《Journal of Stored Products Research》：Valorization of mandarin orange (
Citrus reticulata) peel waste as a bioactive insecticidal agent against the pulse beetle (
Callosobruchus chinensis
L.)
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柑橘皮提取物经乙酸甲酯-甲醇溶剂组合处理可有效抑制脉冲象鼻虫产卵且不影响种子发芽，GC-MS鉴定出柠檬烯（16.2%）、α-蒎烯（11.2%）等活性成分，为可持续仓储害虫防控提供新方案。
Krishnaiah Hullukere Eraiah | Chikkarasanahalli Shivegowda Vivek Babu | Yallappa Rajashekar
印度卡纳塔克邦迈索尔中央食品技术研究所（CSIR - Central Food Technological Research Institute），食品保护剂与虫害控制部门，邮编570 020
摘要
柑橘（Citrus reticulata）是一种具有全球重要商业价值的园艺作物，因其营养价值和药用特性而受到重视。然而，其富含生物活性化合物的外皮通常被作为废弃物丢弃。在本研究中，从迈索尔当地市场收集的新鲜橙皮经过清洗、阴干、粉碎后，在室温下储存以供进一步分析。研究人员评估了橙皮提取物对豆类储藏害虫Callosobruchus chinensis的杀虫潜力。测试了四种溶剂组分及其组合的抗产卵活性。其中，丙酮：甲醇组合在150 μL/100克豆料的剂量下完全抑制了产卵行为，并且观察到明显的剂量依赖性效果。通过对粗提物及各组分进行气相色谱-质谱（GC–MS）分析，发现了多种植物化学物质，包括桉叶油醇（16.2%）、β-蒎烯（11.2%）、2-萘甲醇（10.3%）、o-芹烯（5.0%）和D-柠檬烯（4.18%）。重要的是，这些处理方法未影响种子的活力。这些发现表明，来自园艺产业的橙皮废弃物可以作为有效的、环保的预防措施，用于管理和控制Callosobruchus chinensis，在小规模和大规模豆类储藏系统中同时实现害虫控制和废弃物资源化。
引言
豆类（包括鹰嘴豆、扁豆、干豌豆等）由于其丰富的蛋白质、膳食纤维和重要微量营养素，对全球粮食安全至关重要（Langyan等人，2022年）。特别是在资源有限的地区，豆类是最经济且可持续的膳食蛋白质来源。此外，豆类的农业副产品广泛用作动物饲料，使得这种作物成为食品和畜牧业系统的重要组成部分。截至2024-2025年度，全球豆类产量保持稳定，总产量约为4660万吨，比上一年增长了4%。全球市场对豆类的需求也强劲，2024年的进口量达到约2140万吨（Davis等人，2024年）。然而，各国的粮食产量每年都有波动，因此需要有效的储藏策略来缓解季节性供应缺口，确保粮食供应。
然而，豆类储藏受到收获后损失的影响，尤其是来自昆虫害虫的损害。平均而言，10-15%的储藏豆类因害虫、变质和其他因素而损失（Hajam和Kumar，2022年；Kumar和Kalita，2017年）。在印度，昆虫造成的作物损失占10-30%，对豆类影响尤为严重（Hajam和Kumar，2022年）。在全球范围内，Callosobruchus chinensis（Linnaeus，1758年）（鞘翅目：叶甲科）是危害最大的储藏害虫之一，在严重侵害情况下可导致高达60%的重量损失（Singh等人，2024年）。
最近的实证数据显示了豆类储藏期间虫害的严重性。2019-2020年的一项关于绿豆储藏的研究表明，种子损伤率在9%到98%之间，重量损失在6%到69%之间，发芽率损失在18%到97%之间（Chauhan等人，2022年）。在埃塞俄比亚，储藏的鹰嘴豆样本显示种子损伤率为4.6%到14.5%，重量损失平均为1.1%到4.6%，这对粮食安全和农民生计构成威胁（Berhe等人，2023年）。印度的豆类产业因虫害损失估计约为30%，每年损失约8.15亿美元（Bhowmik和Yadav，2025年）。
长期以来，化学杀虫剂一直是应对此类威胁的传统方法，但其广泛使用引发了环境污染、人类健康问题以及抗性昆虫株的出现（Ansari等人，2013年；Thompson等人，2020年）。因此，人们对植物性、环保的控制方法产生了浓厚兴趣。各种植物基材料——从粗溶剂提取物和粉末到精油和熏蒸剂——都表现出对储藏害虫的杀虫或驱虫作用（Devi等人，2020年；Yu，2025年）。例如，使用0.3-0.4%的印楝叶粉处理能有效减少Callosobruchus chinensis对豆类的损害，有时甚至优于未经处理的对照组（Ashok等人，2020年）。丁香、罗勒、柠檬草和姜黄粉对Callosobruchus chinensis具有显著的熏蒸效果，可导致 adzuki 豌豆象100%的死亡率（Mario等人，2021年和2023年）。
多项研究表明，柑橘皮粉末和提取物是有效的储藏粮食和农业害虫的植物保护剂。据报道，Citrus reticulata的橙皮提取物可以减少Sitophilus oryzae对储藏玉米的侵害和重量损失，体现了其收获后的保护作用（Sharma和Gupta，2026年）。同样，从C. reticulata果皮中提取的精油对Tribolium castaneum具有强烈的熏蒸毒性和驱虫效果（Safavi和Mobki，2016年），而橙皮油对Sitophilus zeamais的生物活性与柠檬烯等生物活性成分相关（Zhang等人，2026年）。尽管有这些证据，但关于C. reticulata的研究主要集中在粗提取物和精油上，对标准化配方、作用机制或可扩展的施用策略的关注不足，这造成了重要的转化障碍。本研究通过系统评估C. reticulata的溶剂特异性提取物对Callosobruchus chinensis的杀虫效果，并结合GC–MS化学分析，将杀虫生物活性与特定的植物化学成分直接关联起来，填补了这一空白。本研究的新颖之处在于它整合了柑橘废弃物资源化、溶剂引导的生物活性筛选和化合物水平化学表征的方法，确立了C. reticulata橙皮作为一种经过化学验证且功能验证的生物杀虫剂，用于可持续的豆类储藏和综合害虫管理。
实验部分
昆虫培养的制备
Callosobruchus chinensis在28 ± 2°C和50-60%相对湿度条件下在绿豆上饲养。干净的干燥培养瓶中填充三分之一的预处理种子，然后放入约100-200只成虫，并用橡皮筋密封瓶口。记录培养起始日期，随后在受控实验室条件下进行培养。监测F1代后代，收集后让它们生长1-2天再进行实验。这种标准化方案确保了实验的准确性。
溶剂提取物的GC–MS分析
对Citrus reticulata橙皮提取物进行了总离子色谱分析（图1），发现其中含有近39种不同的化合物，总浓度为99.84%（表1）。主要成分中，桉叶油醇含量最高，占提取物的16.2%。其他显著成分包括β-蒎烯（11.2%）、2-萘甲醇（10.3%）、o-芹烯（5.0%）和D-柠檬烯（4.18%）（表1）。这些发现揭示了橙皮提取物的化学组成。
讨论
GC–MS分析显示，D-柠檬烯是Citrus reticulata橙皮提取物中的主要成分之一。D-柠檬烯是一种天然存在的单萜类化合物，具有广为人知的杀虫、熏蒸和驱虫作用（Karr和Coats，1988年）。类似地，氧代单萜类化合物linalool也对多种储藏产品害虫具有接触性和熏蒸毒性（Lee等人，2003年）。其他化合物如香叶醇乙酸酯和醛类也表现出相应的效果。
结论
研究表明，Citrus reticulata橙皮提取物的丙酮：甲醇组合在每100克种子添加150-200 μL的剂量下，能够完全阻止Callosobruchus chinensis的产卵，并抑制其后代的生长，同时不影响种子发芽。GC–MS分析确认了主要的生物活性成分，包括D-柠檬烯、linalool、香叶醇乙酸酯、癸醛和脂肪酸，这些成分的共同作用可能产生了协同的杀虫效果。
作者贡献声明
Krishnaiah Hullukere Eraiah：撰写初稿、监督研究。
Chikkarasanahalli Shivegowda Vivek Babu：撰写、审稿和编辑。
Yallappa Rajashekar：撰写、审稿和编辑，提出研究概念。
资金情况
本研究未获得任何资助。
利益冲突声明
Krishnaiah HE报告称得到了中央食品技术研究所（CSIR - Central Food Technological Research Institute）的财务支持，并在该机构任职。如果还有其他作者，他们声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢迈索尔中央食品技术研究所的所长提供了进行这项研究的设施。
