專利名稱：從水菖蒲中提取天然抑藻劑及抑藻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水體污染控制領(lǐng)域，特別設(shè)計(jì)ー種從天然植物水菖蒲塊狀莖中提取的抑藻活性成分的方法。
背景技術(shù)：
水華防治技術(shù)主要有兩種思路控制氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素和控制藻類。目前控藻技術(shù)包括物理控藻技術(shù)、化學(xué)控藻技術(shù)和生物控藻技術(shù)，其中最常使用的方法是化學(xué)法?，F(xiàn)有的化學(xué)除藻劑，主要是硫酸銅，機(jī)理是利用銅離子的毒性去干擾藻類光合反應(yīng)系統(tǒng)，使之無法正常進(jìn)行光合作用，而最終達(dá)到殺滅藻類的目的，然而，銅離子是重金屬離子，不具有選擇性，在殺藻的同時(shí)被其他水生植物和動(dòng)物吸收或攝取，造成水體中的其他生物死亡，或者在 生物體內(nèi)積累最終給生態(tài)環(huán)境和人類健康造成破壞。植物產(chǎn)生的化感物質(zhì)由于獲取來源廣、生態(tài)安全性好、抑制效果佳等特點(diǎn)，可以作為藻類抑制劑使用。但目前報(bào)道的從植物體中提取分離藻類抑制劑的方法普遍存在提取、分離エ藝復(fù)雜，試劑盒設(shè)施昂貴，獲取成本高的問題，因此開發(fā)簡(jiǎn)便、廉價(jià)的植物源藻類抑制劑的提取分離方法十分必要。關(guān)于菖蒲的抑藻作用已有文獻(xiàn)報(bào)道?！拜牌褜?duì)銅綠微囊藻的化感作用”的研究指出共培養(yǎng)條件下菖蒲對(duì)銅綠微囊藻有顯著的抑制作用(中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2006，26 (3):355-358)?！拜牌迅审w提取液對(duì)兩種水華藻類生長(zhǎng)的影響”(應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2009,20 (9):2277-2282)中采用水作為溶劑提取菖蒲干體的活性成分，但由于水溶液的極性大且進(jìn)入植物組織的能力較弱，因此只能提取出少量的親水性物質(zhì)，且水提取物不方便濃縮。針對(duì)上述不足，進(jìn)ー步開發(fā)從菖蒲中制備藻類抑制劑的方法十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的植物抑藻在實(shí)際使用中存在的分離困難，成本高的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種從水菖蒲中提取抑藻活性成分的方法及抑藻方法，來源廣泛，抑藻效果好，成本低。本發(fā)明的從水菖蒲塊莖中提取抑藻活性成分的方法技術(shù)方案為含有以下エ藝步驟第一歩，將水菖蒲塊莖洗浄、烘干、粉碎；第二歩，使用石油醚提取2飛次得到含有抑藻活性成分A的提取物；使用こ酸こ酯提取2飛次得到含有抑藻活性成分B的提取物；使用無水こ醇提取2飛次得到含有抑藻活性成分C的提取物，第三歩，將各個(gè)含有抑藻活性成分的提取物過濾、濃縮，分別獲得抑藻活性成分A、抑藻活性成分B和抑藻活性成分C;第四步，將抑藻活性組分C溶于甲醇水溶液，用石油醚等體積量萃取2 3次，將石油醚層濃縮得到抑藻活性成分一；第五步，將抑藻活性組分C溶于甲醇水溶液，用こ酸こ酯等體積量萃取2 3次，將こ酸こ酯層濃縮得到抑藻活性成分ニ。使用石油醚、こ酸こ酷、無水こ醇提取的溫度為50°C，每次提取的時(shí)間為12小時(shí)；所述提取物的濃縮在35°C下采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)；以體積百分比計(jì)，第四步中的甲醇水溶液的濃度為80%，即含水20%，含甲醇80%。以體積百分比計(jì)，第五步中的甲醇水溶液的濃度為50%，即含水50%，含甲醇50%。抑藻活性成分A、B、C単獨(dú)或A+B+C合并使用吋，濃度為2(Tl00mg/L ;抑藻活性成分一、抑藻活性成分ニ各自単獨(dú)使用或者它們兩者混合使用吋，濃度為2(Tl00mg/L。本發(fā)明有益效果I、本發(fā)明采用天然植物材料，環(huán)境親和性強(qiáng)，使用中無二次污染。菖蒲作為ー種中 藥材和高污水凈化效能的濕生植物，在我國(guó)分布廣泛，種植普遍，原料易得，并且為人工濕地植物收獲后提供了一種資源化方式，擴(kuò)展了菖蒲的使用范圍。另外，塊狀根莖提取物為橙黃色透明液體，施用后不會(huì)造成水體顔色的改變。2、該提取方法簡(jiǎn)單易行，提取的活性成分作為抑藻劑使用廉價(jià)無毒，成本低廉，有利于實(shí)際推廣使用。3、使用時(shí)不受地域、節(jié)氣、溫度等的限制。


圖I為藻類抑制劑制備エ藝流程圖。
具體實(shí)施例方式從水菖蒲塊狀莖中提取抑藻活性成分的方法，一，采用有機(jī)溶劑直接提取活性成分得到抑藻劑，或者ニ，有機(jī)溶劑分級(jí)提取得到抑藻劑。有機(jī)溶劑直接提取的具體步驟為將洗凈、烘干粉碎的水菖蒲塊狀莖分別使用石油醚、こ酸こ酯及無水こ醇提取2-5次，過濾，濃縮，得抑藻活性組分A、B、C。有機(jī)溶劑分級(jí)提取的具體步驟為第一歩，將洗凈、烘干粉碎的水菖蒲塊狀莖使用無水こ醇提取2-5次，過濾，濃縮，得濃縮浸膏C。第二步，將第一步濃縮的浸膏C溶解于80%甲醇水溶液中(水20%)，石油醚等體積萃取2-3次，將萃取后的石油醚層濃縮得到抑藻活性成分一；第三歩，將第二步經(jīng)石油醚萃取后的甲醇水溶液加水稀釋到50% (含50%水)后，用こ酸こ酯等體積萃取2-3次，將萃取后的こ酸こ酯層濃縮得到抑藻活性成分ニ ；使用從菖蒲塊狀莖中提取的抑藻活性成分抑藻時(shí)，可以將抑藻活性A、B、C単獨(dú)使用或合并使用，將抑藻成分一和抑藻成分二分開或者它們合并后的混合作為抑藻劑使用，使用時(shí)的濃度皆為20mg-100mg/L。下面通過幾個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述方法做進(jìn)ー步的說明。實(shí)施例I:采集菖蒲的塊狀根莖，晾干，粉碎。稱取粉碎后的菖蒲塊狀根莖50g，50C提取2-3次，毎次12小吋。過濾，將石油醚提取液合井，35°C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，得到抑藻活性組分A。將該活性組分A對(duì)無菌培養(yǎng)的單細(xì)胞銅綠微囊藻、群體銅綠微囊藻、水華束絲藻和水華魚腥藻進(jìn)行急性毒性實(shí)驗(yàn)，設(shè)置若干的濃度梯度，設(shè)置空白及三組平行，每24小時(shí)觀察一次，連續(xù)觀察三天，結(jié)果以96小時(shí)的抑制率表示，結(jié)果如下抑藻活性成分A,當(dāng)質(zhì)量體積濃度達(dá)到50mg/L時(shí),(貝U I升水中含50mgA)其對(duì)單細(xì)胞銅綠微囊藻的抑制率達(dá)到90% ;當(dāng)濃度達(dá)到100mg/L時(shí)，其對(duì)群體銅綠微囊藻的抑制率達(dá)到97% ;當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)水華束絲藻的抑制率達(dá)到91% ;當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L吋，其對(duì)水華魚腥藻的抑制率達(dá)到93%。實(shí)施例2:采集菖蒲的塊狀根莖，晾干，粉碎。稱取粉碎后的菖蒲塊狀根莖50g，50度提取2-3次，毎次12小吋。過濾，將こ酸こ酯提取液合井，35°C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，得到抑藻活性組分B。將該活性組分B對(duì)無菌培養(yǎng)的單細(xì)胞銅綠微囊藻、群體銅綠微囊藻、水華束絲藻和水華魚腥藻進(jìn)行急性毒性實(shí)驗(yàn)，設(shè)置若干的濃度梯度，設(shè)置空白及三組平行，每24小時(shí)觀察一次，連續(xù)觀察三天，結(jié)果以96小時(shí)的抑制率表示，結(jié)果如下 抑藻活性成分B，當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)單細(xì)胞銅綠微囊藻的抑制率達(dá)到91% ;當(dāng)濃度達(dá)到100mg/L時(shí),其對(duì)群體銅綠微囊藻的抑制率達(dá)到95% ;當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)水華束絲藻的抑制率達(dá)到97% ;當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)水華魚腥藻的抑制率達(dá)到 95%。實(shí)施例3:采集菖蒲的塊狀根莖，晾干，粉碎。稱取粉碎后的菖蒲塊狀根莖50g，50度提取2-3次，毎次12小吋。過濾，將無水こ醇提取液合井，35°C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，得到抑藻活性組分C。將該活性組分C對(duì)無菌培養(yǎng)的單細(xì)胞銅綠微囊藻、群體銅綠微囊藻、水華束絲藻和水華魚腥藻進(jìn)行急性毒性實(shí)驗(yàn)，設(shè)置若干的濃度梯度，設(shè)置空白及三組平行，每24小時(shí)觀察一次，連續(xù)觀察三天，結(jié)果以96小時(shí)的抑制率表示，結(jié)果如下抑藻活性成分C，當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)單細(xì)胞銅綠微囊藻的抑制率達(dá)到95% ;當(dāng)濃度達(dá)到100mg/L時(shí)，其對(duì)群體銅綠微囊藻的抑制率達(dá)到90% ;當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)水華束絲藻的抑制率達(dá)到93% ;當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)水華魚腥藻的抑制率達(dá)到 91%。實(shí)施例4 將上述抑藻活性組分C溶解于80%甲醇水溶液中，石油醚萃取后濃縮得抑藻活性組分一，將萃取后的80%甲醇水溶液進(jìn)ー步用水稀釋至含甲醇60%，こ酸こ酯萃取，得こ酸こ酯萃取液，濃縮得抑藻活性組分ニ。將應(yīng)用實(shí)施例4所得到的該抑藻活性組分一、抑藻活性組分ニ或者它們的混合(抑藻活性組分ー +抑藻活性組分ニ)對(duì)無菌培養(yǎng)的單細(xì)胞銅綠微囊藻、群體銅綠微囊藻、水華束絲藻和水華魚腥藻進(jìn)行急性毒性實(shí)驗(yàn)，設(shè)置若干的濃度梯度，設(shè)置空白及三組平行，每24小時(shí)觀察一次，連續(xù)觀察三天，結(jié)果以96小時(shí)的抑制率表示，結(jié)果如下抑藻活性成分一，當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí),其對(duì)單細(xì)胞銅綠微囊藻的抑制率達(dá)到91% ;當(dāng)濃度達(dá)到100mg/L時(shí),其對(duì)群體銅綠微囊藻的抑制率達(dá)到97% ;當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)水華束絲藻的抑制率達(dá)到95% ;當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)水華魚腥藻的抑制率達(dá)到 96%ο抑藻活性成分ニ，當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)單細(xì)胞銅綠微囊藻的抑制率達(dá)到91% ;當(dāng)濃度達(dá)到100mg/L時(shí),其對(duì)群體銅綠微囊藻的抑制率達(dá)到92% ;當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)水華束絲藻的抑制率達(dá)到91% ;當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)水華魚腥藻的抑制率達(dá)到 93%。抑藻活性成分一 +抑藻活性組分ニ，當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí),其對(duì)單細(xì)胞銅綠微囊藻的抑制率達(dá)到93% ;當(dāng)濃度達(dá)到100mg/L時(shí)，其對(duì)群體銅綠微囊藻的抑制率達(dá)到94% ;當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)水華束絲藻的抑制率達(dá)到92% ;當(dāng)濃度達(dá)到50mg/L時(shí)，其對(duì)水華魚腥藻的抑制率達(dá)到94%。實(shí)施例5 應(yīng)用上述方法所得的抑藻劑A、B、C、抑藻活性組分一、抑藻活性組分ニ，對(duì)滇池采集的水華樣品進(jìn)行急性毒性實(shí)驗(yàn)其中藻類和培養(yǎng)液均取自滇池的草海，未采取任何滅菌措施。每種抑藻劑設(shè)定若干的濃度梯度，設(shè)置空白及三組平行，每24小時(shí)觀察一次，連續(xù)3天，觀察結(jié)果以96小時(shí)抑制率表示。抑藻活性成分A，當(dāng)濃度達(dá)到100mg/L時(shí)，其對(duì)滇池藍(lán)藻水華樣品的抑制率達(dá)到97%。抑藻活性成分B，當(dāng)濃度達(dá)到100mg/L吋，其對(duì)滇池藍(lán)藻水華樣品的抑制率達(dá)到93%。抑藻活性成分C，當(dāng)濃度達(dá)到100mg/L時(shí)，其對(duì)滇池藍(lán)藻水華樣品的抑制率達(dá)到90%。抑藻活性成分一，當(dāng)濃度達(dá)到100mg/L時(shí)，其對(duì)滇池藍(lán)藻水華樣品的抑制率達(dá)到98%。抑藻活性成分ニ，當(dāng)濃度達(dá)到100mg/L時(shí)，其對(duì)滇池藍(lán)藻水華樣品的抑制率達(dá)到92%。抑藻活性成分(一 + ニ)，當(dāng)濃度達(dá)到100mg/L時(shí)，其對(duì)滇池藍(lán)藻水華樣品的抑制率達(dá)到95%。本發(fā)明的抑藻劑與常用抑藻劑優(yōu)缺點(diǎn)比較
權(quán)利要求
1.一種從水菖蒲中提取天然抑藻劑及抑藻方法，其特征在于含有以下エ藝步驟 第一歩，將水菖蒲塊莖洗浄、烘干、粉碎； 第二歩，使用石油醚提取2飛次得到含有抑藻活性成分A的提取物；使用こ酸こ酯提取2飛次得到含有抑藻活性成分B的提取物；使用無水こ醇提取2飛次得到含有抑藻活性成分C的提取物； 第三歩，將各個(gè)含有抑藻活性成分的提取物過濾、濃縮，分別獲得抑藻活性成分A、抑藻活性成分B和抑藻活性成分C; 第四步，將抑藻活性組分C溶于甲醇水溶液，用石油醚等體積量萃取2 3次，將石油醚層濃縮得到抑藻活性成分一； 第五步，將抑藻活性組分C溶于甲醇水溶液，用こ酸こ酯等體積量萃取2 3次，將こ酸こ酯層濃縮得到抑藻活性成分ニ。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，使用石油醚、こ酸こ酷、無水こ醇提取的溫度為50°C，每次提取的時(shí)間為12小吋。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述提取物的濃縮在35°C下采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于以體積百分比計(jì)，第四步中的甲醇水溶液的濃度為80%，即含水20%，含甲醇80%。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于以體積百分比計(jì)，第五步中的甲醇水溶液的濃度為50%，即含水50%，含甲醇50%。
6.權(quán)利要求I所述的從水菖蒲中提取天然抑藻劑及抑藻使用方法，其特征在于，抑藻活性成分A、B、C単獨(dú)或A+B+C合并使用吋，濃度為2(Tl00mg/L ;抑藻活性成分一、抑藻活性成分ニ各自単獨(dú)使用或者它們兩者混合使用吋，濃度為2(Tl00mg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從水菖蒲塊莖中提取抑藻活性成分的方法，采用有機(jī)溶劑直接提取活性成分得到抑藻劑，或者二，有機(jī)溶劑分級(jí)提取得到抑藻劑。有機(jī)溶劑直接提取的具體步驟為將洗凈、烘干粉碎的水菖蒲塊狀莖分別使用石油醚、乙酸乙酯及無水乙醇提取2-5次，過濾，濃縮，得抑藻活性組分A、B、C。有機(jī)溶劑分級(jí)提取的具體步驟為無水乙醇提取得浸膏C后溶于80%甲醇水溶液中，石油醚等體積提取2-3次，石油醚層濃縮得抑藻活性成分一；剩余甲醇水層加水稀釋到50%后，用乙酸乙酯等體積萃取2-3次，乙酸乙酯層濃縮得抑藻活性成分二。該提取方法簡(jiǎn)單易行，提取的活性成分作為抑藻劑使用廉價(jià)無毒，成本低廉，有利于實(shí)際推廣使用。使用時(shí)不受地域、節(jié)氣、溫度等的限制。
文檔編號(hào)A01P13/00GK102812974SQ20121019638
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者張勝花, 趙靜, 孫珮石 申請(qǐng)人:云南大學(xué)