专利名称：一种植物性灭螺剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种从茶粕废弃物中提取茶皂素药用活性成分，制备用于螺害防治的环境友好型植物性灭螺剂的方法。
背景技术：
目前，螺害已成为危害我国生态环境的一个主要问题，有效控制螺害是保障我国农业的正常生产和水产渔业的可持续发展，以及血吸虫病防治事业的关键环节之一。
螺害防治是一项复杂的综合治理工程，主要包括化学防治(如农药灭螺)、生物防治(如放养鸭子)和人工挑拣灭螺等手段。在目前的螺害防治工作中，化学防治被广泛使用，化学灭螺剂已成为解决这一问题的主要手段。
常用的化学灭螺剂有五氯酚钠和烟酰苯胺等。由于有机氯农药五氯酚钠对人畜高毒，对环境污染严重，国家已经明令禁止使用。烟酰苯胺是以烟酸和苯胺为主要原料合成的一种白色或灰色粉末的灭螺剂，但对皮肤有强烈刺激，使用时要避免与裸露皮肤接触。因此，急需发展安全有效、易降解、对环境低残留、无污染、价格低廉、使用方便的灭螺剂。
植物性灭螺剂的主要活性成分是茶皂素，不但能杀死福寿螺、钉螺等螺蚌，而且能灭杀野杂鱼、蛙卵、蝌蚪、蚂蝗、致病寄生虫和一部分水生昆虫。自然环境中，茶皂素能被微生物降解，其活性3～5天后完全消失，有望开发成一种高效、低残留、低毒的环境友好型植物性灭螺剂，用于螺害防治。
茶皂素是从山茶科植物油茶中提取的一类五环三萜类皂甙化合物，是一种天然非离子型表面活性剂，具有一定的毒鱼、灭螺、抗菌、抗病毒和杀虫等生物活性，广泛应用于化工、医药、农药和食品等行业。由于茶皂素易溶于热水以及甲醇、乙醇、丙酮等亲水性溶剂中，因此，可采用甲醇、丙酮等亲水性溶剂进行提取。
膜分离技术是指以外界能量或化学位差为推动力，依靠膜的选择性透过作用进行物质的分离、纯化与浓缩的一种技术，其实质近似于筛分过程。作为一种新兴的高效分离手段，膜分离技术被视为是21世纪最有发展前途的高新技术之一，已广泛应用于食品、医药、化工、生物技术等领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物性灭螺剂的制备方法，该制备方法具有工艺简单、提取效率高、生产能耗小、生产成本低、便于实施的特点。
本发明一种植物性灭螺剂的制备方法为以茶粕为原料，采用5～15倍茶粕干重(W/W)的30～50％亲水性溶剂水溶液，于50～80℃条件下提取1～3次，每次提取时间为1～3小时，合并提取液，过滤；滤液在0.1～0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂后，再将滤液在0.6～1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。
本发明有如下显著优点1.较之已有的制备方法而言，本发明采用甲醇、丙酮等亲水性溶剂水溶液，提取茶粕中茶皂素药用活性成分，其优点在于甲醇、丙酮等亲水性溶剂的溶解性能好，对茶粕的穿透能力强，更容易渗透到茶粕内部组织结构中，大大提高了茶皂素的溶出速率和提取效率。
2.本发明优先选用甲醇或丙酮的优点是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮等亲水性溶剂的提取效果相当，但相对于其它亲水性溶剂而言，甲醇或丙酮的沸点更低、能耗更小，能显著降低产品的制备成本。
3.本发明采用膜分离技术进行除杂与浓缩的优点是提取液通过膜分离除杂后，再经过膜分离浓缩，可高效率、低能耗地去除茶皂素提取液中蛋白质、多糖等大分子杂质成分和单宁、无机盐等小分子杂质，能明显提高茶皂素原药的纯度和品质。
4.本发明利用植物性灭螺剂控制害螺数量，是螺害防治过程中的一大创新，具备高效、低残留、对环境无污染、对天敌和非靶动物无伤害的优点。
具体实施例方式
以茶粕为原料，采用5～15倍茶粕干重(W/W)的30～50％亲水性溶剂水溶液，于50～80℃条件下提取1～3次，每次1～3小时，合并提取液，过滤；滤液优先选用截留分子量为50000～80000的聚砜膜、聚丙烯腈膜或聚偏氟乙烯膜，在0.1～0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液优先选用截留分子量为500～6000的芳香聚酰胺膜、磺化聚砜膜或聚砜膜，在0.6～1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。还可以进一步添加可溶性淀粉，使添加有可溶性淀粉的灭螺剂浓度达到11～18波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的植物性灭螺剂。
喷雾干燥条件为进料液浓度达11～18波美度(60℃)，PG-5型喷雾干燥机进口温度160～250℃，出口温度60～110℃，离心转头工作压力1.6～3.0kgf/cm2。
上述膜分离除杂和膜分离浓缩均采用三达膜科技(厦门)有限公司的1810型纳滤设备进行。
上述亲水性溶剂可以是甲醇、丙酮、乙醇、丙醇和异丙醇中的一种或几种混合溶剂，优先选用甲醇或丙酮。
茶皂素含量采用香兰素-浓硫酸比色法测定。取已经稀释适当倍数的样品液1ml，加入0.5ml香兰素，再加2.5ml浓硫酸，反应10min后，于580nm波长下测定其吸光度值。以试剂为空白对照，以人参皂苷Re为标准对照。经测定，实验所用的湖南产茶粕(含水量4.1％)中茶皂素含量为8.5～11.2％。
本发明制备方法的实施例陈述如下实施例1将过16～24目筛的茶粕粉末2.6kg放入提取罐中，用10倍茶粕粉末干重(W/W)的40％的甲醇-丙酮(3∶1)水溶液，于70℃条件下回流提取3次，每次2小时，合并提取液，过滤；滤液选用截留分子量为50000的聚砜膜，在0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为3000的聚砜膜，在1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。经测定，茶粕中茶皂素的收率为91.3％，液体剂型植物性灭螺剂中茶皂素含量达71.3％。
实施例2将过16～24目筛的茶粕粉末2.4kg放入提取罐中，用15倍茶粕粉末干重(W/W)的30％甲醇水溶液，于50℃条件下提取2次，每次3小时，合并提取液，过滤；滤液选用截留分子量为60000的聚砜膜，在0.25MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为500的芳香聚酰胺膜，在1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。经测定，茶粕中茶皂素的收率为90.7％，液体剂型植物性灭螺剂中茶皂素含量达69.2％。
实施例3将过16～24目筛的茶粕粉末3.2kg放入提取罐中，用5倍茶粕粉末干重(W/W)的50％甲醇水溶液，于80℃条件下回流提取1小时，过滤，滤液选用截留分子量为80000的聚砜膜，在0.1MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为500的磺化聚砜膜，在1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。经测定，茶粕中茶皂素的收率为92.9％，液体剂型植物性灭螺剂中茶皂素含量达67.5％。
实施例4
将过16～24目筛的茶粕粉末3.3kg放入提取罐中，用5倍茶粕粉末干重(W/W)的50％乙醇水溶液，于80℃条件下提取1小时，过滤，滤液选用截留分子量为80000的聚偏氟乙烯膜，在0.1MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为6000的聚砜膜，在0.6MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。经测定，茶粕中茶皂素的收率为91.3％，液体剂型植物性灭螺剂中茶皂素含量达68.5％。
实施例5将过16～24目筛的茶粕粉末3.1kg放入提取罐中，用8倍茶粕粉末干重(W/W)的45％甲醇-乙醇(2∶1)水溶液，于56℃条件下提取2次，每次2小时，合并提取液，过滤；滤液选用截留分子量为70000的聚偏氟乙烯膜，在0.2MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为800的芳香聚酰胺膜，在0.9MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。经测定，茶粕中茶皂素的收率为91.4％，液体剂型植物性灭螺剂中茶皂素含量达69.2％。
实施例6将过16～24目筛的茶粕粉末2.4kg放入提取罐中，用15倍茶粕粉末干重(W/W)的30％乙醇水溶液，于50℃条件下提取3次，每次3小时，合并提取液，过滤；滤液选用截留分子量为50000的聚偏氟乙烯膜，在0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为800的磺化聚砜膜，在0.75MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。经测定，茶粕中茶皂素的收率为92.2％，液体剂型植物性灭螺剂中茶皂素含量达68.4％。
实施例7将过16～24目筛的茶粕粉末2.6kg放入提取罐中，用15倍茶粕粉末干重(W/W)的30％丙酮水溶液，于50℃条件下提取3次，每次3小时，合并提取液，过滤；滤液选用截留分子量为60000的聚丙烯腈膜，在0.35MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为5000的聚砜膜，在0.65MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。经测定，茶粕中茶皂素的收率为92.4％，液体剂型植物性灭螺剂中茶皂素含量达67.1％。
实施例8将过16～24目筛的茶粕粉末3.3kg放入提取罐中，用5倍茶粕粉末干重(W/W)的50％丙酮水溶液，于80℃条件下回流提取2次，每次1小时，合并提取液，过滤；滤液选用截留分子量为50000的聚丙烯腈膜，在0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为6000的芳香聚酰胺膜，在0.6MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。经测定，茶粕中茶皂素的收率为91.7％，液体剂型植物性灭螺剂中茶皂素含量达67.3％。
实施例9将过16～24目筛的茶粕粉末2.4kg放入提取罐中，用9倍茶粕粉末干重(W/W)的50％异丙醇水溶液，于80℃条件下提取3次，每次2小时，合并提取液，过滤；滤液选用截留分子量为80000的聚丙烯腈膜，在0.1MPa操作压力条件下膜分离除杂；去除蛋白质和多糖等大分子杂质后，滤液选用截留分子量为6000的磺化聚砜膜，在0.6MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。经测定，茶粕中茶皂素的收率为90.4％，液体剂型植物性灭螺剂中茶皂素含量达64.2％。该液体剂型的植物性灭螺剂还可以进一步添加可溶性淀粉，使添加有可溶性淀粉的灭螺剂浓度达到11～18波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的植物性灭螺剂。喷雾干燥条件为进料液浓度达11～18波美度(60℃)，PG-5型喷雾干燥机进口温度160～250℃，出口温度60～110℃，离心转头工作压力1.6～3.0kgf/cm2。
以上实施例旨在进一步举例描述本发明，而不是以任何方式限制本发明。
本发明构思新颖，工艺简单，提取效率高，生产成本低，具有较大的推广性。
权利要求
1.一种植物性灭螺剂的制备方法，其特征在于以茶粕为原料，采用5～15倍茶粕干重(W/W)的30～50％亲水性溶剂水溶液，于50～80℃条件下提取1～3次，每次提取时间为1～3小时，合并提取液，过滤；滤液在0.1～0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂后，再将滤液在0.6～1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。
2.根据权利要求1所述的植物性灭螺剂的制备方法，其特征在于所述的液体剂型的植物性灭螺剂中进一步添加可溶性淀粉，使添加有可溶性淀粉的灭螺剂浓度达到11～18波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的植物性灭螺剂。
3.根据权利要求1所述的植物性灭螺剂的制备方法，其特征在于所述的喷雾干燥条件为进料液浓度达11～18波美度(60℃)，PG-5型喷雾干燥机进口温度160～250℃，出口温度60～110℃，离心转头工作压力1.6～3.0kgf/cm2。
4.根据权利要求1所述的植物性灭螺剂的制备方法，其特征在于所述亲水性溶剂是甲醇、丙酮、乙醇、丙醇和异丙醇中的一种或几种混合溶剂。
5.根据权利要求1所述的植物性灭螺剂的制备方法，其特征在于所述的膜分离除杂过程选用截留分子量为50000～80000的分离膜。
6.根据权利要求5所述的植物性灭螺剂的制备方法，其特征在于所述的膜分离除杂过程的分离膜为聚砜膜、聚偏氟乙烯膜或聚丙烯腈膜。
7.根据权利要求1所述的植物性灭螺剂的制备方法，其特征在于所述的膜分离浓缩过程选用截留分子量为500～6000的分离膜。
8.根据权利要求7所述的植物性灭螺剂的制备方法，其特征在于所述的膜分离浓缩过程的分离膜为芳香聚酰胺膜、磺化聚砜膜或聚砜膜。
9.根据权利要求1所述的植物性灭螺剂的制备方法，其特征在于所述茶粕来源于山茶科植物油茶的果实、茶壳、茶叶、茶籽或茶饼废料中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的植物性灭螺剂的制备方法，其特征在于所述的植物性灭螺剂具有防治螺害的用途。
全文摘要
本发明提供一种植物性灭螺剂的制备方法，其方法为以茶粕为原料，采用5～15倍茶粕干重(W/W)的30～50％亲水性溶剂水溶液，于50～80℃条件下提取1～3次，每次提取时间为1～3小时，合并提取液，过滤；滤液在0.1～0.5MPa操作压力条件下膜分离除杂后，再将滤液在0.6～1.5MPa操作压力条件下膜分离浓缩成9～15波美度(60℃)的浓缩液；添加浓缩液重量0.5～1.3％的食盐和0.3～0.9％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型的植物性灭螺剂。本发明构思新颖，工艺简单，提取效率高，生产成本低，所制植物性灭螺剂具有防治螺害、对人畜低毒、对环境友好等优点，具有较大推广性。
文档编号A01P9/00GK1973633SQ200610135330
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月15日 优先权日2006年12月15日
发明者陈剑锋 申请人:福州大学