一种柑橘黄酮微胶囊的制备方法和生防应用

本发明属于生物防治，具体涉及一种柑橘黄酮微胶囊的制备方法和生防应用。

背景技术：

1、由病原真菌引起的植物病害在田间和储存期间对重要经济作物的产量和品质造成严重损失。一直以来，化学农药是防治植物真菌病原体的主要手段，但化学农药的广泛使用也导致农药残留、环境污染及微生物抗药性等一系列危害环境健康和生态安全的问题。鉴于化学农药的弊端和当前建设生态文明的重大战略需求，病害防治的发展趋势开始转向生物农药的开发和利用。

2、植物自身在防御病原物侵染的过程中，能够诱导或组成型合成对抗病原菌的具有抑菌活性的小分子化合物，即植物次生代谢产物。这些代谢产物往往具有活性好、易降解、特异性强和不易诱导田间抗药性等优点，因此是开发植物源杀菌剂的重要筛选来源。如植物中生物碱类、萜类、黄酮类化合物等都在前期的机制研究中被证实具有防御病原微生物的作用。

3、柑橘是世界产量第一的水果种类，其年贸易额在国际贸易农产品中居第三，仅次于小麦和玉米。柑橘皮渣作为柑橘生产加工的废弃物，占柑橘总量的40％～50％，这些柑桔果皮除少量地用于中成药配方之外，绝大部分都被作为废料丢弃，造成极大的资源浪费与环境污染。柑橘皮渣含有丰富的类黄酮、果胶和精油等多种活性成分，尤其是甲氧基黄酮，为柑橘特有的黄酮类活性物质。但在自然条件下直接施用，柑橘黄酮容易受到氧、水、热、光、ph值和金属离子等因素的影响，不稳定易降解，且黄酮在生物体内容易与大分子相互作用，导致其生物利用度降低。

4、微胶囊技术是通过高分子材料对某类物质进行包裹，一方面实现芯材的有效递送，提高生物利用率；另一方面可提高芯材的稳定性，延长其活性保留期。

技术实现思路

1、针对化学农药对环境的危害和植物次生代谢产物尤其是柑橘黄酮在自然条件下不稳定的问题，本发明提供了一种抑菌的柑橘黄酮微胶囊的制备方法及应用。

2、本发明通过筛选柑橘黄酮对不同植物病原真菌的抑制活性表明了柑橘黄酮可以作为生物农药防治的有效成分。进一步采用锐孔法对柑橘黄酮进行微胶囊包埋并进行室内盆栽试验，提供适宜于实际应用的植物源杀菌剂。

3、本发明的柑橘黄酮是由茶枝柑果皮中提取，对植物病原真菌灰葡萄孢菌、尖孢镰刀菌、大豆核盘菌的抑菌率可达60.77％-69.03％。通过锐孔法进行微胶囊制备并优化壁材比、氯化钙浓度、柑橘黄酮浓度等参数，得到的壁材对柑橘黄酮提取物的包埋效率高，在各种参数条件下包埋率都较为稳定，在最佳参数下获得最佳包埋率为86.1233％。采用冷冻干燥技术得到柑橘黄酮微胶囊并分析其在不同温度下的释放动力学，本发明所制备的柑橘黄酮微胶囊呈现良好的缓释性能和储存稳定性，在盆栽施用过程中展现了对黄瓜枯萎病良好的抗病效果。

4、本发明的第一个目的是提供一种柑橘黄酮微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

5、s1.将茶枝柑果皮洗净取皮，干燥后粉碎得柑橘果皮粉末，用乙醇超声浸提后离心，取上清液并浓缩后得到柑橘黄酮提取物；

6、s2.将海藻酸钠与明胶按质量比2.926：1混合，按海藻酸钠与明胶的总质量与水的质量比为2.167％的比例加入到去离子水中，50℃条件下充分溶解直至形成黏稠混合物，室温放置至气泡消失；然后加入一定量的柑橘黄酮提取物，充分搅拌，得到柑橘黄酮浓度为0.63mg/ml的乳液；

7、s3.取步骤s2制备的乳液缓缓滴入保持搅拌状态的质量分数3％cacl2溶液中，其中所述的乳液与cacl2溶液的体积比为2：10；然后放置在4℃条件下交联固化24h，将反应后的混合体系经真空抽滤去除滤液后，收集微胶囊并用水冲洗，得到柑橘黄酮微胶囊。

8、所述的柑橘黄酮包括柚皮素、芸香柚皮苷、柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷、川陈皮素、桔皮素、3,5,6,7,8,3’,4’-七甲氧基黄酮和4',5,6,7-四甲氧基黄酮。

9、优选，所述的步骤s1的干燥为50℃烘干。

10、优选，所述的步骤s1的用乙醇超声浸提后离心，是按照柑橘果皮粉末：乙醇为1g：10ml的比例混合，30℃超声振荡30min后，5000rpm离心10min。

11、优选，所述的步骤s3的保持搅拌状态为置于磁力搅拌器上并调节搅拌转速为600rpm。

12、本发明的第二个目的是提供利用所述的制备方法制备得到的柑橘黄酮微胶囊。

13、本发明的第三个目的是提供所述的柑橘黄酮微胶囊在防治植物病害中的应用。

14、优选，所述的植物病害是由尖孢镰刀菌黄瓜专化型、灰葡萄孢菌、大豆核盘菌引起的植物病害。

15、优选，所述的植物为黄瓜。

16、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

17、利用本发明所制备的柑橘黄酮在平板生长测试中可有效抑制尖孢镰刀菌黄瓜专化型、灰葡萄孢菌和大豆核盘菌；制备的柑橘黄酮微胶囊在盆栽应用中有效防治由尖孢镰刀菌引起的黄瓜枯萎病。

18、本发明制备的柑橘黄酮通过微胶囊包埋后极大地提升了储存稳定性，且具有良好的缓释效果。

19、本发明制备的柑橘黄酮微胶囊原料天然，充分利用柑橘果皮，在环境中施用具有低毒、易降解、不诱导田间抗药性等优势，且制作过程简单稳定，经济成本低，为植物农药抑菌剂的筛选和制备提供了非常重要的理论依据，具有重要的应用价值。

20、本发明通过锐孔法进行柑橘黄酮微胶囊制备，与其他微胶囊制备方法(喷雾干燥法、复合凝聚法及冷冻干燥法)相比，锐孔法装置设备简单、操作方便、经济成本较少。

技术特征：

1.一种柑橘黄酮微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤s1的干燥为50℃烘干。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤s1的用乙醇超声浸提后离心，是按照柑橘果皮粉末：乙醇为1g：10ml的比例混合，30℃超声振荡30min后，5000rpm离心10min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤s3的保持搅拌状态为置于磁力搅拌器上并调节搅拌转速为600rpm。

5.利用权利要求1-4任一项所述的制备方法制备得到的柑橘黄酮微胶囊。

6.权利要求5所述的柑橘黄酮微胶囊在防治植物病害中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的植物病害是由尖孢镰刀菌黄瓜专化型、灰葡萄孢菌、大豆核盘菌引起的植物病害。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的植物为黄瓜。

技术总结
本发明公开了一种柑橘黄酮微胶囊的制备方法和生防应用。本发明通过超声辅助浸提法提取茶枝柑果皮中的柑橘黄酮化合物，体外抑菌试验结果表明柑橘黄酮对尖孢镰刀菌、灰葡萄孢菌、大豆核盘菌具有良好的抗真菌活性。以海藻酸钠和明胶为壁材，采用锐孔法对柑橘黄酮进行微胶囊化，制备的柑橘黄酮微胶囊在黄瓜盆栽实验中表现出良好的抗病效果。冷冻干燥的柑橘黄酮微胶囊有良好的缓释性能和储存性能。本发明的柑橘黄酮微胶囊对于植物病害防治具有经济环保、无二次污染的优势，同时所用物料成本低廉，制备方法简单，不涉及高温高压更加安全和适用于工业化生产。

技术研发人员：陈景源,王彤,张浩,李青青
受保护的技术使用者：北京师范大学珠海校区
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25