CN106665658A - 一种微胶囊化生物农药的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微胶囊化生物农药的制备方法，属于农药制备技术领域。本发明先将黄粉虫冰冻灭活后制成粉末，经超声提取后分别收集滤液和滤渣，将滤液减压蒸馏得含有信息素的黄粉虫提取油，再将滤渣灭菌后接种苏云金芽孢杆菌发酵，随后将过滤所得初处理发酵液经等电点沉淀法纯化分离制得伴孢晶体，再将其与黄粉虫提取油作为芯材，壳聚糖，大豆分离蛋白作为壁材，经剪切乳化处理，喷雾干燥即可得微胶囊化生物农药，本发明制得的微胶囊化生物农药通过具有广效防治作用的伴孢晶体与含有昆虫信息素的黄粉虫油协同作用，并用广谱抗菌性的壳聚糖包裹，可有效延长药效作用时间，且存储稳定性较好，便于运输及长期保存，能有效防治植物病虫害。

Description

一种微胶囊化生物农药的制备方法

技术领域

本发明公开了一种微胶囊化生物农药的制备方法，属于农药制备技术领域。

背景技术

化学农药，特别是有机合成化学农药的应用是人类社会文明发展的一大标志，它极大地保护和发展了人类社会的生产力。比较而言，人工合成的化学农药具有毒力强，见效快，能迅速抑制病虫害的大面积发生及蔓延的优势，但随着农药的广泛应用和发展其本身不可避免和弥补的潜在公害也日益暴露出来，存在着农药残留、农药抗性、环境污染、非靶标生物受害和慢性毒性等诸多问题。残留的农药通过食物链进入人体内逐渐积累，易诱发癌症等多种疑难病症，甚至引起人员伤亡事故。

同时，由于化学农药的长期大量不合理使用，引起了一系列的环境和社会问题。随着人们环保意识的日益增强，化学农药将被逐步淘汰，取而代之的是生物农药。

生物农药是指利用生物活体（真菌，细菌，昆虫病毒，转基因生物，天敌等）或其代谢产物（信息素，生长素，萘乙酸等）针对农业有害生物进行杀灭或抑制的制剂。生物农药又称天然农药，系指非化学合成，来自天然的化学物质或生命体，而具有杀菌农药和杀虫农药的作用。

在环境保护、可持续发展成为时代潮流的大环境下，开发、应用生物农药，并逐步取代化学农药是经济和社会发展的必然。现有的生物农药主要包括微生物农药、转基因植物农药、生物化学农药等，它们虽然都具有一定的防治效果，但是防治对象专一，不具备广效性，和化学农药相比药效作用较为缓慢，同时作用期限较短，且现有的生物农药存储稳定性较差，易受外界环境影响，保存期较短，易失去药性，因此，正视生物农药发展中的问题，研发一种更为高效的生物农药成为今后农药的发展方向。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对现有的生物农药防治对象专一，不具备广效性，同时药效作用期限较短，且现有的生物农药存储稳定性较差，保存期较短的缺陷，提供一种微胶囊化生物农药的制备方法，本发明先将黄粉虫冰冻灭活后制成粉末，经超声提取后分别收集滤液和滤渣，将滤液减压蒸馏得含有信息素的黄粉虫提取油，再将滤渣灭菌后接种苏云金芽孢杆菌发酵，随后将过滤所得初处理发酵液，经等电点沉淀法纯化分离制得伴孢晶体，再将其与黄粉虫提取油作为芯材，壳聚糖，大豆分离蛋白作为壁材，经剪切乳化处理，喷雾干燥即可得微胶囊化生物农药，本发明制得的微胶囊化生物农药通过具有广效防治作用的伴孢晶体与含有昆虫信息素的黄粉虫油协同作用，并用广谱抗菌性的壳聚糖包裹，可有效延长药效作用时间，且存储稳定性较好，便于运输及长期保存，能有效防治植物病虫害。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）称取800～1000g黄粉虫，置于洁净的饲养盒中饥饿处理20～24h，再用去离子水淋洗2～3次后，浸泡在500～800mL质量分数为1.5%氯化钠溶液中1～2h，得预处理黄粉虫，将预处理黄粉虫转入冷冻干燥箱中，在-55～-45℃下冷冻干燥10～12h，得冰冻灭活处理黄粉虫干；

（2）称取80～100g上述冰冻灭活处理黄粉虫干，装入组织捣碎机中粉碎，过60目筛，将过筛后的黄粉虫粉末与800～1000mL甲醇混合后装入索氏提取器中，并用350W超声波超声辅助提取40～50min，随后过滤，收集滤渣，得黄粉虫渣，再将滤液减压蒸馏至原液体积的20～30%，得黄粉虫提取油，备用；

（3）将上述黄粉虫渣与50～60mL去离子水混合均匀后装入灭菌锅中，在120～125℃下灭菌处理20～30min，冷却至室温后，得半固态发酵基质，按接种量3～5%将苏云金芽孢杆菌接种至半固态发酵基质中，在28～30℃下，以100～120r/min振荡发酵3～4天后，再加入100～120mL去离子水，以500～600r/min搅拌5～8min，随后用纱布过滤去除杂质，得初处理发酵液；

（4）将上述初处理发酵液装入离心机中，以8000～10000r/min离心分离8～10min，收集沉淀，得混合物，用质量分数为3%氯化钠溶液洗涤混合物2～3次，随后将其浸泡在80～100mL质量分数为0.1%氢氧化钠溶液中1～2h，经8000～10000r/min离心分离后，收集上清液，用盐酸调节上清液pH为3.0～4.0，再静置4～5h后抽滤，并用去离子水洗涤滤饼3～5次，再转入冷冻干燥箱中，在-55～-45℃下冷冻干燥10～12h，得伴孢晶体粉末；

（5）称量5～6mL步骤（2）制备的黄粉虫提取油，1～2g上述伴孢晶体粉末，0.02～0.04g柠檬酸，加入200～240mL去离子水中，以300～400r/min搅拌15～20min，再加入5～8g大豆分离蛋白，3～5g壳聚糖，3.2～4.0g酪朊酸钠，并加热至50～60℃，持续搅拌混合均匀后装入高速剪切机中以10000～12000r/min剪切乳化10～15min，随后装入雾化干燥器中，在160～180℃下喷雾干燥，得微胶囊化生物农药。

本发明的应用方法是：按质量比1：300～1：500，将本发明制得的微胶囊化生物农药与水混合均匀，随后在气温20～30℃的晴天，利用农药喷雾机将混合药液喷施于农作物叶片上，每隔20～30天喷施一次，共喷施3次，每次用药量为每亩40～50kg混合药液，即可。经检测，本发明微胶囊化生物农药具有较好的杀虫效果，喷施2～3天后，对介壳虫、菜青虫、刺蛾等害虫的灭杀率均在95%以上，同时具有较好的缓释效果，释放时间延长至300h以上，使用60～90天后，防虫效果仍达到90%以上，作用期限较长，且本发明生物农药具有较好的储存稳定性，存储期限较传统农药延长了6～8个月。

本发明的有益效果是：

（1）本发明制得的微胶囊化生物农药具有广效防治作用，药效释放快，作用长效持久，且本发明生物农药环境相容性好，能够自然降解，从而避免了农作物的农药残留问题，同时不会对环境和人体造成危害；

（2）本发明制得的微胶囊化生物农药对害虫具有较好的防治作用，可有效减少农作物病虫害，从而达到增产增收效果。

具体实施方式

首先称取800～1000g黄粉虫，置于洁净的饲养盒中饥饿处理20～24h，再用去离子水淋洗2～3次后，浸泡在500～800mL质量分数为1.5%氯化钠溶液中1～2h，得预处理黄粉虫，将预处理黄粉虫转入冷冻干燥箱中，在-55～-45℃下冷冻干燥10～12h，得冰冻灭活处理黄粉虫干；随后称取80～100g上述冰冻灭活处理黄粉虫干，装入组织捣碎机中粉碎，过60目筛，将过筛后的黄粉虫粉末与800～1000mL甲醇混合后装入索氏提取器中，并用350W超声波超声辅助提取40～50min，随后过滤，收集滤渣，得黄粉虫渣，再将滤液减压蒸馏至原液体积的20～30%，得黄粉虫提取油，备用；再将上述黄粉虫渣与50～60mL去离子水混合均匀后装入灭菌锅中，在120～125℃下灭菌处理20～30min，冷却至室温后，得半固态发酵基质，按接种量3～5%将苏云金芽孢杆菌接种至半固态发酵基质中，在28～30℃下，以100～120r/min振荡发酵3～4天后，再加入100～120mL去离子水，以500～600r/min搅拌5～8min，随后用纱布过滤去除杂质，得初处理发酵液；再将上述初处理发酵液装入离心机中，以8000～10000r/min离心分离8～10min，收集沉淀，得混合物，用质量分数为3%氯化钠溶液洗涤混合物2～3次，随后将其浸泡在80～100mL质量分数为0.1%氢氧化钠溶液中1～2h，经8000～10000r/min离心分离后，收集上清液，用盐酸调节上清液pH为3.0～4.0，再静置4～5h后抽滤，并用去离子水洗涤滤饼3～5次，再转入冷冻干燥箱中，在-55～-45℃下冷冻干燥10～12h，得伴孢晶体粉末；最后称量5～6mL上述步骤制备的黄粉虫提取油，1～2g上述伴孢晶体粉末，0.02～0.04g柠檬酸，加入200～240mL去离子水中，以300～400r/min搅拌15～20min，再加入5～8g大豆分离蛋白，3～5g壳聚糖，3.2～4.0g酪朊酸钠，并加热至50～60℃，持续搅拌混合均匀后装入高速剪切机中以10000～12000r/min剪切乳化10～15min，随后装入雾化干燥器中，在160～180℃下喷雾干燥，得微胶囊化生物农药。

实例1

首先称取800g黄粉虫，置于洁净的饲养盒中饥饿处理20h，再用去离子水淋洗2次后，浸泡在500mL质量分数为1.5%氯化钠溶液中1h，得预处理黄粉虫，将预处理黄粉虫转入冷冻干燥箱中，在-55℃下冷冻干燥10h，得冰冻灭活处理黄粉虫干；随后称取80g上述冰冻灭活处理黄粉虫干，装入组织捣碎机中粉碎，过60目筛，将过筛后的黄粉虫粉末与800mL甲醇混合后装入索氏提取器中，并用350W超声波超声辅助提取40min，随后过滤，收集滤渣，得黄粉虫渣，再将滤液减压蒸馏至原液体积的20%，得黄粉虫提取油，备用；再将上述黄粉虫渣与50mL去离子水混合均匀后装入灭菌锅中，在120℃下灭菌处理20min，冷却至室温后，得半固态发酵基质，按接种量3%将苏云金芽孢杆菌接种至半固态发酵基质中，在28℃下，以100r/min振荡发酵3天后，再加入100mL去离子水，以500r/min搅拌5min，随后用纱布过滤去除杂质，得初处理发酵液；再将上述初处理发酵液装入离心机中，以8000r/min离心分离8min，收集沉淀，得混合物，用质量分数为3%氯化钠溶液洗涤混合物2次，随后将其浸泡在80mL质量分数为0.1%氢氧化钠溶液中1h，经8000r/min离心分离后，收集上清液，用盐酸调节上清液pH为3.0，再静置4h后抽滤，并用去离子水洗涤滤饼3次，再转入冷冻干燥箱中，在-55℃下冷冻干燥10h，得伴孢晶体粉末；最后称量5mL上述步骤制备的黄粉虫提取油，1g上述伴孢晶体粉末，0.02g柠檬酸，加入200mL去离子水中，以300r/min搅拌15min，再加入5g大豆分离蛋白，3g壳聚糖，3.2g酪朊酸钠，并加热至50℃，持续搅拌混合均匀后装入高速剪切机中以10000r/min剪切乳化10min，随后装入雾化干燥器中，在160℃下喷雾干燥，得微胶囊化生物农药。

本实例操作简便，使用时，按质量比1：300，将本发明制得的微胶囊化生物农药与水混合均匀，随后在气温20℃的晴天，利用农药喷雾机将混合药液喷施于农作物叶片上，每隔20天喷施一次，共喷施3次，每次用药量为每亩40kg混合药液，即可。经检测，本发明微胶囊化生物农药具有较好的杀虫效果，喷施2天后，对介壳虫、菜青虫、刺蛾等害虫的灭杀率均达96%，同时具有较好的缓释效果，释放时间延长至310h，使用60天后，防虫效果仍达到91%，作用期限较长，且本发明生物农药具有较好的储存稳定性，存储期限较传统农药延长了6个月。

实例2

首先称取900g黄粉虫，置于洁净的饲养盒中饥饿处理22h，再用去离子水淋洗2次后，浸泡在650mL质量分数为1.5%氯化钠溶液中1h，得预处理黄粉虫，将预处理黄粉虫转入冷冻干燥箱中，在-50℃下冷冻干燥11h，得冰冻灭活处理黄粉虫干；随后称取90g上述冰冻灭活处理黄粉虫干，装入组织捣碎机中粉碎，过60目筛，将过筛后的黄粉虫粉末与900mL甲醇混合后装入索氏提取器中，并用350W超声波超声辅助提取45min，随后过滤，收集滤渣，得黄粉虫渣，再将滤液减压蒸馏至原液体积的25%，得黄粉虫提取油，备用；再将上述黄粉虫渣与55mL去离子水混合均匀后装入灭菌锅中，在123℃下灭菌处理25min，冷却至室温后，得半固态发酵基质，按接种量4%将苏云金芽孢杆菌接种至半固态发酵基质中，在29℃下，以110r/min振荡发酵3天后，再加入110mL去离子水，以550r/min搅拌7min，随后用纱布过滤去除杂质，得初处理发酵液；再将上述初处理发酵液装入离心机中，以9000r/min离心分离90min，收集沉淀，得混合物，用质量分数为3%氯化钠溶液洗涤混合物2次，随后将其浸泡在90mL质量分数为0.1%氢氧化钠溶液中1h，经9000r/min离心分离后，收集上清液，用盐酸调节上清液pH为3.5，再静置4h后抽滤，并用去离子水洗涤滤饼4次，再转入冷冻干燥箱中，在-50℃下冷冻干燥11h，得伴孢晶体粉末；最后称量5mL上述步骤制备的黄粉虫提取油，1g上述伴孢晶体粉末，0.034g柠檬酸，加入220mL去离子水中，以320r/min搅拌18min，再加入7g大豆分离蛋白，4g壳聚糖，3.6g酪朊酸钠，并加热至55℃，持续搅拌混合均匀后装入高速剪切机中以11000r/min剪切乳化13min，随后装入雾化干燥器中，在170℃下喷雾干燥，得微胶囊化生物农药。

本实例操作简便，使用时，按质量比1：400，将本发明制得的微胶囊化生物农药与水混合均匀，随后在气温25℃的晴天，利用农药喷雾机将混合药液喷施于农作物叶片上，每隔25天喷施一次，共喷施3次，每次用药量为每亩45kg混合药液，即可。经检测，本发明微胶囊化生物农药具有较好的杀虫效果，喷施3天后，对介壳虫、菜青虫、刺蛾等害虫的灭杀率均达97%，同时具有较好的缓释效果，释放时间延长至320h，使用75天后，防虫效果仍达到92%，作用期限较长，且本发明生物农药具有较好的储存稳定性，存储期限较传统农药延长了7个月。

实例3

首先称取1000g黄粉虫，置于洁净的饲养盒中饥饿处理24h，再用去离子水淋洗3次后，浸泡在800mL质量分数为1.5%氯化钠溶液中2h，得预处理黄粉虫，将预处理黄粉虫转入冷冻干燥箱中，在-45℃下冷冻干燥12h，得冰冻灭活处理黄粉虫干；随后称取100g上述冰冻灭活处理黄粉虫干，装入组织捣碎机中粉碎，过60目筛，将过筛后的黄粉虫粉末与1000mL甲醇混合后装入索氏提取器中，并用350W超声波超声辅助提取50min，随后过滤，收集滤渣，得黄粉虫渣，再将滤液减压蒸馏至原液体积的30%，得黄粉虫提取油，备用；再将上述黄粉虫渣与60mL去离子水混合均匀后装入灭菌锅中，在125℃下灭菌处理30min，冷却至室温后，得半固态发酵基质，按接种量5%将苏云金芽孢杆菌接种至半固态发酵基质中，在30℃下，以120r/min振荡发酵4天后，再加入120mL去离子水，以600r/min搅拌8min，随后用纱布过滤去除杂质，得初处理发酵液；再将上述初处理发酵液装入离心机中，以10000r/min离心分离10min，收集沉淀，得混合物，用质量分数为3%氯化钠溶液洗涤混合物3次，随后将其浸泡在100mL质量分数为0.1%氢氧化钠溶液中2h，经10000r/min离心分离后，收集上清液，用盐酸调节上清液pH为4.0，再静置5h后抽滤，并用去离子水洗涤滤饼5次，再转入冷冻干燥箱中，在-45下冷冻干燥12h，得伴孢晶体粉末；最后称量6mL上述步骤制备的黄粉虫提取油，2g上述伴孢晶体粉末，0.04g柠檬酸，加入240mL去离子水中，以400r/min搅拌20min，再加入8g大豆分离蛋白，5g壳聚糖，4.0g酪朊酸钠，并加热至60℃，持续搅拌混合均匀后装入高速剪切机中以12000r/min剪切乳化15min，随后装入雾化干燥器中，在180℃下喷雾干燥，得微胶囊化生物农药。

本实例操作简便，使用时，按质量比1：500，将本发明制得的微胶囊化生物农药与水混合均匀，随后在气温20℃的晴天，利用农药喷雾机将混合药液喷施于农作物叶片上，每隔30天喷施一次，共喷施3次，每次用药量为每亩50kg混合药液，即可。经检测，本发明微胶囊化生物农药具有较好的杀虫效果，喷施2天后，对介壳虫、菜青虫、刺蛾等害虫的灭杀率均达98%，同时具有较好的缓释效果，释放时间延长至330h，使用90天后，防虫效果仍达到93%，作用期限较长，且本发明生物农药具有较好的储存稳定性，存储期限较传统农药延长了8个月。

Claims (1)

1.一种微胶囊化生物农药的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取800～1000g黄粉虫，置于洁净的饲养盒中饥饿处理20～24h，再用去离子水淋洗2～3次后，浸泡在500～800mL质量分数为1.5%氯化钠溶液中1～2h，得预处理黄粉虫，将预处理黄粉虫转入冷冻干燥箱中，在-55～-45℃下冷冻干燥10～12h，得冰冻灭活处理黄粉虫干；

（2）称取80～100g上述冰冻灭活处理黄粉虫干，装入组织捣碎机中粉碎，过60目筛，将过筛后的黄粉虫粉末与800～1000mL甲醇混合后装入索氏提取器中，并用350W超声波超声辅助提取40～50min，随后过滤，收集滤渣，得黄粉虫渣，再将滤液减压蒸馏至原液体积的20～30%，得黄粉虫提取油，备用；

（3）将上述黄粉虫渣与50～60mL去离子水混合均匀后装入灭菌锅中，在120～125℃下灭菌处理20～30min，冷却至室温后，得半固态发酵基质，按接种量3～5%将苏云金芽孢杆菌接种至半固态发酵基质中，在28～30℃下，以100～120r/min振荡发酵3～4天后，再加入100～120mL去离子水，以500～600r/min搅拌5～8min，随后用纱布过滤去除杂质，得初处理发酵液；

（4）将上述初处理发酵液装入离心机中，以8000～10000r/min离心分离8～10min，收集沉淀，得混合物，用质量分数为3%氯化钠溶液洗涤混合物2～3次，随后将其浸泡在80～100mL质量分数为0.1%氢氧化钠溶液中1～2h，经8000～10000r/min离心分离后，收集上清液，用盐酸调节上清液pH为3.0～4.0，再静置4～5h后抽滤，并用去离子水洗涤滤饼3～5次，再转入冷冻干燥箱中，在-55～-45℃下冷冻干燥10～12h，得伴孢晶体粉末；

（5）称量5～6mL步骤（2）制备的黄粉虫提取油，1～2g上述伴孢晶体粉末，0.02～0.04g柠檬酸，加入200～240mL去离子水中，以300～400r/min搅拌15～20min，再加入5～8g大豆分离蛋白，3～5g壳聚糖，3.2～4.0g酪朊酸钠，并加热至50～60℃，持续搅拌混合均匀后装入高速剪切机中以10000～12000r/min剪切乳化10～15min，随后装入雾化干燥器中，在160～180℃下喷雾干燥，得微胶囊化生物农药。