Kui PGE kohtub DATEM-iga: võrdlev uuring erinevate emulgaatorisüsteemide kasutamise mõjude kohta taimekaitseõli koostistes

Põllumajanduse põllukultuuride kaitse valdkonnas on taimekaitseõlid -st pestitsiidide emulgeeritavad kontsentraadid või vesiemulsioonid- kriitiliseks kandjaks toimeainete sihtkultuuridele tarnimisel. Emulgaatorid kui põhilised abiained määravad, kas pihustusvedelik võib moodustada stabiilse emulsiooni, jaotada ühtlaselt lehtede pinnale ja võimaldada toimeainetel tõhusalt tungida.

Arvukate saadaolevate emulgaatorivalikute hulgas on PGE (rasvhapete polüglütseroolestrid) ja DATEM (mono{0}} ja diglütseriidide diatsetüülviinhappe estrid) kaks tüüpi, mis on pälvinud märkimisväärset tähelepanu. PGE on juba tõusnud silmapaistvaks tegijaks pestitsiidide adjuvantide valdkonnas, võimendades oma ainulaadset molekulaarset struktuuri ja suurepäraseid liidese omadusi, et saada uute roheliste adjuvantide oluliseks kandidaadiks. DATEM, mida on laialdaselt tunnustatud toiduainetööstuses võimsa emulgaatorina, nõuab uurimist ka selle võimalike rakenduste kohta taimekaitses.

See artikkel võrdleb süstemaatiliselt PGE ja DATEM toimivust taimekaitseõli koostissüsteemides neljast mõõtmest: molekulaarstruktuur, liideste käitumine, rakenduse mõjud ja keskkonnaohutus.

1,1 PGE: rasvhapete polüglütseroolestrid

PGE on mitteioonne emulgaator, mis saadakse polüglütserooli esterdamisel rasvhapetega. Selle põhiliseks struktuuriliseks tunnuseks on hüdrofiilne polüglütserooli pearühm, mis koosneb mitmest eetersidemetega ühendatud glütserooliühikust, mis moodustavad "mitme{1}}hargnenud" kolme{2}}struktuuri.

Struktuursed omadused:

Hüdrofiilne pea: polüglütserool keskmise polümerisatsiooniastmega 1–3, mis tagab mitu hüdroksüülsaiti

Hüdrofoobne saba: 8–16 süsinikuga rasvhappeahelad (nt kaprüülhape, kapriinhape, lauriinhape)

Molekulaarne konfiguratsioon: "dendriitne" või "tähekujuline" -kujuline jaotus märkimisväärse steerilise takistusega

Põhilised eelised:

Suurepärane liidese adsorptsioonivõime, mis vähendab tõhusalt õli{0}}vee liidese pinget

Mitteioonse emulgaatorina, tundetu elektrolüütide ja pH muutuste suhtes

Saadakse hea biolagunevusega taastuvatest taimsetest toorainetest

Võib toimida "sisseehitatud-" triiviaeglustina, kontrollides tõhusalt tilkade triivi pihustamise ajal

1.2 DATEM: mono- diatsetüülviinhappe estrid ja diglütseriidid

DATEM on toiduainetööstuses tuntud kui "taigna tugevdamise kuningas". Selle molekulaarstruktuur sisaldab ainulaadset diatsetüülviinhappe rühma, mis annab erilised hüdrofiilse -lipofiilse tasakaalu omadused.

Struktuursed omadused:

Hüdrofiilne pea: kahe atsetüülrühmaga viinhapperühm, mis tagab mõõduka hüdrofiilsuse

Hüdrofoobne saba: mono{0}} ja diglütseriidi rasvhappe estri ahelad

Molekulaarne konfiguratsioon: "kiilu{0}}kujuline" märkimisväärse steerilise takistusega

Põhilised eelised:

Suurepärane õlis lahustuvus, seguneb täielikult õlide ja enamiku õlis{0}}lahustuvate lahustitega

Hea stabiliseeriv toime õli{0}}vee liidestele

Tõestatud suurepärane gluteeni{0}}tugevdusvõime küpsetistes

3 Funktsioonide kiire võrdlus

Taimekaitserakendustes hõlmab emulgaatorisüsteemide hindamine tavaliselt järgmisi põhinäitajaid:

1. Emulsiooni stabiilsus: kas emulsioon jääb ühtlaselt hajutatud ilma eraldumise või sadenemiseta
2. Liidese pinge vähendamine: Pinge vähendamine pritsimisvedeliku ja lehepinna vahel, et parandada levikut ja märgamist
3. Triivi juhtimine: Piiskade triivi vähendamine pihustamise ajal eesmärgipärase sadestamise tõhususe suurendamiseks
4. Lehtede läbitungimise suurendamine: hõlbustab toimeaine tungimist läbi lehtede küünenaha
5. Keskkonnaohutus: Biolagunevus, põllukultuuride ohutusprofiil

1 Tõestatud eelised

Emulgeerimine ja liidese aktiivsus

Mitteioonse pindaktiivse ainena stabiliseerib PGE tõhusalt õli{0}}vee liideseid. Uuringud näitavad, et glütseroolrasvhapete estrid (PGE algstruktuur) võivad samaaegselt vähendada nii tilkade pindpinevust kui ka tilkade ja lehtede pindade vahelist liidese pinget, parandades oluliselt pestitsiidide märguvust ja levitatavust.

Triivi juhtimine

Clariant'i Synergen™ PGE toode, mille põhikoostisosa on polüglütseroolester, toimib veepõhistes preparaatides "sisseehitatud{0}} triiviaeglustina", vähendades märkimisväärselt tilkade triivi pritsimise ajal, parandades samal ajal pritsimise kinnipidamist ja põllukultuuride ohutust.

Roheline jätkusuutlikkus

PGE on saadud taimeõlidest (nt kookosõli), sellel on hea biolagunevus, see ei vaja ohtlikku märgistamist ja on põllukultuuride suhtes õrn. See ühtib suurepäraselt tööstuse praeguse suundumusega "vähendatud annus koos suurema tõhususe ja rohelise keskkonnakaitsega".

Koostise ühilduvus

PGE-d saab kombineerida metüülitud seemneõli (MSO) ja teiste komponentidega, et moodustada sünergilisi süsteeme. Näiteks kui PGE segatakse MSO-ga, stabiliseerib PGE emulsiooni, samal ajal kui MSO paisutab lehepinna struktuuri ja hõlbustab aktiivsete koostisosade kiiret läbitungimist.

2 Piirangud

PGE-uuringud taimekaitses on jätkuvalt arenev valdkond. Teadaolevad piirangud hõlmavad järgmist:

Erineva polümerisatsiooni ja esterdamise astmega PGE toodetel on oluliselt erinevad toimivusprofiilid, mistõttu on vaja täpset valikut koostise kavandamisel

Mõne suure -polümerisatsiooniga PGE-tüübi puhul võib madalatel temperatuuridel esineda probleeme kristalliseerumisega

1 DATEM-i ülekantavad eelised

Kuigi DATEM-i kasutatakse praegu peamiselt toiduainetööstuses, viitavad selle füüsikalis-keemilised omadused võimalikule rist{0}}kasutamisele taimekaitses:

• Suurepärane õlis lahustuvus
• DATEM seguneb täielikult õlide ja enamiku õlis{0}}lahustuvate lahustitega, mis võimaldab sujuvalt integreerida õlipõhistesse koostissüsteemidesse.
• Liidese stabiliseerimisvõime
• Toidusüsteemides on DATEM osutunud tõhusaks õli{0}}veemulsioonide- stabiliseerimisel, mis võib olla väärtuslik ka taimekaitse EW (emulsioon vees) ja SE (suspensioonemulsioon) koostistes.
• Inspiratsiooni gluteenivõrgustiku ehitamisest
• DATEM tugevdab hüdrofoobsete interaktsioonide kaudu taignas valguvõrgu struktuure. Analoogia põhjal võib see "liidese kokkupaneku" võime aidata kaasa stabiilsemate ja kauem{1}}kestvate toimeainekilede moodustamisele lehtede pinnal.

2 DATEM-i rakenduse lüngad põllukultuuride kaitses

Praegu on DATEM-i süstemaatilised uuringud taimekaitseõli koostistes ebapiisavad. Olemasolevas kirjanduses esineb DATEM sagedamini toidu lisaainete kataloogides, mitte pestitsiidide adjuvantide loendites. See on tingitud mitmest tegurist:

• Erinevad rakenduste ajalood: DATEMi arendus ja rakendus on pikka aega keskendunud toiduainetööstusele; -domeenideülene laiendamine nõuab täiendavat kinnitamist
• Erinevad molekulaarse disaini eesmärgid: DATEM-i molekulaarstruktuur on orienteeritud pigem valkude interaktsioonile kui taime lehtede pinna liidese käitumisele
• Regulatiivsed tõkked: Pestitsiidide abiained nõuavad erilisi toksikoloogilisi ja ökotoksikoloogilisi andmeid; DATEM-i regulatiivsed andmed taimekaitsevaldkonnas on suhteliselt puudulikud

Peamine järeldus:

Taimekaitseõli koostistes,PGE-süsteemil on praegu selge eelis. Selle toimivus on kinnitatud tegelikes kaubanduslikes toodetes, eriti silmapaistvalt triivi kontrolli, emulsiooni stabiliseerimise ja keskkonnasäästlikkuse osas. Kuigi DATEM-il on teoreetiline ristkasutuspotentsiaal, puudub sellel taimekaitsestsenaariumide puhul süstemaatiline empiiriline valideerimine ja see ei saa lühiajaliselt asendada PGE positsiooni põllumajanduse abiainetes.

PGE edu pestitsiidide adjuvantide vallas peegeldab laiemat suundumust-pestitsiidide koostised on üleminekul "kõrge-toksilisuse, suure-tõhususe" asemel "madala-toksilisuse, suure-tõhususe, keskkonnasäästlikkuse ja jätkusuutlikkuse poole".

Viimastel aastatel on antimikroobse toimega taimeeeterlikke õlisid (EO) registreeritud ja kasutatud roheliste botaaniliste pestitsiididena. Traditsioonilised pindaktiivsete ainetega{1}}stabiliseeritud eeterlike õlide emulsioonid kannatavad aga kiire lendumise, madala kasutusmäära ja pindaktiivsete ainete võimaliku biotoksilisuse tõttu. See on innustanud uudsete roheliste emulgaatorite väljatöötamist:

• Januse nanosheet tehnoloogia: Shihezi ülikooli meeskond töötas välja parkhappe-titaan/polüstüreen Januse nanolehed, mis võivad tõhusaks emulgeerimiseks asendada traditsioonilised pindaktiivsed ained, vähendades samal ajal tsütotoksilisust 29,17%
• Multifunktsionaalsed PGE{0}}tuletatud süsteemid: Funktsionaalsete rühmade lisamine PGE selgroole, et saavutada integreeritud "emulgeerimine + tõhususe suurendamine + kontrollitud vabanemine"

See suundumus näitab, et taimekaitseõli koostiste emulgaatorite vaheline konkurents ei jää ainult PGE ja DATEM vahel, vaid areneb edasimultifunktsionaalne, roheline ja täppis{0}}orienteeritudlahendusi.

Ühe-lause kokkuvõte:

PGE on edukalt üle läinud toidu koostisosalt pestitsiidide abiainete "jõujaamaks", luues liidripositsiooni taimekaitseõli koostistes tänu suurepärastele liideseomadustele, triivi kontrollimisvõimele ja rohelistele omadustele. DATEM, hoolimata selle struktuurilistest esiletõstmistest ja rist{1}}kasutamise potentsiaalist, nõuab rohkem empiirilist valideerimist,-taimekaitseks kasutatava emulgaatori valik sõltub lõppkokkuvõttes tegelikust-põllutegevusest.