7～14 周對養(yǎng)殖場地板和墻壁（表面或裂縫處）噴施化學(xué)除蟲劑[14]。Zafeiriadis 等[12]研究發(fā)現(xiàn)α-氯氰菊酯、多殺菌素和甲基嘧啶磷3 種接觸型殺蟲劑對黑菌蟲均具有較好的防治效果，處理14 d后成蟲和幼蟲的死亡率均超過90%，其中多殺菌素的防治效果最明顯。由于黑菌蟲具有隱蔽性，這種防治方法不能提供長期保護(hù)，且殺蟲劑的反復(fù)使用，可能會(huì)導(dǎo)致黑菌蟲對包括聯(lián)苯菊酯、氟氰菊酯、吡蟲啉、氯氰菊酯和四氯膦在內(nèi)的殺蟲劑產(chǎn)生耐藥性[14]，增加防治難度。

已有多項(xiàng)研究嘗試采用生物防治方法來控制黑菌蟲。Lambkin等[18]研究發(fā)現(xiàn)，白僵菌和綠僵菌制成的真菌殺蟲劑能有效控制雞舍中的黑菌蟲，硅藻土對雞場中的黑菌蟲幼蟲具有控制效果。Szczepanik等[19]用富含3%、5%和10%香芹酚的淀粉顆粒與秸稈顆粒（作為家禽墊料）混合后（質(zhì)量比例分別為3∶7，4∶6和1∶1）可有效防治黑菌蟲。其中，含10%香芹酚的淀粉顆粒與秸稈顆粒比例為4∶6時(shí)，其防治效果最佳，幼蟲和成蟲在3～4 d內(nèi)死亡。

天然、安全和環(huán)境友好型的生物藥劑對防治畜禽飼養(yǎng)場黑菌蟲具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?；诖?，本試驗(yàn)通過油茶籽提取物茶皂素對黑菌蟲的毒力和防治效果研究，目的在于為黑菌蟲的防治提供一種安全、有效的防治方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

油茶籽茶皂素提取物（TE）：小果油茶經(jīng)低溫壓榨后的茶籽粕，利用超聲波輔助水提取并純化獲得。

黑菌蟲成蟲、幼蟲來自當(dāng)?shù)仉u場。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 茶皂素提取物（TE）不同濃度溶液的配制將油茶籽茶皂素提取物（TE）用蒸餾水進(jìn)行稀釋，分別配制質(zhì)量濃度為0、2.5%、5.0%、10.0%和20.0%共5 個(gè)梯度的水溶液。同時(shí)分別添加蔗糖，配制成為蔗糖質(zhì)量濃度為5%的茶皂素與蔗糖混合液。

1.2.2 茶皂素提取物對黑菌蟲成蟲的毒力測定試驗(yàn)設(shè)置3組重復(fù)，每組30頭黑菌蟲，其中雄蟲15頭、雌蟲15頭，用1.2.1配制的不同濃度的混合液進(jìn)行喂養(yǎng)，每天更換一次混合液，對其30 d內(nèi)的死亡率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.2.3 茶皂素提取物對黑菌蟲產(chǎn)卵量和孵化率的影響試驗(yàn)設(shè)置3組重復(fù)，各組選取30對（雄蟲30頭、雌蟲30 頭）個(gè)頭大小一致的黑菌蟲成蟲，以1.2.2 中的喂養(yǎng)方法喂養(yǎng)30 d后，從中各挑選5對（雄蟲5頭、雌蟲5頭）未死亡的黑菌蟲成蟲作為試驗(yàn)對象，在停藥1 d后，用5.0%蔗糖水進(jìn)行飼養(yǎng)，統(tǒng)計(jì)各組成蟲在30 d內(nèi)的產(chǎn)卵量和孵化率。

1.2.4 茶皂素提取物對黑菌蟲幼蟲的毒力測定將油茶籽茶皂素提取物（TE）與幼蟲飼料（麥麩）按比例進(jìn)行混合，茶皂素的質(zhì)量濃度分別為0.5%、1.0%、2.5%、5.0%和10.0%，分別喂養(yǎng)黑菌蟲幼蟲，每5 d換一次混合料，試驗(yàn)蟲數(shù)每組50 頭，統(tǒng)計(jì)30 d 后各組幼蟲的死亡率。

1.2.5 統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)分析采用DPS 軟件，顯著性分析采用Duncan新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度茶皂素提取物對黑菌蟲成蟲的毒力效果

各組黑菌蟲成蟲經(jīng)過不同濃度的茶皂素提取物與5.0%蔗糖混合液的喂養(yǎng)，30 d 的喂養(yǎng)過程中，黑菌蟲成蟲的死亡量存在差異（圖1）。在不添加茶皂素提取物的喂養(yǎng)下，黑菌蟲成蟲無死亡；添加不同濃度茶皂素提取物的喂養(yǎng)下，黑菌蟲成蟲出現(xiàn)不同程度的死亡，說明茶皂素提取物對黑菌蟲成蟲具有一定的毒性。在一定范圍內(nèi)，隨著茶皂素提取物濃度的增強(qiáng)，死亡量也隨之增加，進(jìn)一步表明，濃度高的茶皂素對黑菌蟲成蟲的毒性增強(qiáng)。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，黑菌蟲成蟲拒食濃度為20.0%混合液，其成蟲的死亡量呈現(xiàn)下降趨勢，這進(jìn)一步說明茶皂素提取物不僅對黑菌蟲成蟲具有毒性，而且對黑菌蟲成蟲具有一定的提前預(yù)防效果。

圖1 不同濃度TE喂養(yǎng)黑菌蟲成蟲30 d后的死亡量

2.2 不同濃度的茶皂素提取物對黑菌蟲產(chǎn)卵量的影響

30 對（雄蟲30 頭、雌蟲30 頭）大小一致的黑菌蟲成蟲在取食不同濃度茶皂素提取物與5.0%蔗糖混合液后，對各組所挑取的5 對未死亡的成蟲進(jìn)行產(chǎn)卵量統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)不同濃度喂養(yǎng)下的黑菌蟲產(chǎn)卵量表現(xiàn)出差異（P＜0.01）（圖2）。與無添加提取物相比，各組產(chǎn)卵量明顯下降，說明茶皂素提取物能有效抑制黑菌蟲產(chǎn)卵；在黑菌蟲成蟲有取食茶皂素提取物的前提下，隨著喂養(yǎng)濃度的提高，其產(chǎn)卵量隨之下降，進(jìn)一步證明茶皂素提取物能有效抑制黑菌蟲的產(chǎn)卵，且喂養(yǎng)濃度越高，對其產(chǎn)卵量的抑制效果越明顯。因此，在利用不同濃度茶皂素提取物防治黑菌蟲過程中，為達(dá)到更好的效果，應(yīng)適當(dāng)?shù)乜刂撇柙硭靥崛∥锏奶砑恿俊?/p>

圖2 不同濃度TE喂養(yǎng)黑菌蟲成蟲30 d后的產(chǎn)卵量

2.3 不同濃度茶皂素提取物對黑菌蟲卵孵化率的影響

經(jīng)不同濃度茶皂素提取物喂養(yǎng)后，黑菌蟲所產(chǎn)卵的孵化率除了在2.5%濃度喂養(yǎng)下差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），其余處理的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。從圖3可看出，卵孵化率呈先下降后上升趨勢，這說明不同濃度的茶皂素提取物對黑菌蟲卵的孵化率存在一定程度的影響。質(zhì)量濃度為2.5%的茶皂素提取物能夠有效抑制黑菌蟲卵的孵化，隨著濃度的提高，對黑菌蟲卵的孵化率表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用。

圖3 不同濃度TE喂養(yǎng)黑菌蟲成蟲30 d后所產(chǎn)卵的孵化率

2.4 不同濃度茶皂素提取物對黑菌蟲幼蟲的毒力效果

各組黑菌蟲幼蟲經(jīng)過不同質(zhì)量濃度的茶皂素提取物與幼蟲飼料（麥麩）混合料的喂養(yǎng)，在30 d的喂養(yǎng)過程中，各組50只黑菌蟲幼蟲的死亡量表現(xiàn)出明顯差異（P＜0.05）（圖4）。與喂料中不添加茶皂素提取物相比，隨著茶皂素提取物質(zhì)量濃度的增加，幼蟲的死亡量顯著增加；茶皂素提取物質(zhì)量濃度為10.0% 時(shí)，幼蟲的死亡量達(dá)到43 只，死亡率為86.0%。表明油茶籽茶皂素提取物對黑菌蟲幼蟲的具有較好的毒殺效果，且隨著提取物質(zhì)量深度的提高，其防治效果更加明顯。與對成蟲的毒力相比，茶皂素對幼蟲的毒力效果更明顯。

圖4 不同濃度TE喂養(yǎng)黑菌蟲幼蟲30 d后各組幼蟲的死亡量

2.5 不同濃度茶皂素提取物對黑菌蟲成蟲和幼蟲的毒力效果比較

比較不同濃度茶皂素提取物喂養(yǎng)的黑菌蟲成蟲和幼蟲，發(fā)現(xiàn)其對黑菌蟲成蟲和幼蟲的毒力效果不同（圖5）。隨著茶皂素提取物含量的提高，成蟲和幼蟲都表現(xiàn)出死亡率升高。在相同濃度下，茶皂素提取物對幼蟲的致死率更高。這表明茶皂素提取物對黑菌蟲幼蟲和成蟲都具有防治效果，且對幼蟲的防治效果更加明顯。

圖5 不同濃度茶皂素提取物對黑菌蟲成蟲和幼蟲的死亡率比較

3 結(jié)論與討論

我國油茶種植面積大、山茶油產(chǎn)量多，油茶經(jīng)榨油后約有50%的殘?jiān)２杵杉礊橛筒枳颜ビ秃蟮母碑a(chǎn)物，其富含茶皂素、蛋白質(zhì)及多糖類等物質(zhì)，具有較高使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。茶粕傳統(tǒng)的利用主要用于清洗頭發(fā)、清潔魚塘及作為燃料等，更多的被廢棄造成浪費(fèi)。隨著科技的發(fā)展，人們開始重視對油茶籽副產(chǎn)物的挖掘利用，其中很重要的物質(zhì)就是茶皂素。茶皂素屬于低毒物質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)茶皂素具有消炎、抑菌、溶血及表面活性劑等功效，已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和藥品等行業(yè)進(jìn)行開發(fā)利用。如利用其去污性、乳化性和發(fā)泡性等特點(diǎn)開發(fā)出了各種洗滌劑；利用其消炎、抑菌等功效，治療過敏、腹瀉等疾病[20]；利用其溶血性，治療魚蝦等海產(chǎn)品的腸炎病，以及在農(nóng)業(yè)中作為殺蟲劑、農(nóng)藥增效劑使用[21]。

茶皂素作為天然抗菌殺蟲劑，具有安全性高、抑菌殺蟲性廣等優(yōu)點(diǎn)，成為研究及應(yīng)用的焦點(diǎn)。高濃度的茶皂素在小鼠經(jīng)口腹腔試驗(yàn)中，可以引起小鼠臟器出血而出現(xiàn)病理性病變[22]。陳劍峰等[23]的研究發(fā)現(xiàn)，茶皂素濃度為2.5 mg/L時(shí)，對閩江流域常見的淡水魚具有較強(qiáng)的毒殺能力，但對南美對蝦、河蟹等的影響相對較小。研究表明，0.30 mg/L以上的茶皂素能夠引起蚯蚓急性中毒而死亡；3.25 mg/L的茶皂素噴施甘藍(lán)葉片，能有效減少小菜葉蛾取食量，同時(shí)，隨著濃度的提升，會(huì)引起小菜葉蛾的逃逸，產(chǎn)生拒避作用[24]。

本研究通過不同濃度的茶皂素提取物與5.0%的蔗糖混合液喂養(yǎng)黑菌蟲成蟲及幼蟲，發(fā)現(xiàn)能夠有效達(dá)到毒害效果，濃度越高，越能夠引起黑菌蟲成蟲及幼蟲拒食、逃避的效果。究其原因，可能是一定濃度的茶皂素影響了黑菌蟲消化系統(tǒng)，甚至可能引起其腸胃溶血中毒等而死亡。也可能是黑菌蟲減少了取食量，導(dǎo)致其因食物缺乏而死亡。研究還發(fā)現(xiàn)，茶皂素混合物的喂養(yǎng)，能夠有效抑制黑菌蟲的產(chǎn)卵量，且隨著濃度的提高，產(chǎn)卵量隨之降低，進(jìn)而達(dá)到防治黑菌蟲的效果。本研究結(jié)果與潘如軍等[10]的研究結(jié)果一致，茶皂素有效地縮短了取食昆蟲的發(fā)育歷期，促使其生育能力降低。值得注意的是，本研究發(fā)現(xiàn)隨著喂養(yǎng)混合中茶皂素濃度的增加，黑菌蟲卵的孵化率出現(xiàn)了先降低后升高的現(xiàn)象，這表明提取物濃度為2.5%混合料能夠較大程度地抑制蟲卵的孵化，進(jìn)而降低蟲量來防治黑菌蟲；濃度的提升能夠促進(jìn)了蟲卵的孵化，可能是高濃度的混合液影響了蟲卵的發(fā)育歷期，孵化出的幼蟲的生長生殖能力是否受影響，有待進(jìn)一步研究。茶皂素對黑菌蟲成蟲和幼蟲均具有防治效果，但不同濃度的茶皂素提取物對黑菌蟲成蟲和幼蟲毒力效果不同，對幼蟲的毒力更強(qiáng)，防治效果更明顯。成蟲具有較為完整的身體結(jié)構(gòu)和完善的消化系統(tǒng)，而幼蟲的抵抗力等較弱，因此表現(xiàn)出不同致死效果。

綜上所述，黑菌蟲會(huì)危害家禽產(chǎn)業(yè)，影響人體健康。油茶籽中提取的茶皂素在黑菌蟲的防治中具有較好的效果。從油茶籽中獲取的茶皂素具有來源大、易提取、易降解和無污染等特點(diǎn)，能夠有效利用茶粕副產(chǎn)物達(dá)到變廢為寶，茶皂素作為天然的生物殺蟲劑具有廣闊的應(yīng)用前景。