艾草驱避蚊虫研究进展

吴芳芳 何炎森 卢劲梅 李珊珊

摘要：为了深入研究艾草各成分的驱避功能，提高艾草在相关驱避产品中运用的综合利用效率，通过文献资料的查询收集，对艾草的活性成分及其提取方法、驱避蚊虫对象及方式等方面的研究进展进行总结。同时，结合艾草驱避剂开发现状，分析目前存在的利用不完全、机理不透彻、分离提取技术低、开发利用遇瓶颈等问题，展望了艾草作为天然驱避材料在未来蚊虫驱避剂市场的应用前景。

关键词：艾草，驱避活性，蚊虫

中图分类号：S1

文献标志码：A

论文编号：cjas14120023

0引言

艾草，又称艾蒿、甜艾、家艾，为菊科多年生草本植物。主要分布于亚洲东部地区，在中国广泛分布于东北，华北，华东，西南等各省区。古籍中将艾分为北艾、海艾、蕲艾等。艾草除了具有通气活血、抑菌杀毒的功效外，其植株香气浓烈还是一种天然并且价格低廉的杀虫植物。中国早在千年以前就懂得焚烧艾草以驱赶蚊虫，至今在全国大部分地区依然保留着端午节将艾草悬挂门前驱赶蚊虫的传统习俗。相较于20世纪50年代起开始广泛使用的避蚊胺，艾草作为友好型植物驱避剂对人体和环境不构成任何危害，是一种具有潜在开发前景的蚊虫驱避资源。笔者通过对艾草的活性成分及其提取方法、驱避蚊虫对象及方式等方面研究进展进行综述，同时结合艾草驱避剂开发现状，分析存在的问题，以期为艾草驱避功能的研究及其综合利用提供参考。

1艾草驱避蚊虫研究进展

1.1艾草驱避蚊虫原理

蚊虫不仅叮咬人畜，还会对一些病原体进行大范围的传播，国内常见的此类病原体包括有登革热、流行性乙型脑炎、疟疾等，国外常见的还有黄热病、西尼罗热、以及各类马脑炎等。研究表明，蚊虫通过气味诱导定向选择吸血寄主，人体以及其他动物释放的二氧化碳、乳酸和其他气味等多种化合物共同吸引蚊虫寄主行为的产生。目前，对蚊虫的驱避有3种方式，一是通过过度刺激使蚊虫长时间无目的行动；二是用化学分子阻塞蚊虫感受器以隔绝外界条件的刺激；三是反向刺激使蚊虫在难闻气味区域不做停留。艾草精油或提取物对蚊虫的驱避方式具体表现为熏蒸、胃毒、拒食、触杀、忌避和抑制等作用。

1.2艾草驱避蚊虫成分及驱避对象

艾草植株含有多种化学物质，主要包括挥发油类、黄酮类、三萜类、桉叶烷类以及其他成分等。挥发油类作为驱蚊的主要作用物质，含量约0.20%～0.75%，具体成分也由1985年朱亮锋等首次鉴定的40种到2012年李玲等报道的80种。逐步确定的艾草挥发油主要成分有桉叶油素（包括l，8-桉叶油素、1，4-桉叶油素）、樟脑、龙脑、艾醇，蒿酮，蒿醇，桉树脑，石竹烯等。黄酮类主要包括槲皮素、柚皮素、芹菜素、香叶木素、鼬瓣花素、粗毛豚草素以及6种黄酮化合物。三萜类主要有无羁萜、α-及β-香树脂醇等11种成分。艾草桉叶烷类主要有柳杉二醇、魁蒿内酯等5种成分。此外，艾草还含其他的反式苯亚甲基丁二酸等酸类、豆瑙醇等醇类、油酸乙酯等酯类物质。艾草驱避活性成分、驱避对象及驱避方式已有许多研究报导（表1）。

1.3艾草驱避蚊虫成分和含量的影响因子

艾草植株驱避蚊虫的效果受到自身生长发育的影响，植株的不同生长发育阶段呈现不同驱避效果，成年植株比幼年植株效果强。据研究，不同地区不同品类的艾草挥发油含量存在明显差异。不同季节采集的艾叶，其挥发油含量不同，同一天不同时间段采集的艾叶，其挥发油的含量也不相同。这些研究表明：采收时间、生长地点以及植株生长阶段等都会影响艾草驱避蚊虫具体活性成分及其含量。

1.4艾草驱避活性物质提取方法

艾草挥发油提取包括有水蒸气蒸馏法、索氏提取法、乙醇提取法、石油醚提取法、超声波辅助提取法、超临界CO₂提取法等多种方法。谷晓慧等采用水蒸气蒸馏法、索氏提取法、乙醇提取法、石油醚提取法进行艾草挥发油提取，获得数量分别250、240、15、0.5mL。何正有等经过对水蒸汽蒸馏法、石油醚提取法、超临界CO₂提取法分别进行艾草的挥发油提取实验，收率相对应为0.86%、2.08%、2.11%。艾草驱避活性物质提取方法各有优缺点，水蒸气蒸馏法产量高但纯度差；索氏提取法时间长；乙醇提取法出油率低且纯度差；石油醚提取法出油率低但纯度高于乙醇提取法；超声波辅助提取法所需时间短但不适合大规模提取；超临界CO₂提取法作为新型提取方法，安全、无毒、高效、节能，适合大批量生产，但成本较高，需要在高压下进行，生产技术难度高。

2艾草作为驱避蚊虫植物的利用现状

2.1研究发现的艾草驱避作用

早年研究发现艾草烟薰剂除了抑菌杀菌作用外还具除蚊灭蛆杀跳蚤的功效，经过不断实验，研究发现艾草的精油或提取液对家蝇有较强拒食作用，对果蝇及家蝇都具有熏蒸活性，对菜青虫则主要表现胃毒和拒食作用。艾草粗提物与其他的化学药剂适量混合后对甜菜夜蛾的幼虫胃毒效果明显。艾草的不同溶剂提取物对家蝇和马铃薯甲虫的忌避作用、对赤拟谷盗的抑制作用非常强烈，它的不同提取物对菜青虫、褐稻虱成虫等有良好的拒食作用。综上，艾草对蚊虫驱避作用的研究主要集中表现在以下3个方面内容：焚烧艾草进行烟熏驱避的作用，取食毒害的驱避效果以及艾草精油或提取物对蚊虫的驱避作用。目前，利用生物工程技术、艾草驱避和毒副作用的机理研究、配合艾草精油或提取物而研制的高效植物源蚊虫驱避产品具有广泛的实用价值和市场空间。

2.2常见艾草驱避剂类型

根据艾草的驱避作用，人们将艾草加以制作用于霜剂、乳剂、喷雾剂、气雾剂、粉剂等驱避剂型中，其中常见的霜剂有药膏等，乳剂包括微胶囊等，喷雾剂及气雾剂常通过将艾草与其他驱蚊物质进行复配形成花露水，蚊香，杀虫剂等形式，粉剂则表现为驱蚊爽身粉以及驱蚊杀虫药粉等。除此之外，艾草挥发物质还可浓缩于香皂、香烛之中，通过溶解或点燃的方式挥发出来，达到驱避蚊虫的效果。此类驱避产品使用方便快捷，作用时间较长，驱避效果明显，因此在消费市场上占据重要地位，受到民众的广泛接受和日常使用。如今，为了使艾草的驱蚊功能得以稳定发挥且不受到空间、温度等各方面条件所局限，研究人员充分利用已有的微胶囊制剂技术将艾草整合作为芯材整理于纺织品中，从而使生产出的布料、服饰、被褥等系列纺织类生活用品兼具实用性与时尚气质，受众更多，作用场合更广。越来越多的天然无害安全驱避剂也正在充分利用艾草驱避蚊虫的特性加以开发和利用，为人类减少蚊虫带来的困扰。

3存在问题与展望

3.1存在问题

目前，艾草作为天然植物驱避剂的研发应用已经逐渐受到关注。艾草应用于蚊虫驱避已经取得一定的进展，但是在驱避机理的了解和研发利用等方面还是存在很大的局限，主要表现在以下4个方面。（1）人们对艾草的各个部位成分特点掌握不全面，尤其是针对艾草根、茎的研究报道还比较少，以至于难以确定艾草根、茎是否具有与艾叶相同的驱避蚊虫相关成分，因其缺乏相关研究数据的证实，至今没有作为加工原材料的实践，造成大量根、茎资源的浪费。而艾叶资源量有限，直接导致驱避产品产量不高，从而致使农户或者企业的收益限制。（2）已有的报道多集中在艾叶的药理方面，针对艾草驱避蚊虫的机理研究不多，特别是有关艾草与蚊虫的协同进化，如二者在相互选择的过程中是否产生一定的相互适应性；活性成分化学结构与驱避对象的互作，如艾草成分物质与驱避对象接触时存在的化学结构变化；活性成分分子团修饰与驱避效果，如天然植物的活性成分如何加以修饰以及修饰后的驱避蚊虫效果等方面的研究相对缺乏。（3）已经过鉴定的艾草驱避活性成分不多，每种成分的对象或者2种及2种以上成分的混合成分的趋避对象不能一一明确对应，大部分成分的主要作用以及成分之间的互作效果不明，这将直接影响到艾草驱避产品的驱避针对类群的选择，现有的分离和提取技术需要以区分驱避活性成份为目的重新整合实验方案，进一步筛选和优化。（4）由于时间和空间的限制，获得的能够稳定发挥艾草驱蚊效果的生活用品种类有限，艾草多以辅助材料添加到各类驱避产品中，具有自主知识产权的艾草驱避剂品牌少，品牌影响力弱，收益差，资金不足难以进行更深入的技术开发和产品研究。

3.2展望

当前，全世界每年驱蚊虫产品销售额近百亿元，而避蚊胺仍然普遍存在于驱蚊虫产品中。随着人类对安全性和环境相容性的要求日益提高，人们已经充分意识到避蚊胺的致毒效应，尤其孕妇与儿童受到含避蚊胺等驱蚊虫产品危害性特别大。伴随着艾草驱避机理的深入剖释，推陈出新的艾草驱蚊虫产品保持着天然无害的产品特性必将日益受到消费者的推崇。利用艾草天然植物活性物质代替化学合成驱避剂，不仅可减少对环境的污染，并且提高了使用的安全性和长效稳定性，不但能达到高效实用的目的，还能最终实现经济效益与环境协调发展的目标，是未来驱蚊虫原材料的最佳选择。艾草驱避蚊虫的相关原理逐渐被大众所悉知，必然加快消费者对艾草天然驱避产品的需求。市场打开之后，艾草驱避蚊虫产品的无公害无污染等优点将更加广为流传，产品销量有一定保证，品牌得以树立，品牌效应又进一步促进销量的增加。科研方面将会带动更多有资质的企业和研究机构设置专项资金投入到艾草驱避产品的开发和运用当中，生产方面则形成农户与企业合作的规模化、产业化的种植加工模式，这样一方面保证艾草的种植有稳定的销路，有丰厚的经济效益，为相关产业的农户增强种植信心；另一方面，农户的大批量种植生产也将为艾草驱避剂预备充足的原材料供应，结合企业研发的高效利用技术，既减少生产成本又增加产品附加值，为企业带来实质的利润回报。艾草驱避产品拥有的广阔市场前景和商机不容小觑。