CN103222469B - 一种使用酶解法生产苦参碱水剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用酶解法生产苦参碱水剂的方法，该方法先将粉碎后的苦参碱原料使用复合生物酶进行酶解，然后将酶解后得到的酶解料液进行提取、过滤、浓缩后得到苦参碱浓缩液，再将所得苦参碱浓缩液与其它植物提取中间体、稳定剂和表面活性剂复配后得到所述苦参碱水剂。本发明方法对于原料中的有效成分达到很高的提取率；本发明方法制得的苦参碱水剂具有较高的杀虫性能和较高的贮存稳定性，便于贮存和使用；且本植物源农药具有对人体低毒性、无农药残留、对环境无影响、对害虫天敌无直接杀伤作用的特点，能够满足环保、保持生态平衡和无公害的生产要求。

Description

一种使用酶解法生产苦参碱水剂的方法

技术领域

本发明涉及一种农业药剂的生产方法，具体涉及一种使用酶解法生产苦参碱水剂的方法。

背景技术

目前，我国现有农药品种的杀虫剂绝大部分为有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类农药，虽然药效比植物源农药的药效高，但随着人们生活水平的提高，其高毒性、高残留的特性已经无法适应对食品的要求。提取植物源生物农药已经成为目前可行的方式，其低毒性、无残留、对环境无影响特点，正适合了当前社会发展的需要。

自我国开发物农药以来，植物源农药的防治效果不高，死亡率为85%左右、常温贮存稳定性不好，以上两点成为了影响植物源农药发展的瓶颈，极大的阻碍了植物源农药的应用和发展。

我国有着丰富的植物资源，有多种可以用来制作植物源农药的植物品种，把这些植物的根茎花、果实、种子等进行提炼加工可制成植物杀虫剂。用于制作植物源农药的成分有烟碱、苦参碱、印楝素、川楝素、茼篙素、异羊角扭甙、茶皂素、鱼藤酮、除虫菊酯、植物精油和转基因植物(种子)等。这些植物体内所含的杀虫活性成分各不相同，不同植物之间的差异很大。

植物源农药的制取方法主要有：(1)直接提取：对于植物收获量大、有效成分含量高的植物，其有效成分活性强且难以人工合成的，则可直接将植物本身或其提取物加工成农药商品。(2)全人工仿生合成法：对于在植物体内含量甚微但生物活性较高且结构相对较为简单能够人工合成的化合物，则采用全人工仿生合成的方式进行开发。(3)修饰合成法：对于在植物中含量高活性低或毒性高的活性成分，在经简单修饰后可大幅提高活性或降低毒性的，且人工难以合成或合成成本太高的化合物，则采用修饰合成的方法进行产品开发。(4)定向合成法：对于含有高活性物质但化合物又难以人工合成，且植物体本身不易获得或难以栽植或生物收获量很少的植物种类，可利用生物技术(细胞培养技术、器官培养技术等)进行生物合成定向生产活性物质经提取后加工成制剂使用。(5)模板合成法：分离鉴定活性成分后研究其构效关系，得到理想结构以此为模板合成活性更高的化合物，开发出新型农药。(6)复配：中药复方是中医治病的主要临床形势，中药配伍后可使药剂产生明显的增效作用或产生新的有效成分，同样，对植物源农药进行复配也可以提高其对有害物的防治效果。

由于苦参碱具有较大的原料来源和较好的杀虫效果，且具有对人体低毒性、无残留、对环境无影响等特点，目前对于苦参碱的研究和应用较为广泛，但是现有的苦参碱植物源杀虫剂的生产工艺所得的杀虫剂，其杀虫活性较低，药剂的常温贮存稳定性不好，而且现有工艺中对于原料中苦参碱有效成分的提取效率不高，直接限制了苦参碱植物源杀虫剂的广泛应用和高效生产。所以，目前需要一种能够高效提取苦参碱有效成分、苦参碱药剂具有较高的杀虫性能和较好的贮存稳定性的苦参碱水剂生产方法。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种使用酶解法生产苦参碱水剂的方法，它利用具有生物活性的酶来酶解苦参碱原料，使得苦参碱中的有效成分能够完全溶解在提取溶剂中，达到较好的提取效果；并且该方法制得的苦参碱水剂具有较高的杀虫性能和较好的贮存稳定性，对人体低毒性、无残留、对环境无影响，能够满足市场和社会的需求。

为解决上述问题，本发明采用技术方案为：一种使用酶解法生产苦参碱水剂的方法，该方法先将粉碎后的苦参碱原料使用复合生物酶进行酶解，然后将酶解后得到的酶解料液进行提取、过滤、浓缩后得到苦参碱浓缩液，再将所得苦参碱浓缩液与其它植物提取中间体、稳定剂和表面活性剂复配后得到所述苦参碱水剂。

为了实现对于所述的苦参碱水剂的生产，本方法的加工步骤为：

①粉碎：为了便于将苦参原料中的有效成分提取出来，将中草药原料苦参切片后粉碎为颗粒状苦参粉料；

②酶解：为了将苦参粉料能够进一步分解，使得其中的苦参碱有效成分易于溶解在溶剂中而进行高效提取，将苦参粉料、水和复合生物酶加入保温转筒中混合均匀，对原料进行酶解得到酶解料液；

③提取：为了将酶解料液中的有效成分提取出来，将上步所得酶解料液与水加入至提取罐进行提取得到提取液；

④过滤：为了滤除提取液中的固体颗粒，提高药液的品质，将上步所得提取液进行过滤，除去滤渣后得到过滤液；

⑤浓缩：为了提高过滤液中苦参碱有效成分的含量，将上步所得过滤液加入浓缩罐，使用蒸汽加热浓缩制得苦参碱浓缩液；

⑥复配：为了提高苦参碱水剂的药效和杀虫效果，将上步所得苦参碱浓缩液加入复配罐，在加热条件下向复配罐中加入其它植物提取中间体，再加入水、植物提取稳定剂和植物提取表面活性剂混合均匀得到混合液，再将混合液加入沉淀罐去除沉淀后得到苦参碱水剂；

⑦灌装：将上步所得苦参碱水剂加入计量罐后进行灌装、装箱、包装后得到苦参碱水剂成品。

本发明为了提高复合生物酶对于苦参碱粉料植物纤维的分解，提高有效成分的提取率，较佳的技术方案还有，酶解步骤中所述苦参粉料、水和复合生物酶的质量比为1:（1～2）：（0.1～0.3），酶解条件为40～50℃保温5～7小时。

本发明为了能够高效分解苦参碱粉料中的植物纤维，较佳的技术方案还有，酶解步骤中所述复合生物酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶，且三者的质量比例为3：（0～5）：（0～2）。

本发明为了提高对于有效成分苦参碱的提取率，较佳的技术方案还有，提取步骤中所述酶解料液与水的体积比为1:（0.5～4），提取条件为，于50～90℃温度下提取2～6小时

本发明为了使得最终产品苦参碱水剂具有较佳的杀虫效果，较佳的技术方案还有，浓缩步骤中所得苦参碱浓缩液中苦参碱的质量含量大于1%。

本发明为了进一步提高苦参碱水剂的杀虫效果，同时使得苦参碱水剂具有对人体低毒性、无残留、对环境无影响的特点，较佳的技术方案还有，复配步骤中所述的其它植物提取中间体是辣椒、狼毒、烟叶、花椒粕、茶籽中的一种或多种植物原料的提取浓缩液。

本发明为了提高苦参碱水剂的药效，提高产品的贮存稳定性，较佳的技术方案还有，复配步骤复配操作中，以体积比加入的各物质的量为：苦参碱浓缩液6体积、辣椒浓缩液2体积、狼毒浓缩液4体积、烟叶浓缩液2体积、花椒粕浓缩液3体积、茶籽浓缩液2体积。

本发明为了提高苦参碱水剂的药物杀虫效果，提高药液的稳定性，所述苦参碱水剂中苦参碱质量分数大于等于0.3%，苦参碱水剂中不溶物的质量分数小于等于0.5%，pH值为3.0～7.0。

本发明为了达到对于苦参碱有效成分更好的提取效果，较佳的技术方案还有，第一步中所述颗粒状苦参粉料的颗粒度为40～60目。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明利用具有生物活性的酶来酶解苦参碱原料中的植物纤维，使得苦参碱中的有效成分能够完全溶解在提取溶剂中，对于有效成分达到很高的提取率；

2、本发明方法制得的苦参碱水剂具有较高的杀虫性能和较高的贮存稳定性，便于贮存和使用，相比常规提取制得的药剂，本发明制造的药剂杀虫活性提高10%以上，贮存稳定性提高了20%以上，能够满足各类农业生产用药的要求。

3、本发明方法生产的植物源农药具有对人体低毒性、无农药残留、对环境无影响、对害虫天敌无直接杀伤作用的特点，能够满足环保、保持生态平衡和无公害的生产要求。

4、本发明方法生产的苦参碱水剂具有较广的杀虫谱，能够用于杀灭菜青虫、蚜虫、棉铃虫、红蜘蛛等害虫。

5、本发明方法生产的苦参碱水剂的药效持效期长，持效期长达10-15天左右，并且使用安全，在花期、幼果期均可使用，对作物不会产生药害，对幼果不会产生果锈。

具体实施方式

下列实施例将进一步说明本发明的内容。

实施例1

本发明采用技术方案为一种使用酶解法生产苦参碱水剂的方法，该方法的具体实施步骤为：

①粉碎：将中草药原料苦参切片后粉碎为50目的颗粒状苦参粉料；

②酶解：将苦参粉料、水和复合生物酶以质量比为1:1.5：0.2加入保温转筒中混合均匀，对原料进行酶解，于45℃保温6小时后得到酶解料液；复合生物酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶，且三者的质量比例为3：5：2。

③提取：将所得酶解料液与水以体积比为1:2的比例加入至提取罐进行提取，于65℃温度下提取4小时得到提取液；

④过滤：将所得提取液加入滤网目数为200目的药液过滤器中进行过滤，除去提取液中的滤渣后得到过滤液；

⑤浓缩：将所得过滤液加入浓缩罐，使用蒸汽加热浓缩制得苦参碱浓缩液，该苦参碱浓缩液中苦参碱的质量含量为1.2%

⑥复配：将所得苦参碱浓缩液加入复配罐，在加热条件下向复配罐中加入其它植物提取中间体，再加入水、植物提取表面活性剂、植物提取稳定剂混合均匀得到混合液，再将混合液加入沉淀罐去除沉淀后得到苦参碱水剂；其它植物提取中间体是辣椒碱、狼毒、烟碱、花椒和茶籽五种植物原料的提取浓缩液；以体积比加入的各物质的量为：苦参碱浓缩液6体积、辣椒浓缩液2体积、狼毒浓缩液4体积、烟叶浓缩液2体积、花椒粕浓缩液3体积、茶籽浓缩液2体积。

⑦灌装：将所得苦参碱水剂加入计量罐后进行灌装、装箱、包装后得到苦参碱水剂成品。所得苦参碱水剂中苦参碱的质量分数为0.35%，苦参碱水剂中不溶物的质量分数为0.2%，pH值为5.0。

以实施例1制得的苦参碱水剂进行的实验，表明本方法制造的苦参碱水剂具有较好的杀虫效果、安全性和贮存稳定性。具体的实验如下：

实验1：2010年使用实施例1所得苦参碱水剂对棉花棉铃虫的测试结果

实验2：2011年使用实施例1所得苦参碱水剂对棉花棉铃虫的测试结果

综合实验1和实验2的数据表明，酶解苦参碱水剂在棉花棉铃虫发生的初期使用本制剂90-120克/亩喷雾施用，防治效果可达78%～92%，从两年各地的使用情况来看，防治效果较为理想。

实验3：2010年使用实施例1所得苦参碱水剂对茶树红蜘蛛的测试结果

实验4：2011年使用实施例1所得苦参碱水剂对茶树红蜘蛛的测试结果

综合实验3和实验4的数据表明，实施例1所得的苦参碱水剂在茶树红蜘蛛发生初期使用本制剂90-120克/亩喷雾施用，防治效果达75%～90%，从两年各地的使用情况来看，防治效果较为理想。

实验5：实施例1所得苦参水剂产品与常规方法制得的苦参碱水剂对于菜青虫防治效果的对比实验的结果：

综合实验5的数据表明，实施例1所得苦参碱水剂在菜青虫发生初期使用本制剂喷雾施用，防治效果较常规方法制得的苦参碱水剂的防治效果高10%以上。

综合实验1至实验5的数据表明，本发明方法实施例1制得的苦参碱水剂较常规方法制得的苦参碱水剂的防治效果更好。

实施例2

本发明的技术方案为一种使用酶解法生产苦参碱水剂的方法，较佳的实施方式还有，具体实施步骤为：

①粉碎：将中草药原料苦参切片后粉碎为40目的颗粒状苦参粉料；

②酶解：将苦参粉料、水和复合生物酶以质量比为1:2：0.3加入保温转筒中混合均匀，对原料进行酶解，于40℃保温7小时后得到酶解料液；复合生物酶是纤维素酶。

③提取：将所得酶解料液与水以体积比为1:2的比例加入至提取罐进行提取，于75℃温度下提取3小时得到提取液；

④过滤：将所得提取液加入滤网目数为230目的药液过滤器中进行过滤，除去提取液中的滤渣后得到过滤液；

⑤浓缩：将所得过滤液加入浓缩罐，使用蒸汽加热浓缩制得苦参碱浓缩液，该苦参碱浓缩液中苦参碱的质量含量为1.1%

⑥复配：将所得苦参碱浓缩液加入复配罐，在加热条件下向复配罐中加入其它植物提取中间体，再加入水、植物提取表面活性剂、植物提取稳定剂混合均匀得到混合液，再将混合液加入沉淀罐去除沉淀后得到苦参碱水剂；其它植物提取中间体是辣椒碱、狼毒、烟碱、花椒和茶籽五种植物原料的提取浓缩液；以体积比加入的各物质的量为：苦参碱浓缩液6体积、辣椒浓缩液2体积、狼毒浓缩液4体积、烟叶浓缩液2体积、花椒粕浓缩液3体积、茶籽浓缩液2体积。

⑦灌装：将所得苦参碱水剂加入计量罐后进行灌装、装箱、包装后得到苦参碱水剂成品。所得苦参碱水剂中苦参碱的质量分数为0.35%，苦参碱水剂中不溶物质量分数为0.3%，pH值为6.0。

实施例3

本发明的技术方案为一种使用酶解法生产苦参碱水剂的方法，较佳的实施方式还有，具体实施步骤为：

①粉碎：将中草药原料苦参切片后粉碎为45目的颗粒状苦参粉料；

②酶解：将苦参粉料、水和复合生物酶以质量比为1:2：0.2加入保温转筒中混合均匀，对原料进行酶解，于45℃保温5小时后得到酶解料液；复合生物酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶，且三者的质量比例为3：3：1

③提取：将所得酶解料液与水以体积比为1:4的比例加入至提取罐进行提取，于55℃温度下提取6小时得到提取液；

④过滤：将所得提取液加入滤网目数为250目的药液过滤器中进行过滤，除去提取液中的滤渣后得到过滤液；

⑤浓缩：将所得过滤液加入浓缩罐，使用蒸汽加热浓缩制得苦参碱浓缩液，该苦参碱浓缩液中苦参碱的质量含量为1.2%

⑥复配：将所得苦参碱浓缩液加入复配罐，在加热条件下向复配罐中加入其它植物提取中间体，再加入水、植物提取表面活性剂、植物提取稳定剂混合均匀得到混合液，再将混合液加入沉淀罐去除沉淀后得到苦参碱水剂；其它植物提取中间体是辣椒碱、狼毒、烟碱、花椒和茶籽五种植物原料的提取浓缩液；以体积比加入的各物质的量为：苦参碱浓缩液6体积、辣椒浓缩液2体积、狼毒浓缩液4体积、烟叶浓缩液2体积、花椒粕浓缩液3体积、茶籽浓缩液2体积。

⑦灌装：将所得苦参碱水剂加入计量罐后进行灌装、装箱、包装后得到苦参碱水剂成品。所得苦参碱水剂中苦参碱的质量分数为0.38%，苦参碱水剂中不溶物的质量分数为0.4%，pH值为5.0。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种使用酶解法生产苦参碱水剂的方法，其特征在于，该方法先将粉碎后的苦参碱原料使用复合生物酶进行酶解，然后将酶解后得到的酶解料液进行提取、过滤、浓缩后得到苦参碱浓缩液，再将所得苦参碱浓缩液与其它植物提取中间体、稳定剂和表面活性剂复配后得到所述苦参碱水剂，该方法加工步骤为： 

①粉碎：将中草药原料苦参切片后粉碎为颗粒状苦参粉料，所述颗粒状苦参粉料的颗粒度为40～60目； 

②酶解：将苦参粉料、水和复合生物酶加入保温转筒中混合均匀，对原料进行酶解得到酶解料液； 

③提取：将酶解步骤所得酶解料液与水加入至提取罐进行提取得到提取液； 

④过滤：将提取步骤所得提取液进行过滤，除去滤渣后得到过滤液； 

⑤浓缩：将过滤步骤所得过滤液加入浓缩罐，使用蒸汽加热浓缩制得苦参碱浓缩液； 

⑥复配：将浓缩步骤所得苦参碱浓缩液加入复配罐，在加热条件下向复配罐中加入其它植物提取中间体，再加入水、植物提取表面活性剂、植物提取稳定剂混合均匀得到混合液，再将混合液加入沉淀罐去除沉淀后得到苦参碱水剂； 

⑦灌装：将复配步骤所得苦参碱水剂加入计量罐后进行灌装、装箱、包装后得到苦参碱水剂成品， 

其中，酶解步骤中所述苦参粉料、水和复合生物酶的质量比为1:（1～2）：（0.1～0.3），酶解条件为40～50℃保温5～7小时，以及

其中复配步骤中所述的其它植物提取中间体是辣椒、狼毒、烟叶、花椒粕、茶籽中的多种植物原料的提取浓缩液，复配步骤复配操作中，以体积比加入的各物质的量为：苦参碱浓缩液6体积、辣椒浓缩液2体积、狼毒浓缩液4体积、烟叶浓缩液2体积、花椒粕浓缩液3体积、茶籽浓缩液2体积。 

2.如权利要求1所述的使用酶解法生产苦参碱水剂的方法，其特征在于，酶解步骤中所述复合生物酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶，且三者的质量比例为3：（0～5）：（0～2）。 

3.如权利要求2所述的使用酶解法生产苦参碱水剂的方法，其特征在于，提取步骤中所述酶解料液与水的体积比为1:（0.5～4），提取条件为，于50～90℃温度下提取2～6小时。 

4.如权利要求3所述的使用酶解法生产苦参碱水剂的方法，其特征在于，浓缩步骤中所得苦参碱浓缩液中苦参碱的质量含量大于1%。 

5.如权利要求4所述的使用酶解法生产苦参碱水剂的方法，其特征在于，所述苦参碱水剂中苦参碱质量分数大于等于0.3%，苦参碱水剂中不溶物的质量分数小于等于0.5%，pH值为3.0～7.0。