CN108935536A - 一种抑制水华的天然药物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制水华的天然药物及其制备方法，由褐藻酸、女贞子提取液、桔皮提取液、苍耳提取液、阿魏酸、D‑丙氨酸、D‑丝氨酸、水、中和竹醋液制备成试剂后，与半倍量的水网藻混合制备而成。水网藻对水华藻的抑制作用非常强，去除效率很高，利用女贞子和桔皮提取液中的化感物质协同抑制水华的爆发，抑制水华藻的光合作用；相互抑制的物质均为植物次级代谢产物，有进入环境的合适途径，不会在植物体内积累，不影响动物和人。本发明制备的抑制水华天然药物绿色环保，同时具有广谱抑菌作用，能有效抑制水华，净化水体，具有很好的经济效益。

Description

一种抑制水华的天然药物及其制备方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，特别涉及一种一种抑制水华的天然药物及其制备方法。
背景技术
水体富营养化最常见的结果就是导致由于藻类大量繁殖形成的水华现象。淡水藻类的大部分门类都有形成有害水华的种类，包括属于真核藻类的绿藻、甲藻、隐藻、金藻等，以及属于原核生物的蓝藻。这些藻类有些产生异味物质，有的产生毒素，但是蓝藻水华的发生范围最广，危害最大，对人类健康的危害也最为严重。
发明专利CN201710812645.9，一种可抑制和触杀蓝藻水华的天然中草药及其制备方法，包括下列重量百分比的成分：黄连10~30％、柴胡10~25％、大黄5~20％、五味子5~15％、牵牛子5~15％、苦菜5~15％、皂角刺5~10％、地锦草3~8％、银杏叶4~6％、荷叶2~5％、天泡子2~5％；将上述中药原料净选、清洗、灭菌后按重量分数比称取、烘干、切碎并混合均匀；加水浸泡、加热回流后取滤液；再加水、加热回流后弃渣取滤液，将两次滤液混合制成中草药；利用植物次生代谢物(化感物质)对藻类有显著化感抑制和触杀作用原理，将多种中草药按中药学配伍原则，达到化感物质低浓度协同抑制和触杀藻类效果，具有抑藻速度快、安全无毒等优点。
发明专利CN201410366191.3，一种抑制蓝藻门微囊藻属水华的方法，包括以下步骤：(1)监测发生蓝藻门微囊藻属水华水体的氮元素浓度；(2)对发生蓝藻水华的水体持续曝气，以维持水体溶氧浓度；(3)曝气的同时，添加含碳的糖类，添加浓度依据水体总氮浓度而定；(4)在水体中添加糖类的同时添加硅化合物；(5)第2-3天后，水体中蓝藻水华颗粒大小变小，水体透明度提高；(6)在第7-10天，再次添加糖类，添加后，水体水华颗粒会变得更小，数量会更少。采用该发明方法后，水体中蓝藻水华得到有效抑制，水体透明度提高，对于环境和生态保护都具有重要意义。
化感作用是植物生态学新的分支学科生态生化学（Ecological Biochemistry）研究内容的一部分。植物化感作用最开始的定义是指植物通过向环境释放特定的次生物质从而对邻近其它植物（含微生物及其自身）生长发育产生的有益和有害的影响。现在，植物化感作用研究事实上已扩展到以植物为中心的一切有机体及环境间通过化学物质为媒介的化学相互作用。
水华爆发时的条件多为高温天气，使用抑制水华的药物在高温下作用时间短，很容易失去药效，同时由于高温作用下淡水微藻自我保护性强，使得药物无法更有效率的发挥抑制效果。
发明内容
针对现有抑制水华药物存在的上述缺陷，本发明提供一种抑制水华的天然药物及其制备方法，能在高温下有效的抑制水华。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种抑制水华的天然药物，所述的天然药物是由以下重量份数比物质制备而得：褐藻酸5~10份、女贞子提取液3~5份、桔皮提取液2~6份、苍耳提取液3~8份、阿魏酸5~10份、D-丙氨酸3~8份、D-丝氨酸3~8份、水10~15份、中和竹醋液8~19份、水网藻16~54份。
本发明利用植物的化感作用对细胞膜的伤害，通过细胞膜上的靶位点，将化感物质胁迫的信号传送到细胞内，从而对激素、离子吸收等产生影响，而激素、离子吸收以及水分状况等的变化必然引起植物细胞***、光合作用等的变化，导致对植物产生抑制作用；本发明利用植物次级代谢产物：女贞子的正丁醇相和水相、苍耳水提液和桔皮提取液来抑制淡水水华微藻生长，通过褐藻酸的促进叶面气孔吸收作用、桔皮提取物抵抗高温能力，使得本发明的天然药物在高温天气下也能保持抑制活性，持久并快速达到抑制水华爆发的效果；
水网藻抑藻是通过水网藻释放某种化感抑藻物质来实现的，这种化感物质的释放与水体中藻类数量有关，在非爆发期藻细胞数量较少时，水网藻分泌的化感物质也相对较少，当藻类细胞数开始增加，有爆发的趋势时，水华藻就会诱导水网藻释放出大量的化感物质，从而将这种增长势头遏制，防止蓝藻爆发。水网藻对水华藻的抑制作用非常强，去除效率很高，抑制率最高达98%；除可有效抑制水华藻生长外，水网藻还有较强的氮磷去除能力，从而能从本质上解决水体富营养化问题，对富营养化水体起到标本兼治的作用；
因为化感作用的主客体均为植物次级代谢产物，不影响动物和人，同时有进入环境的合适途径，不会在植物体内积累，使得本发明的天然药物绿色健康，安全高效；竹醋液、女贞子提取液、桔皮提取液和苍耳提取液相互作用，不仅能增强化感作用，同时具有广谱抑菌性和趋避害虫的作用，增加了本发明杀梢剂的多功能性。
本发明还提供了所述的抑制水华的天然药物的制备方法，通过以下步骤制备而得：
（1）取褐藻酸5~10份、女贞子提取液3~5份、苍耳提取液3~8份混合均匀得到组合物1；
（2）将阿魏酸5~10份、D-丙氨酸3~8份、D-丝氨酸3~8份、桔皮提取液2~6份、水10~15份混合均匀，加入中和竹醋液8~19份后，水浴加热至30~40℃，再加入组合物1并混合均匀，冷却至室温，得到组合物2；
（3）将组合物2与水网藻16~54份混合，即可得到抑制水华的天然药物。
作为本发明的进一步改进，所述的水网藻加入量为组合物2质量的0.4~0.6倍。
作为本发明的进一步改进，所述的中和竹醋液加入量为女贞子提取液、桔皮提取液和苍耳提取液的质量总和。
作为本发明的进一步改进，所述的女贞子提取液浓度为0.4~0.6g/mL，由以下步骤制备而得：
（1）取粉碎后的女贞子，加入其3~5倍质量浓度为60%的乙醇，在广口瓶中密封常温浸泡，每天进行超声辅助提取1个小时，浸泡2个星期后将浸泡液进行抽滤除去原料粉末，得到女贞子浸提液；
（2）将女贞子浸提液旋转蒸发至无醇，得到浸膏，水复溶后，用正丁醇进行萃取4次，每次溶剂体积为水体积的1.5倍，得到正丁醇相、水相；
（3）将正丁醇相和水相进行旋转蒸发，除去有机试剂，得到的浸膏和溶液在60℃烘箱中烘至恒重，将烘干后的粉末刮下，加入去离子水中制备成浓度为0.4~0.6g/mL的女贞子提取液。
女贞子提取液中有效化感物质为D-甘露醇，具有高渗透脱水性，能够破坏细胞结构，降低细胞酯酶活力，从而抑制光合色素的合成；女贞子的主要有效成分齐墩果酸被列为广谱抗菌素，对大肠巧菌、伤寒杆菌、溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌、弗巧痴疾杆菌有显著抵抗效果，尤其对金黄色荀萄球茵、伤寒杆菌的抑制作用甚至强于氯霉素。
作为本发明的进一步改进，所述的桔皮提取液浓度为6~10g/L由以下步骤制备而得：
将桔皮切成小块后烘干，按桔皮干0.05kg/L去离子水的比例混合，在黑暗条件下浸提4天，过滤后的滤液浓缩至浓度为6~10g/L的桔皮提取液即可。
桔皮提取液中含有丰富的生物活性物质如黄酮类、萜类、阿魏酸等，这些物质具有抗菌、抗病毒等特性，同时这些物质对微生物及植物的生长具有化感抑制作用；研究发现桔皮中存在对植物叶绿素a含量具有抑制作用的物质，通过对水华喷施桔皮提取物，能通过褐藻酸和女贞子提取液破坏细胞结构作用，使桔皮提取物抑制蓝藻叶绿素的合成，从而达到抑制蓝藻生长作用；桔皮提取物能降低高温对化感成分活性的影响，使得本发明制备的天然药物在高温下也能具有很好的药效。
作为本发明的进一步改进，所述的苍耳提取液浓度为0.1~0.3g/mL，由以下步骤制备而得：
取苍耳全株用清水洗净泥土，自然晾干后粉碎过40目筛，将所得粉末加入5~10倍水侵泡并振荡，72h后超声波提取20min后抽滤，即可得到苍耳提取液，用水稀释至浓度为0.1~0.3g/ml即可。
苍耳提取物的化感物质主要抑制嫩梢的光合作用，对非光合作用也有一定的的抑制作用，使本发明的天然药物在白天和黑夜均能发挥作用。
作为本发明的进一步改进，所述的D-丙氨酸和D-丝氨酸浓度均为1~3mmol/L。
作为本发明的进一步改进，所述的中和竹醋液由以下步骤制备而得：
取原竹醋液，不断搅拌下缓慢加入少量Ca(OH)2粉末，静置1h后过滤，再加入少量Ca(OH)2粉末，重复以上步骤直到没有沉淀产生为止，即为中和竹醋液。
竹醋液是一种由有机酸、酚类、酮类、醇类及酷类等多种组分组成的混合物，稀释100倍以下时能抑制生物活性，同时具有抑菌杀菌、趋避害虫的作用；竹醋液对杀菌和化感抑制还具有增效作用，降低了本发明制备的杀梢剂的原料使用量，而抑制效果不变；中和后的竹醋液去掉了有机酸和焦油等有害成分，作用效果优于原竹醋液。
本发明的有益效果：
1、本发明利用天然植物提取液、氨基酸D型异构体与阿魏酸和褐藻酸混合制备而得的抑制水华的天然药物，能快速抑制蓝藻生长，桔皮提取物能使本发明的天然药物有效成分在高温下也能正常发挥作用，药效持久；竹醋液能增强化感成分的作用，使用少量的组分也能达到相同的效果，不产生药物残留，对人体无害，安全健康。
2、本发明利用女贞子提取液、苍耳提取液对嫩梢的化感抑制作用抑制蓝藻的生长，相互作用的主客体均是植物，相互作用的均是植物的次级代谢产物，不对人体产生作用，同时有进入环境的合适途径；另一方面所述的天然提取液对植物致病菌、害虫有一定的抑制和趋避作用，能抑制致病菌对水体感染，大大提高了原料利用率。
3、本发明制备的抑制水华的天然药物减少了水网藻的使用量，提高的药物的耐受性和快速作用性能，在高温下也能快速进入蓝藻细胞中发挥作用进行化感抑制，具有很好的经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
（1）取褐藻酸5份、女贞子提取液5份、苍耳提取液3份混合均匀得到组合物1；
（2）将阿魏酸5份、D-丙氨酸3份、D-丝氨酸3份、桔皮提取液2份、水10份混合均匀，加入中和竹醋液10份后，水浴加热至30℃，再加入组合物1并混合均匀，冷却至室温，得到组合物2；
（3）将组合物2与水网藻19份混合，即可得到抑制水华的天然药物。
所述的女贞子提取液浓度为0.4g/mL，由以下步骤制备而得：
（1）取粉碎后的女贞子，加入其3倍质量浓度为60%的乙醇，在广口瓶中密封常温浸泡，每天进行超声辅助提取1个小时，浸泡2个星期后将浸泡液进行抽滤除去原料粉末，得到女贞子浸提液；
（2）将女贞子浸提液旋转蒸发至无醇，得到浸膏，水复溶后，用正丁醇进行萃取4次，每次溶剂体积为水体积的1.5倍，得到正丁醇相、水相；
（3）将正丁醇相和水相进行旋转蒸发，除去有机试剂，得到的浸膏和溶液在60℃烘箱中烘至恒重，将烘干后的粉末刮下，加入去离子水中制备成浓度为0.4g/mL的女贞子提取液。
所述的桔皮提取液浓度为6g/L由以下步骤制备而得：
将桔皮切成小块后烘干，按桔皮干0.05kg/L去离子水的比例混合，在黑暗条件下浸提4天，过滤后的滤液浓缩至浓度为6g/L的桔皮提取液即可。
所述的苍耳提取液浓度为0.1g/mL，由以下步骤制备而得：
取苍耳全株用清水洗净泥土，自然晾干后粉碎过40目筛，将所得粉末加入5倍水侵泡并振荡，72h后超声波提取20min后抽滤，即可得到苍耳提取液，用水稀释至浓度为0.1g/ml即可。
所述的D-丙氨酸和D-丝氨酸浓度均为1mmol/L。
所述的中和竹醋液由以下步骤制备而得：
取原竹醋液，不断搅拌下缓慢加入少量Ca(OH)2粉末，静置1h后过滤，再加入少量Ca(OH)2粉末，重复以上步骤直到没有沉淀产生为止，即为中和竹醋液。
实施例2
（1）取褐藻酸10份、女贞子提取液3份、苍耳提取液8份混合均匀得到组合物1；
（2）将阿魏酸10份、D-丙氨酸3份、D-丝氨酸8份、桔皮提取液6份、水15份混合均匀，加入中和竹醋液17份后，水浴加热至40℃，再加入组合物1并混合均匀，冷却至室温，得到组合物2；
（3）将组合物2与水网藻48份混合，即可得到抑制水华的天然药物。
所述的女贞子提取液浓度为0.6g/mL，由以下步骤制备而得：
（1）取粉碎后的女贞子，加入其5倍质量浓度为60%的乙醇，在广口瓶中密封常温浸泡，每天进行超声辅助提取1个小时，浸泡2个星期后将浸泡液进行抽滤除去原料粉末，得到女贞子浸提液；
（2）将女贞子浸提液旋转蒸发至无醇，得到浸膏，水复溶后，用正丁醇进行萃取4次，每次溶剂体积为水体积的1.5倍，得到正丁醇相、水相；
（3）将正丁醇相和水相进行旋转蒸发，除去有机试剂，得到的浸膏和溶液在60℃烘箱中烘至恒重，将烘干后的粉末刮下，加入去离子水中制备成浓度为0.6g/mL的女贞子提取液。
所述的桔皮提取液浓度为10g/L由以下步骤制备而得：
将桔皮切成小块后烘干，按桔皮干0.05kg/L去离子水的比例混合，在黑暗条件下浸提4天，过滤后的滤液浓缩至浓度为10g/L的桔皮提取液即可。
所述的苍耳提取液浓度为0.2g/mL，由以下步骤制备而得：
取苍耳全株用清水洗净泥土，自然晾干后粉碎过40目筛，将所得粉末加入10倍水侵泡并振荡，72h后超声波提取20min后抽滤，即可得到苍耳提取液，用水稀释至浓度为0.3g/ml即可。
所述的D-丙氨酸和D-丝氨酸浓度均为3mmol/L。
所述的中和竹醋液由以下步骤制备而得：
取原竹醋液，不断搅拌下缓慢加入少量Ca(OH)2粉末，静置1h后过滤，再加入少量Ca(OH)2粉末，重复以上步骤直到没有沉淀产生为止，即为中和竹醋液。
实施例3
（1）取褐藻酸8份、女贞子提取液4份、苍耳提取液6份混合均匀得到组合物1；
（2）将阿魏酸8份、D-丙氨酸6份、D-丝氨酸6份、桔皮提取液4份、水12份混合均匀，加入中和竹醋液14份后，水浴加热至30~40℃，再加入组合物1并混合均匀，冷却至室温，得到组合物2；
（3）将组合物2与水网藻34份混合，即可得到抑制水华的天然药物。
所述的女贞子提取液浓度为0.5g/mL，由以下步骤制备而得：
（1）取粉碎后的女贞子，加入其4倍质量浓度为60%的乙醇，在广口瓶中密封常温浸泡，每天进行超声辅助提取1个小时，浸泡2个星期后将浸泡液进行抽滤除去原料粉末，得到女贞子浸提液；
（2）将女贞子浸提液旋转蒸发至无醇，得到浸膏，水复溶后，用正丁醇进行萃取4次，每次溶剂体积为水体积的1.5倍，得到正丁醇相、水相；
（3）将正丁醇相和水相进行旋转蒸发，除去有机试剂，得到的浸膏和溶液在60℃烘箱中烘至恒重，将烘干后的粉末刮下，加入去离子水中制备成浓度为0.5g/mL的女贞子提取液。
所述的桔皮提取液浓度为8g/L由以下步骤制备而得：
将桔皮切成小块后烘干，按桔皮干0.05kg/L去离子水的比例混合，在黑暗条件下浸提4天，过滤后的滤液浓缩至浓度为8g/L的桔皮提取液即可。
所述的苍耳提取液浓度为0.2g/mL，由以下步骤制备而得：
取苍耳全株用清水洗净泥土，自然晾干后粉碎过40目筛，将所得粉末加入8倍水侵泡并振荡，72h后超声波提取20min后抽滤，即可得到苍耳提取液，用水稀释至浓度为0.2g/mL即可。
所述的D-丙氨酸和D-丝氨酸浓度均为2mmol/L。
所述的中和竹醋液由以下步骤制备而得：
取原竹醋液，不断搅拌下缓慢加入少量Ca(OH)2粉末，静置1h后过滤，再加入少量Ca(OH)2粉末，重复以上步骤直到没有沉淀产生为止，即为中和竹醋液。
试验例1
取某水沟蓝藻水华时水样做实验，此时藻细胞处于指数生长期，经测定蓝藻数量高达1.68×108 cells/L，水体呈深绿色，将上述实施例3所制备的天然药物喷洒到水体中，蓝藻消减量随时间变化如表1所示。
表1
由表1可知，投加药剂12h后消减率达51.7％，肉眼观察水体呈绿色，24h后蓝藻消减率就达到75.6％，肉眼观察水样呈浅绿色，48h完成98％的去除，肉眼观察水样呈白绿色，蓝藻基本死亡，72h去除率99.9％，水体呈浅白色，蓝藻完全去除。实验说明，本发明制备的抑制水华的天然药物能从源头上抑制并触杀蓝藻水华，且去除速度快，效果明显，成本低廉，无毒无害，无二次污染，可用于治理大面积蓝藻水华暴发，弥补现有技术的弊端。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种抑制水华的天然药物，其特征在于，由以下重量份数比物质制备而得：褐藻酸5~10份、女贞子提取液3~5份、桔皮提取液2~6份、苍耳提取液3~8份、阿魏酸5~10份、D-丙氨酸3~8份、D-丝氨酸3~8份、水10~15份、中和竹醋液8~19份、水网藻16~54份。
2.如权利要求1所述的抑制水华的天然药物的制备方法，其特征在于，通过以下步骤制备而得：
（1）取褐藻酸5~10份、女贞子提取液3~5份、苍耳提取液3~8份混合均匀得到组合物1；
（2）将阿魏酸5~10份、D-丙氨酸3~8份、D-丝氨酸3~8份、桔皮提取液2~6份、水10~15份混合均匀，加入中和竹醋液8~19份后，水浴加热至30~40℃，再加入组合物1并混合均匀，冷却至室温，得到组合物2；
（3）将组合物2与水网藻16~54份混合，即可得到抑制水华的天然药物。
3.根据权利要求2所述的抑制水华的天然药物的制备方法，其特征在于，所述的中和竹醋液加入量为女贞子提取液、桔皮提取液和苍耳提取液的质量总和。
4.根据权利要求2所述的抑制水华的天然药物的制备方法，其特征在于，所述的水网藻加入量为组合物2质量的0.4~0.6倍。
5.根据权利要求2所述的抑制水华的天然药物的制备方法，其特征在于，所述的女贞子提取液浓度为0.4~0.6g/mL，由以下步骤制备而得：
（1）取粉碎后的女贞子，加入其3~5倍质量浓度为60%的乙醇，在广口瓶中密封常温浸泡，每天进行超声辅助提取1个小时，浸泡2个星期后将浸泡液进行抽滤除去原料粉末，得到女贞子浸提液；
（2）将女贞子浸提液旋转蒸发至无醇，得到浸膏，水复溶后，用正丁醇进行萃取4次，每次溶剂体积为水体积的1.5倍，得到正丁醇相、水相；
（3）将正丁醇相和水相进行旋转蒸发，除去有机试剂，得到的浸膏和溶液在60℃烘箱中烘至恒重，将烘干后的粉末刮下，加入去离子水中制备成浓度为0.4~0.6g/mL的女贞子提取液。
6.根据权利要求2所述的抑制水华的天然药物的制备方法，其特征在于，所述的桔皮提取液浓度为6~10g/L由以下步骤制备而得：
将桔皮切成小块后烘干，按桔皮干0.05kg/L去离子水的比例混合，在黑暗条件下浸提4天，过滤后的滤液浓缩至浓度为6~10g/L的桔皮提取液即可。
7.根据权利要求2所述的抑制水华的天然药物的制备方法，其特征在于，所述的苍耳提取液浓度为0.1~0.3g/mL，由以下步骤制备而得：
取苍耳全株用清水洗净泥土，自然晾干后粉碎过40目筛，将所得粉末加入5~10倍水侵泡并振荡，72h后超声波提取20min后抽滤，即可得到苍耳提取液，用水稀释至浓度为0.1~0.3g/ml即可。
8.根据权利要求2所述的抑制水华的天然药物的制备方法，其特征在于，所述的D-丙氨酸和D-丝氨酸浓度均为1~3mmol/L。
9.根据权利要求2所述的抑制水华的天然药物的制备方法，其特征在于，所述的中和竹醋液由以下步骤制备而得：
取原竹醋液，不断搅拌下缓慢加入少量Ca(OH)2粉末，静置1h后过滤，再加入少量Ca(OH)2粉末，重复以上步骤直到没有沉淀产生为止，即为中和竹醋液。
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CN110558346A (zh) * 2019-09-18 2019-12-13 南京泽生环保科技有限公司 一种含有可水培陆生植物的抑藻剂

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