索氏-微波聯合提取豚草殺蟲活性物質的方法
2023-04-25 18:37:41 1
專利名稱：索氏-微波聯合提取豚草殺蟲活性物質的方法
技術領域：
本發明涉及植物活性物質提取技術，具體說就是一種索氏-微波聯合提取豚草殺蟲活性物質的方法。
背景技術：
植物是生物活性化合物的天然寶庫，它在生長、發育過程中，特別是在長期與昆蟲協同進化過程中，產生防禦昆蟲的次生代謝產物如生物鹼、類黃酮、萜烯類、酚類、特異性的胺基酸和多糖等超過40萬種，其中大多數具有殺蟲活性。《中國有毒植物》一書列入有毒植物1300多種，其中許多種類具有殺蟲(菌)作用或已被作為植物源農藥利用。目前對植物中活性物質的提取方法的報導屢見不鮮，常用的提取方法有浸潰提取法、滲漉提取法、煎煮提取法、回流提取法、超聲波提取法、索氏提取法、微波提取法等，每種提取方法均有自身的優缺點。浸潰提取法是將處理過的植物材料用適當的溶劑在常溫或溫熱的情況下浸潰以溶出其中成分。該法一般是在常溫下進行，對熱敏性物質的提取很有利，但所需時間長，效率低，尤其是水作溶劑時易發黴變質。滲漉提取法是往植物粗粉中不斷添加溶劑使其滲過粗粉，從滲流筒下端流出浸提液的方法。此方法浸出效果優於浸潰法，適用於有效成分含量低或貴重藥材的提取。但提取時間較長，所用溶劑量比較大而且操作麻煩。煎煮提取法是將植物粗粉加水加熱煮沸，將殺蟲植物成份提取出來的方法。此法簡便，植物中大部分成分可被不同程度的提出，但含揮發性及有效成分遇熱易破壞的殺蟲植物不宜用此法。回流提取法其最大的特點在於通過溶劑的蒸發與回流，使得每次與原料接觸的溶劑都是純溶劑，從而大大提高了萃取動力，達到提高萃取速度和效果的目的。但提取效率不高，受熱易破壞的成分不宜使用此方法。索氏提取法是利用索氏提取器，多次提取活性物質，可以反覆利用溶劑，提取效率高，且操作方便。提取液受熱時間長，因此對受熱易分解的成分也不適用。傳統的索氏提取法就是利用溶劑回流及虹吸原理，使固體物質連續不斷地被純溶劑萃取，既節約溶劑，萃取效率又高。萃取前先將固體物質研碎，以增加固液接觸的面積。然後將固體物質放在濾紙套內，置於提取器中，提取器的下端與盛有溶劑的圓底燒瓶相連，上面接回流冷凝管。加熱圓底燒瓶，使溶劑沸騰，蒸氣通過提取器的支管上升，被冷凝後滴入提取器中，溶劑和固體接觸進行萃取，當溶劑面超過虹吸管的最高處時，含有萃取物的溶劑虹吸回燒瓶，因而萃取出一部分物質，如此重複，使固體物質不斷為純的溶劑所萃取、將萃取出的物質富集在燒瓶中。索氏提取法的缺點①目前現有的索氏提取設備中常用的加熱裝置有水浴鍋和電熱套等，這些加熱裝置對在加熱溫度的精確性上不夠準確。②在提取過程中一些有毒溶劑若發生洩漏將對實驗人員造成極大傷害。③僅僅是以有機溶劑將目標成分溶解出來，對一些存在於細胞內部的活性物質提取率很低。④耗時長。
超聲波提取法主要通過壓電換能器產生的快速機械振動波來減少目標萃取物與樣品基體之間的作用力從而實現固一液萃取分離。但超聲波提取法在工業化應用中受超聲波衰減因素的制約，超聲有效作用區域為一環形，如果提取罐的直徑太大，在罐的周壁就會形成超聲空白區，並且在提取罐的中央也會形成超聲空白區，影響藥材的提取。微波提取法微波提取法是指用微波提取器對目標物質進行微波提取的方法，微波萃取的機理可從兩方面考慮，一方面微波輻射過程是高頻電磁波穿透萃取介質，到達物料的內部維管束和腺胞系統。由於吸收微波能，細胞內部溫度迅速上升，使其細胞內部壓力超過細胞壁膨脹承受能力，細胞破裂。細胞內有效成分自由流出，在較低的溫度條件下萃取介質捕獲並溶解。通過進一步過濾和分離，便獲得萃取物料。另一方面，微波所產生的電磁場加速被萃取部分成分向萃取溶劑界面擴散速率，例如用水作溶劑時，在微波場下，水分子高速轉動成為激發態，這是一種高能量不穩定狀態，或者水分子汽化，加強萃取組分的驅動力；或者水分子本身釋放能量回到基態，所釋放的能量傳遞給其他物質分子，加速其熱運動，縮短萃取組分的分子由物料內部擴散到萃取溶劑界面的時間，從而使萃取速率提高數倍，同時還降低了萃取溫度，最大限度保證萃取的質量。由於微波的頻率與分子轉動的頻率相關聯，所以微波能是一種由離子遷移和偶極子轉動引起分子運動的非離子化輻射能。當它作用於分子上時，促進了分子的轉動運動，分子若此時具有一定的極性，便在微波電磁場作用下產生瞬時極化，並以2. 45億次/秒的速度做極性變換運動，從而產生鍵的振動、撕裂和粒子之間的相互摩擦、碰撞，促進分子活性部分(極性部分)更好地接觸和反應，同時迅速生成大量的熱能，促使細胞破裂，使細胞液溢出來並擴散到溶劑中。
發明內容
本發明的目的在於提供一種索氏-微波聯合提取豚草殺蟲活性物質的方法。本發明的目的是這樣實現的步驟如下步驟一將採回的新鮮豚草植株清洗乾淨，於通風處陰乾，50°C乾燥箱烘乾6h至恆重；然後轉移至乾燥器中，以免受潮，影響試驗效果；步驟二 用植物粉碎機將乾燥後的豚草植株粉碎成豚草粉末，然後儲存於密閉容器中備用；步驟三稱取粉碎備用的豚草粉末20g，用濾紙包成封閉藥包，務必封好口，防止粉末漏出；步驟四將封閉藥包置於索氏提取器中，將200ml 80%乙醇溶劑反覆3次緩緩淋向包有豚草粉末的封閉藥包，使封閉藥包完全浸透，注意最後一次乙醇溶劑不能超過虹吸管上端，以保證索氏提取器中浸泡封閉藥包的乙醇溶劑不往下流；步驟五將剩餘的乙醇溶液倒入一圓底燒瓶中；步驟六將冷凝管、索氏提取器和三頸接口依次連接好，並將它們與微波提取器相連；步驟七打開微波提取器艙門，將盛有乙醇溶液的圓底燒瓶放置在燒瓶底座上，將升降管拉下，使其與長頸圓底燒瓶相連接；步驟八打開自來水開關，使冷凝管中的水開始流動；步驟九接通微波提取器電源，設置提取溫度為80°C，提取時間為I小時，並啟動設備進行提取；步驟十將提取後的藥液用0. 45 y m微孔膜過濾；步驟十一將過濾後的藥液置於旋轉蒸發儀中，在40°C下減壓濃縮至油膏狀；步驟十二 取5ml吐溫-80表面活性劑，加蒸餾水至50ml稀釋為10%濃度；步驟十三用稀釋後的吐溫-80表面活性劑溶液將旋轉蒸發儀中的膏狀物質溶出；步驟十四將溶出的溶液倒入IOOml容量瓶內，加蒸餾水定容至100ml，將此溶液作為原藥液，密封保存在棕色瓶中，放入4°C冰箱中供試驗使用。本發明一種索氏-微波聯合提取豚草殺蟲活性物質的方法，彌補了索氏提取法和微波提取法在單獨進行豚草殺蟲抑菌活性成分提取時存在的缺點和不足，並且結合兩種提取方法的優點，達到最終提取的活性成分不論在藥效和產量上都優於其中任意一種方法， 從而得到一種優化後的提取方法即微波-索氏聯合提取法。本發明使固體物質連續不斷地被純溶劑萃取，節約了溶劑，有效地減少了廢液的處理量，萃取率較高。能有效提取細胞內部的有效成分，微波輻射使細胞內部溫度迅速上升，使其細胞內部壓力超過細胞壁膨脹承受能力，細胞破裂，細胞內有效成分自由流出。控制溫度精確，省時，可節省50% 90%的時間。微波提取設備安全較高，微波提取器是一個密閉的環境，具有良好的密閉效果。若發生有機溶劑洩漏處理起來較容易。並且目前一些微波提取設備都具有揮發性有機試劑檢測系統，具有檢測精度很高的傳感器報警，在有機氣體體積濃度達到一定值時系統停止微波輻射，有效地保護操作人員的安全和實驗室工作環境。生產線組成簡單，節省投資。本發明索氏-微波聯合提取豚草殺蟲活性物質的方法，使固體物質連續不斷地被純溶劑萃取，在節約了溶劑的同時還保證了提取效果；克服了常用索氏提取設備中加熱裝置不夠精確的缺點；提高了試驗過程的安全性；有效提升了胞內有效成分的提取率；解決了索氏提取法提取時間過長的弊端；設備密閉性能好，降低了有毒溶劑對實驗人員的危害。
圖I為實現本發明的裝置示意圖，圖中1-出水口，2-進水口，3-冷凝管，4-待提取植物粉末藥包，5-索氏提取器，6-三頸接口，7-升降管，8-長頸燒瓶，9-長頸燒瓶底座， 10-顯示屏，11-攝像頭，12-微波提取器。
具體實施例方式下面結合附圖舉例對本發明作進一步說明。實施例I :結合圖1，本發明索氏-微波聯合提取豚草殺蟲活性物質的方法，步驟如下步驟一將採回的新鮮豚草植株清洗乾淨，於通風處陰乾，50°C乾燥箱烘乾6h至恆重；然後轉移至乾燥器中，以免受潮，影響試驗效果；步驟二 用植物粉碎機將乾燥後的豚草植株粉碎成豚草粉末，然後儲存於密閉容器中備用；步驟三稱取粉碎備用的豚草粉末20g，用濾紙包成封閉藥包，務必封好口，防止粉末漏出；
步驟四將封閉藥包置於索氏提取器中，將200ml 80%乙醇溶劑反覆3次緩緩淋向包有豚草粉末的封閉藥包，使封閉藥包完全浸透，注意最後一次乙醇溶劑不能超過虹吸管上端，以保證索氏提取器中浸泡封閉藥包的乙醇溶劑不往下流；步驟五將剩餘的乙醇溶液倒入一圓底燒瓶中；步驟六將冷凝管、索氏提取器和三頸接口依次連接好，並將它們與微波提取器相連；步驟七打開微波提取器艙門，將盛有乙醇溶液的圓底燒瓶放置在燒瓶底座上，將升降管拉下，使其與長頸圓底燒瓶相連接；步驟八打開自來水開關，使冷凝管中的水開始流動；步驟九接通微波提取器電源，設置提取溫度為80°C，提取時間為I小時，並啟動設備進行提取；步驟十將提取後的藥液用O. 45 μ m微孔膜過濾；步驟十一將過濾後的藥液置於旋轉蒸發儀中，在40°C下減壓濃縮至油膏狀；步驟十二 取5ml吐溫-80表面活性劑，加蒸餾水50ml稀釋至10%濃度；步驟十三用稀釋後的吐溫-80表面活性劑溶液將旋轉蒸發儀中的膏狀物質溶出；步驟十四將溶出的溶液倒入IOOml容量瓶內，加蒸餾水定容至100ml，將此溶液作為原藥液，密封保存在棕色瓶中，放入4°C冰箱中供試驗使用。實施例2 :實現本發明需要採集新鮮的豚草。豚草(Ambrosia artemisiifolia L.) 屬於菊科(Compositae)、豚草屬(Ambrosia), I年生草本植物,別名艾葉破布草。莖直立， 株高20 150cm，具分枝，有糙毛。葉對生或互生，13回羽狀分裂，裂片條狀具短糙毛。頭狀花序單性，雄頭狀花序居多，在枝頂形成總狀花序，總苞碟形，有波狀圓齒；雌頭狀花序無梗，生在雄頭狀花序下部葉腋處，2、3朵簇生或單生，各具一沒有花被的雌花。瘦果包在總苞內，總苞倒卵形，周圍具短喙5 8個，先端有錐狀喙，以種子隨作物、水流及交通工具攜帶進行傳播。試驗證明其提取液具有殺蟲活性。生態特點生於荒地、路邊、水溝旁、田塊周圍或農田中。該草生命力強，適應性廣，種子產量高，耗水量和營養物質高，生長旺盛，遮蓋和壓抑作物，阻礙農業操作，已經成為農業、園林中重要的草害。實施例3 :微波提取法的優點①能有效提取細胞內部的有效成分，微波輻射使細胞內部溫度迅速上升，使其細胞內部壓力超過細胞壁膨脹承受能力，細胞破裂，細胞內有效成分自由流出。②控制溫度精確。③省時，可節省50% 90%的時間。④微波提取設備安全較高，微波提取器是一個密閉的環境，具有良好的密閉效果。若發生有機溶劑洩漏處理起來較容易。並且目前一些微波提取設備都具有揮發性有機試劑檢測系統，具有檢測精度很高的傳感器報警，在有機氣體體積濃度達到一定值時系統停止微波輻射，有效地保護操作人員的安全和實驗室工作環境。⑤生產線組成簡單，節省投資。微波提取法的缺點①不具有索氏提取法使溶劑循環反覆萃取，將萃取出的物質富的優勢。②相對於索氏提取法的重複利用溶劑，其使用的溶劑量相對多。實施例4:結合圖1，索氏-微波提取設備如圖I所示，該設備下方是微波提取儀， 起到加熱和微波提取的作用。萃取儀頂部有三頸接口，將索氏提取器連接在中間的接口上， 起到使萃取溶劑不斷回流反覆萃取的作用。本發明選用索氏-微波提取法，提取出殺蟲植物豚草內殺蟲活性成分，按照試驗設計將原藥液稀釋成I : 5、1 IOU 20,1 40、 I 80 (提取液水)倍液濃度噴霧。採用常量噴霧，將試驗用蟲和帶葉枝條一同處理；噴霧時以霧滴均勻分布在葉面並且藥液不下滴為標準。最後把經過處理的試驗用蟲和枝條一起放進養蟲籠中。在實驗室內選擇陽光充足直射的地方放置處理後的蟲籠。連續觀察7d， 記錄試驗數據並作處理分析。害蟲死亡率和校正死亡率按照以下公式計算
權利要求
1.一種索氏-微波聯合提取豚草殺蟲活性物質的方法，其特徵在於步驟如下 步驟一將採回的新鮮豚草植株清洗乾淨，於通風處陰乾，50°C乾燥箱烘乾6h至恆重； 然後轉移至乾燥器中，以免受潮，影響試驗效果；步驟二 用植物粉碎機將乾燥後的豚草植株粉碎成豚草粉末，然後儲存於密閉容器中備用;步驟三稱取粉碎備用的豚草粉末20g，用濾紙包成封閉藥包，務必封好口，防止粉末漏出；步驟四將封閉藥包置於索氏提取器中，將200ml 80%乙醇溶劑反覆3次緩緩淋向包有豚草粉末的封閉藥包，使封閉藥包完全浸透，注意最後一次乙醇溶劑不能超過虹吸管上端，以保證索氏提取器中浸泡封閉藥包的乙醇溶劑不往下流；步驟五將剩餘的乙醇溶液倒入一圓底燒瓶中；步驟六將冷凝管、索氏提取器和三頸接口依次連接好，並將它們與微波提取器相連； 步驟七打開微波提取器艙門，將盛有乙醇溶液的圓底燒瓶放置在燒瓶底座上，將升降管拉下，使其與長頸圓底燒瓶相連接；步驟八打開自來水開關，使冷凝管中的水開始流動； 步驟九接通微波提取器電源，設置提取溫度為80°C，提取時間為I小時，並啟動設備進行提取；步驟十將提取後的藥液用0. 45 y m微孔膜過濾；步驟十一將過濾後的藥液置於旋轉蒸發儀中，在40°C下減壓濃縮至油膏狀；步驟十二 取5ml吐溫-80表面活性劑，加蒸餾水至50ml稀釋為10%濃度；步驟十三用稀釋後的吐溫-80表面活性劑溶液將旋轉蒸發儀中的膏狀物質溶出；步驟十四將溶出的溶液倒入IOOml容量瓶內，加蒸餾水定容至100ml，將此溶液作為原藥液，密封保存在棕色瓶中，放入4°C冰箱中供試驗使用。
全文摘要
本發明提供一種索氏-微波聯合提取豚草殺蟲活性物質的方法。步驟包括將乾燥後的豚草植株粉碎成豚草粉末；用濾紙包成封閉藥包置於索氏提取器中，乙醇溶劑反覆3次緩緩淋向包有豚草粉末的封閉藥包；設置提取溫度為80℃，提取時間為1小時；將提取後的藥液用0.45μm微孔膜過濾；過濾後旋轉蒸發，在40℃下減壓濃縮至油膏狀；用稀釋後的吐溫-80表面活性劑溶液將旋轉蒸發儀中的膏狀物質溶出；加蒸餾水定容至100ml，將此溶液作為原藥液。本發明具有檢測精度很高的傳感器報警，在有機氣體體積濃度達到一定值時系統停止微波輻射，有效地保護操作人員的安全和實驗室工作環境。生產線組成簡單，節省投資。
文檔編號A01N65/12GK102599198SQ201210028329
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月13日 優先權日2012年1月13日
發明者包穎, 張國珍, 張國財, 張欣倩, 張秋爽, 王月傑, 鄒傳山 申請人:東北林業大學, 張國財, 張欣倩