艾草驅避蚊蟲研究進展

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避功能，提高艾草在相關驅避產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、驅避蚊蟲對象及方式等方面的研究進展進行總結。同時，結合艾草驅避劑開發現狀，分析目前存在的利用不完全、機理不透徹、分離提取技術低、開發利用遇瓶頸等問題，展望了艾草作為天然驅避材料在未來蚊蟲驅避劑市場的應用前景。

關鍵詞：艾草，驅避活性，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，在中國廣泛分布于東北，華北，華東，西南等各省區。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趕蚊蟲，至今在全國大部分地區依然保留著端午節將艾草懸掛門前驅趕蚊蟲的傳統習俗。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避劑對人體和環境不構成任何危害，是一種具有潛在開發前景的蚊蟲驅避資源。筆者通過對艾草的活性成分及其提取方法、驅避蚊蟲對象及方式等方面研究進展進行綜述，同時結合艾草驅避劑開發現狀，分析存在的問題，以期為艾草驅避功能的研究及其綜合利用提供參考。

1艾草驅避蚊蟲研究進展

1.1艾草驅避蚊蟲原理

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生。目前，對蚊蟲的驅避有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域不做停留。艾草精油或提取物對蚊蟲的驅避方式具體表現為熏蒸、胃毒、拒食、觸殺、忌避和抑制等作用。

1.2艾草驅避蚊蟲成分及驅避對象

艾草植株含有多種化學物質，主要包括揮發油類、黃酮類、三萜類、桉葉烷類以及其他成分等。揮發油類作為驅蚊的主要作用物質，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。艾草驅避活性成分、驅避對象及驅避方式已有許多研究報導（表1）。

1.3艾草驅避蚊蟲成分和含量的影響因子

艾草植株驅避蚊蟲的效果受到自身生長發育的影響，植株的不同生長發育階段呈現不同驅避效果，成年植株比幼年植株效果強。據研究，不同地區不同品類的艾草揮發油含量存在明顯差異。不同季節采集的艾葉，其揮發油含量不同，同一天不同時間段采集的艾葉，其揮發油的含量也不相同。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避蚊蟲具體活性成分及其含量。

1.4艾草驅避活性物質提取方法

艾草揮發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油提取，獲得數量分別250、240、15、0.5mL。何正有等經過對水蒸汽蒸餾法、石油醚提取法、超臨界CO₂提取法分別進行艾草的揮發油提取實驗，收率相對應為0.86%、2.08%、2.11%。艾草驅避活性物質提取方法各有優缺點，水蒸氣蒸餾法產量高但純度差；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模提??；超臨界CO₂提取法作為新型提取方法，安全、無毒、高效、節能，適合大批量生產，但成本較高，需要在高壓下進行，生產技術難度高。

2艾草作為驅避蚊蟲植物的利用現狀

2.1研究發現的艾草驅避作用

早年研究發現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，經過不斷實驗，研究發現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，艾草對蚊蟲驅避作用的研究主要集中表現在以下3個方面內容：焚燒艾草進行煙熏驅避的作用，取食毒害的驅避效果以及艾草精油或提取物對蚊蟲的驅避作用。目前，利用生物工程技術、艾草驅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避產品具有廣泛的實用價值和市場空間。

2.2常見艾草驅避劑類型

根據艾草的驅避作用，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蚊物質進行復配形成花露水，蚊香，殺蟲劑等形式，粉劑則表現為驅蚊爽身粉以及驅蚊殺蟲藥粉等。除此之外，艾草揮發物質還可濃縮于香皂、香燭之中，通過溶解或點燃的方式揮發出來，達到驅避蚊蟲的效果。此類驅避產品使用方便快捷，作用時間較長，驅避效果明顯，因此在消費市場上占據重要地位，受到民眾的廣泛接受和日常使用。如今，為了使艾草的驅蚊功能得以穩定發揮且不受到空間、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將艾草整合作為芯材整理于紡織品中，從而使生產出的布料、服飾、被褥等系列紡織類生活用品兼具實用性與時尚氣質，受眾更多，作用場合更廣。越來越多的天然無害安全驅避劑也正在充分利用艾草驅避蚊蟲的特性加以開發和利用，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避劑的研發應用已經逐漸受到關注。艾草應用于蚊蟲驅避已經取得一定的進展，但是在驅避機理的了解和研發利用等方面還是存在很大的局限，主要表現在以下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避蚊蟲相關成分，因其缺乏相關研究數據的證實，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，直接導致驅避產品產量不高，從而致使農戶或者企業的收益限制。（2）已有的報道多集中在艾葉的藥理方面，針對艾草驅避蚊蟲的機理研究不多，特別是有關艾草與蚊蟲的協同進化，如二者在相互選擇的過程中是否產生一定的相互適應性；活性成分化學結構與驅避對象的互作，如艾草成分物質與驅避對象接觸時存在的化學結構變化；活性成分分子團修飾與驅避效果，如天然植物的活性成分如何加以修飾以及修飾后的驅避蚊蟲效果等方面的研究相對缺乏。（3）已經過鑒定的艾草驅避活性成分不多，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，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避產品的驅避針對類群的選擇，現有的分離和提取技術需要以區分驅避活性成份為目的重新整合實驗方案，進一步篩選和優化。（4）由于時間和空間的限制，獲得的能夠穩定發揮艾草驅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避產品中，具有自主知識產權的艾草驅避劑品牌少，品牌影響力弱，收益差，資金不足難以進行更深入的技術開發和產品研究。

3.2展望

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