油茶籽茶皂素对黑菌虫的毒力研究

黄锦峰 林勇文 黄 静 卢艺彬

（1漳州职业技术学院漳州市食品产业技术研究院，福建 漳州 363000；2漳州职业技术学院，福建 漳州 363000）

茶皂素又名茶皂苷，是从茶树种子油茶籽中提取的一类皂苷类物质。一般油茶籽粕中茶皂素的含量为15%～20%，具有抗感染、镇痛、抗炎、溶血、杀菌和杀虫活性，已被应用于农药、水产养殖及日化用品等多个行业。茶皂素对害虫的作用主要有触杀、胃毒、拒食和忌避等方式[1]。何梦晓等[2]研究发现，在鸡饲料中添加一定量的茶皂素和茶多酚能够抑制鸡球虫病。王铭铭等[3]的研究结果表明，茶皂素可以显著抑制东亚飞蝗的取食量和对营养的消化吸收，从而抑制蝗蝻的生长发育，是防治蝗虫的一种潜在生物制剂。研究发现，30%茶皂素水剂对茶园害虫茶脊冠网蝽若虫、茶尺蠖和小贯小绿叶蝉均有一定防治作用[4-6]。茶皂素对茶地菜青虫、小菜蛾和草原蝗虫等害虫也具有防治效果[7-9]。潘如军等[10]研究认为茶皂素可能使甘薯小象甲幼体的发育历期缩短，甚至导致其幼体死亡。杨云秋等[11]用茶皂素与联苯菊酯（5∶5）混配，能够有效防治白蚁且大大减少了原药用量。

黑菌虫在家禽养殖场和一些饲料厂较常见[12]，一般在鸡舍的食槽下面、垫料及墙角处较多。虽然黑菌虫成虫和幼虫可作为鸡的替代低质食物，但其营养价值低，同时也是多种家禽病原的载体[13-14]，长期食用可能会导致鸡胃肠道梗阻，营养不良，同时增加了摄取病原体和寄生虫等的风险。此外，黑菌虫会咬伤鸡羽毛根部，吸食血液和体液，影响鸡的健康，当成虫寻找化蛹场所时，会破坏鸡舍的隔热层、木质结构等，造成安全隐患[15-17]。黑菌虫是危害家禽产业的主要害虫之一，造成一定经济损失。此外，黑菌虫腹体会产生醌，人类长期接触，会导致呼吸道症状和皮肤过敏，甚至致癌[12]。

黑菌虫的主要控制方法是每7～14 周对养殖场地板和墙壁（表面或裂缝处）喷施化学除虫剂[14]。Zafeiriadis 等[12]研究发现α-氯氰菊酯、多杀菌素和甲基嘧啶磷3 种接触型杀虫剂对黑菌虫均具有较好的防治效果，处理14 d后成虫和幼虫的死亡率均超过90%，其中多杀菌素的防治效果最明显。由于黑菌虫具有隐蔽性，这种防治方法不能提供长期保护，且杀虫剂的反复使用，可能会导致黑菌虫对包括联苯菊酯、氟氰菊酯、吡虫啉、氯氰菊酯和四氯膦在内的杀虫剂产生耐药性[14]，增加防治难度。

已有多项研究尝试采用生物防治方法来控制黑菌虫。Lambkin等[18]研究发现，白僵菌和绿僵菌制成的真菌杀虫剂能有效控制鸡舍中的黑菌虫，硅藻土对鸡场中的黑菌虫幼虫具有控制效果。Szczepanik等[19]用富含3%、5%和10%香芹酚的淀粉颗粒与秸秆颗粒（作为家禽垫料）混合后（质量比例分别为3∶7，4∶6和1∶1）可有效防治黑菌虫。其中，含10%香芹酚的淀粉颗粒与秸秆颗粒比例为4∶6时，其防治效果最佳，幼虫和成虫在3～4 d内死亡。

天然、安全和环境友好型的生物药剂对防治畜禽饲养场黑菌虫具有重要的现实意义。基于此，本试验通过油茶籽提取物茶皂素对黑菌虫的毒力和防治效果研究，目的在于为黑菌虫的防治提供一种安全、有效的防治方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

油茶籽茶皂素提取物（TE）：小果油茶经低温压榨后的茶籽粕，利用超声波辅助水提取并纯化获得。

黑菌虫成虫、幼虫来自当地鸡场。

1.2 试验方法

1.2.1 茶皂素提取物（TE）不同浓度溶液的配制将油茶籽茶皂素提取物（TE）用蒸馏水进行稀释，分别配制质量浓度为0、2.5%、5.0%、10.0%和20.0%共5 个梯度的水溶液。同时分别添加蔗糖，配制成为蔗糖质量浓度为5%的茶皂素与蔗糖混合液。

1.2.2 茶皂素提取物对黑菌虫成虫的毒力测定试验设置3组重复，每组30头黑菌虫，其中雄虫15头、雌虫15头，用1.2.1配制的不同浓度的混合液进行喂养，每天更换一次混合液，对其30 d内的死亡率进行统计。

1.2.3 茶皂素提取物对黑菌虫产卵量和孵化率的影响试验设置3组重复，各组选取30对（雄虫30头、雌虫30 头）个头大小一致的黑菌虫成虫，以1.2.2 中的喂养方法喂养30 d后，从中各挑选5对（雄虫5头、雌虫5头）未死亡的黑菌虫成虫作为试验对象，在停药1 d后，用5.0%蔗糖水进行饲养，统计各组成虫在30 d内的产卵量和孵化率。

1.2.4 茶皂素提取物对黑菌虫幼虫的毒力测定将油茶籽茶皂素提取物（TE）与幼虫饲料（麦麸）按比例进行混合，茶皂素的质量浓度分别为0.5%、1.0%、2.5%、5.0%和10.0%，分别喂养黑菌虫幼虫，每5 d换一次混合料，试验虫数每组50 头，统计30 d 后各组幼虫的死亡率。

1.2.5 统计分析数据分析采用DPS 软件，显著性分析采用Duncan新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同浓度茶皂素提取物对黑菌虫成虫的毒力效果

各组黑菌虫成虫经过不同浓度的茶皂素提取物与5.0%蔗糖混合液的喂养，30 d 的喂养过程中，黑菌虫成虫的死亡量存在差异（图1）。在不添加茶皂素提取物的喂养下，黑菌虫成虫无死亡；添加不同浓度茶皂素提取物的喂养下，黑菌虫成虫出现不同程度的死亡，说明茶皂素提取物对黑菌虫成虫具有一定的毒性。在一定范围内，随着茶皂素提取物浓度的增强，死亡量也随之增加，进一步表明，浓度高的茶皂素对黑菌虫成虫的毒性增强。试验过程中发现，黑菌虫成虫拒食浓度为20.0%混合液，其成虫的死亡量呈现下降趋势，这进一步说明茶皂素提取物不仅对黑菌虫成虫具有毒性，而且对黑菌虫成虫具有一定的提前预防效果。

图1 不同浓度TE喂养黑菌虫成虫30 d后的死亡量

2.2 不同浓度的茶皂素提取物对黑菌虫产卵量的影响

30 对（雄虫30 头、雌虫30 头）大小一致的黑菌虫成虫在取食不同浓度茶皂素提取物与5.0%蔗糖混合液后，对各组所挑取的5 对未死亡的成虫进行产卵量统计，发现不同浓度喂养下的黑菌虫产卵量表现出差异（P＜0.01）（图2）。与无添加提取物相比，各组产卵量明显下降，说明茶皂素提取物能有效抑制黑菌虫产卵；在黑菌虫成虫有取食茶皂素提取物的前提下，随着喂养浓度的提高，其产卵量随之下降，进一步证明茶皂素提取物能有效抑制黑菌虫的产卵，且喂养浓度越高，对其产卵量的抑制效果越明显。因此，在利用不同浓度茶皂素提取物防治黑菌虫过程中，为达到更好的效果，应适当地控制茶皂素提取物的添加量。

图2 不同浓度TE喂养黑菌虫成虫30 d后的产卵量

2.3 不同浓度茶皂素提取物对黑菌虫卵孵化率的影响

经不同浓度茶皂素提取物喂养后，黑菌虫所产卵的孵化率除了在2.5%浓度喂养下差异有统计学意义（P＜0.05），其余处理的差异无统计学意义。从图3可看出，卵孵化率呈先下降后上升趋势，这说明不同浓度的茶皂素提取物对黑菌虫卵的孵化率存在一定程度的影响。质量浓度为2.5%的茶皂素提取物能够有效抑制黑菌虫卵的孵化，随着浓度的提高，对黑菌虫卵的孵化率表现出一定的促进作用。

图3 不同浓度TE喂养黑菌虫成虫30 d后所产卵的孵化率

2.4 不同浓度茶皂素提取物对黑菌虫幼虫的毒力效果

各组黑菌虫幼虫经过不同质量浓度的茶皂素提取物与幼虫饲料（麦麸）混合料的喂养，在30 d的喂养过程中，各组50只黑菌虫幼虫的死亡量表现出明显差异（P＜0.05）（图4）。与喂料中不添加茶皂素提取物相比，随着茶皂素提取物质量浓度的增加，幼虫的死亡量显著增加；茶皂素提取物质量浓度为10.0% 时，幼虫的死亡量达到43 只，死亡率为86.0%。表明油茶籽茶皂素提取物对黑菌虫幼虫的具有较好的毒杀效果，且随着提取物质量深度的提高，其防治效果更加明显。与对成虫的毒力相比，茶皂素对幼虫的毒力效果更明显。

图4 不同浓度TE喂养黑菌虫幼虫30 d后各组幼虫的死亡量

2.5 不同浓度茶皂素提取物对黑菌虫成虫和幼虫的毒力效果比较

比较不同浓度茶皂素提取物喂养的黑菌虫成虫和幼虫，发现其对黑菌虫成虫和幼虫的毒力效果不同（图5）。随着茶皂素提取物含量的提高，成虫和幼虫都表现出死亡率升高。在相同浓度下，茶皂素提取物对幼虫的致死率更高。这表明茶皂素提取物对黑菌虫幼虫和成虫都具有防治效果，且对幼虫的防治效果更加明显。

图5 不同浓度茶皂素提取物对黑菌虫成虫和幼虫的死亡率比较

3 结论与讨论

我国油茶种植面积大、山茶油产量多，油茶经榨油后约有50%的残渣。茶粕即为油茶籽榨油后的副产物，其富含茶皂素、蛋白质及多糖类等物质，具有较高使用价值和经济价值。茶粕传统的利用主要用于清洗头发、清洁鱼塘及作为燃料等，更多的被废弃造成浪费。随着科技的发展，人们开始重视对油茶籽副产物的挖掘利用，其中很重要的物质就是茶皂素。茶皂素属于低毒物质，研究发现茶皂素具有消炎、抑菌、溶血及表面活性剂等功效，已在工业、农业和药品等行业进行开发利用。如利用其去污性、乳化性和发泡性等特点开发出了各种洗涤剂；利用其消炎、抑菌等功效，治疗过敏、腹泻等疾病[20]；利用其溶血性，治疗鱼虾等海产品的肠炎病，以及在农业中作为杀虫剂、农药增效剂使用[21]。

茶皂素作为天然抗菌杀虫剂，具有安全性高、抑菌杀虫性广等优点，成为研究及应用的焦点。高浓度的茶皂素在小鼠经口腹腔试验中，可以引起小鼠脏器出血而出现病理性病变[22]。陈剑峰等[23]的研究发现，茶皂素浓度为2.5 mg/L时，对闽江流域常见的淡水鱼具有较强的毒杀能力，但对南美对虾、河蟹等的影响相对较小。研究表明，0.30 mg/L以上的茶皂素能够引起蚯蚓急性中毒而死亡；3.25 mg/L的茶皂素喷施甘蓝叶片，能有效减少小菜叶蛾取食量，同时，随着浓度的提升，会引起小菜叶蛾的逃逸，产生拒避作用[24]。

本研究通过不同浓度的茶皂素提取物与5.0%的蔗糖混合液喂养黑菌虫成虫及幼虫，发现能够有效达到毒害效果，浓度越高，越能够引起黑菌虫成虫及幼虫拒食、逃避的效果。究其原因，可能是一定浓度的茶皂素影响了黑菌虫消化系统，甚至可能引起其肠胃溶血中毒等而死亡。也可能是黑菌虫减少了取食量，导致其因食物缺乏而死亡。研究还发现，茶皂素混合物的喂养，能够有效抑制黑菌虫的产卵量，且随着浓度的提高，产卵量随之降低，进而达到防治黑菌虫的效果。本研究结果与潘如军等[10]的研究结果一致，茶皂素有效地缩短了取食昆虫的发育历期，促使其生育能力降低。值得注意的是，本研究发现随着喂养混合中茶皂素浓度的增加，黑菌虫卵的孵化率出现了先降低后升高的现象，这表明提取物浓度为2.5%混合料能够较大程度地抑制虫卵的孵化，进而降低虫量来防治黑菌虫；浓度的提升能够促进了虫卵的孵化，可能是高浓度的混合液影响了虫卵的发育历期，孵化出的幼虫的生长生殖能力是否受影响，有待进一步研究。茶皂素对黑菌虫成虫和幼虫均具有防治效果，但不同浓度的茶皂素提取物对黑菌虫成虫和幼虫毒力效果不同，对幼虫的毒力更强，防治效果更明显。成虫具有较为完整的身体结构和完善的消化系统，而幼虫的抵抗力等较弱，因此表现出不同致死效果。

综上所述，黑菌虫会危害家禽产业，影响人体健康。油茶籽中提取的茶皂素在黑菌虫的防治中具有较好的效果。从油茶籽中获取的茶皂素具有来源大、易提取、易降解和无污染等特点，能够有效利用茶粕副产物达到变废为宝，茶皂素作为天然的生物杀虫剂具有广阔的应用前景。