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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung einer algizid und molluskizid wirkenden Zusammensetzung, welche als aktive Komponente einen Extrakt aus Acacia nilotica enthält, dadurch gekennzeichnet, dass man Rohmaterial von Acacia nilotica ein- oder mehrstufig mit Wasser, einem organischen Lösungsmittel oder einem Gemisch davon extrahiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Rohmaterial Hülsen oder Bestandteile davon, Blätter oder Rinde von Acacia nilotica verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Rohmaterial Hülsen von Acacia nilotica verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Rohmaterial mit Wasser extrahiert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Wasser, welches eine Temperatur im Bereich von 30 bis 70 "C aufweist, extrahiert.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Wasser, welches eine Temperatur von 30 "C aufweist, extrahiert.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Rohmaterial mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man das Rohmaterial mit Äther, Alkohol oder Aceton extrahiert.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Rohmaterial mit einer Sequenz von Lösungsmitteln, bestehend aus Petroläther, Benzol, Aceton, Alkohol und Wasser, extrahiert.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man alternierend unter Stagnation und unter Zirkulation der Flüssigkeit extrahiert.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das erhaltene Extraktionsprodukt konzentnert.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man das erhaltene Extraktionsprodukt trocknet.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man das erhaltene Extraktionsprodukt sprühtrocknet.
14. Algizid und molluskizid wirksame Zusammensetzung erhalten gemäss Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als aktive Komponente einen Extrakt aus Acacia nilotica enthält.
15. Zusammensetzung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Extrakt aus Hülsen oder Bestandteilen davon, Blättern oder Rinde von Acacia nilotica enthält.
16. Zusammensetzung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Extrakt aus Hülsen von Acacia nilotica enthält.
17. Zusammensetzung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie den Extrakt in fester oder flüssiger Form enthält.
18. Zusammensetzung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie den Extrakt in Form eines Pulvers enthält.
19. Verfahren zur Bekämpfung von Mollusken, dadurch gekennzeichnet, dass man die Organismen mit einer Zusammensetzung nach Anspruch 14 in Kontakt bringt.
20. Verfahren zur Bekämpfung von Algen, dadurch gekennzeichnet, dass man die Organismen mit einer Zusammensetzung nach Anspruch 14 in Kontakt bringt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer algizid und molluskizid wirksamen Zusammensetzung, diese Zusammensetzung und ihre Verwendung.
Die Massenvermehrung von Algen, insbesondere in Binnengewässern einschliesslich Stauseen und Bewässerungskanälen, führt zu schwerwiegenden Problemen. Sie verursacht die Verstopfung von Leitungen, Filteranlagen, Schleusen und Sielen. Die Bewegung und Durchmischung des Wassers wird durch die Massenpopulation erheblich beeinträchtigt, wodurch der Sauerstoffhaushalt des Gewässers gestört und einer Versumpfung Vorschub geleistet wird. Der Transport auf dem Wasser und der Fischfang werden durch überreichliches Algenwachstum erschwert. Krankheitsübertragende Insekten und Mollusken finden in der Vegetation Unterschlupf und Schutz vor natürlichen Feinden und vermögen Bekämpfungsmassnahmen leichter zu überstehen. Eine mechanische Entfernung der Algen aus dem Wasser ist sehr arbeitsaufwendig und kostspielig.
Die Bekämpfung von Algenpopulationen unter Einsatz chemischer Mittel gewinnt daher zunehmend an Bedeutung. Dies gilt auch für die Bekämp- fung von Mollusken, insbesondere solchen, welche als ber- träger oder Zwischenwirte von Krankheitserregern dienen.
Besonders zu erwähnen ist hier vor allem die Bilharziose (Schistosomiasis), eine Gruppe von häufigen und gefährlichen Wurmkrankheiten warmer Länder, von denen Menschen und Säugetiere befallen werden. Die Eier von Parasiten der Gattung Schistosoma (Bilharzia) werden mit dem Harn oder Stuhl des Endwirtes, d. h., Mensch oder Säugetier, ausgeschieden. Gelangen die Eier in Wasser, entwickeln sich daraus Wimperlarven, welche in Wasserschnecken eindringen und sich in diesen Zwischenwirten weiterentwickeln und vermehren. Die in den Schnecken gebildeten Gabelschwanzlarven bohren sich nach dem Verlassen des Zwischenwirts in die Haut des Endwirts ein, gelangen in den Blutkreislauf und entwickeln sich zu Würmern.
Als Zwischenwirte bekannt sind beispielsweise Wasserschnecken der Gattung Biomphalaria und Bulinus, wie Biomphalaria glabrate, Biomphalaria pfeifferi, Bulinus obtusispira und Bulinus truncatus.
Es ist bekannt, dass innerhalb einiger Pflanzengattungen bestimmte Spezies Komponenten enthalten, welche eine molluskizide Wirkung aufweisen. So wird beispielsweise in Helvetica Chimica Acta, Vol. 61, Fasc. 6, Nr. 187 (1978), 1990-1995, eine molluskizide Wirkung von Rindenextrakt von Cornus florida beschrieben, wobei als aktives Agens Saponine isoliert werden konnten. Aus J. Am. Chem. Soc.
101:15, July 18, 1979, 4398-4400, sind molluskizid wirksame Sesquiterpenoide aus Warburgia ugandensis und Warburgia stuhlmanii bekannt. Das Vorliegen molluskizid wirkender Bestandteile in Phytolacca dodecandra wird in Bull. WHO 42, No. 4 (1970), 597-612, und Bull. WHO 47, No 3 (1972), 533-425, offenbart.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine algizid und molluskizid wirksame Zusammensetzung bereitzustellen, deren aktive Komponente aus pflanzlichem Material er
hältlich ist, welches in ausgedehnten Vegetationsgebieten in grossem Ausmass zur Verfügung steht.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, bei welchem das pflanzli- che Material einer Extraktion unterworfen wird und welches die Ausübung auch in den Verbreitungsländern der das Rohmaterial liefernden Pflanzen ermöglicht.
Ferner hat die vorliegende Erfindung zur Zielsetzung, ein Verfahren zur Bekämpfung von Algen und Mollusken unter Verwendung des extrahierten Pflanzenmaterials bereitzustellen.
Es wurde nun gefunden, dass in der Pflanze Acacia nilotica, welche auch unter den Bezeichnungen Sunt oder Sunot bekannt ist, Substanzen enthalten sind, welche aus dem pflanzlichen Material extrahiert und für die Bekämpfung von Algen und Mollusken eingesetzt werden können.
Die erfindungsgemässe Zusammensetzung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass sie als aktive Komponente einen Extrakt aus Acacia nilotica enthält.
Die Zusammensetzung kann den Extrakt als alleinige Komponente oder zusammen mit geeigneten Zuschlagstoffen, wie z. B. Dispergiermitteln, Netzmitteln, Stabilisatoren oder Fungiziden, enthalten.
Die Gattung Acacia gehört zur Ordnung Leguminosae, Familie Mimosaceae, Unterfamilie Mimosoideae. Synonyme für Acacia nilotica sind: Acacia arabica, Acacia scorpioides, Mimosa nilotica, Mimosa arabica und Mimosa scorpioides.
Die Früchte von Acacia nilotica sind als Hülsen ausgebildet, welche aus zwei Schalenklappen bestehen, die die Samen einschliessen und in ihrem Gewebe kleine Granula enthalten.
Die Hülsen von Acacia nilotica werden beispielsweise im Sudan, einem der grossen Verbreitungsgebiete dieser Pflanze, seit langer Zeit für medizinische Zwecke verwendet und als unschädlich für Mensch und Tier angesehen.
Die erfindungsgemässe Zusammensetzung enthält vorzugsweise einen Extrakt aus Hülsen oder Bestandteilen davon, Blättern oder Rinde von Acacia nilotica, insbesondere von Hülsen dieser Pflanze.
Der Extrakt kann in fester oder flüssiger Form vorliegen, insbesondere in Form eines Pulvers.
Die Herstellung der erfindungsgemässen Zusammensetzung ist dadurch gekennzeichnet, dass man Rohmaterial von Acacia nilotica ein- oder mehrstufig mit Wasser, einem organischen Lösungsmittel oder einem Gemisch davon extrahiert.
Als Rohmaterial lassen sich Hülsen oder Bestandteile davon, Blätter oder Rinde von Acacia nilotica verwenden.
Die Verwendung der Früchte, d. h., der Hülsen, als Rohmaterial bringt den Vorteil mit sich, dass die Spenderpflanze nicht geschädigt wird und die Gewinnung und Aufarbeitung des Rohmaterials wenig Aufwand erfordern.
Die einzelnen Bestandteile der Hülsen, d. h., die Schalen, Granula und Samen können auch getrennt aufgearbeitet werden, wobei es besonders die Granula und die Schalen sind, die das wirksame Agens enthalten. Ein solches Vorgehen erhöht jedoch den Aufwand erheblich und vermindert damit die Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahrens.
Bei der Verwendung ganzer Hülsen, d. h. einschliesslich der Samen, kann esje nach Umständen von Vorteil sein, dem pflanzlichen Material ein Mittel zuzusetzen, welches den Befall des Materials mit Schimmelpilzen unterbindet, da in den Samen vorliegendes zuckerhaltiges Material als Nährboden für diese Mikroorganismen dienen kann. Als Zusätze eignen sich beispielsweise 1 % Natriumfluorid oder 1 % Natriumbisulfit mit 0,5% Oxalsäure.
Zur Herstellung der erfindungsgemässen Zusammensetzung werden die Hülsen von Acacia nilotica zweckmässigerweise grob zerkleinert oder zerquetscht oder vorzugsweise zu feinem Pulver vermahlen oder zerrieben und mit geeigneten Extraktionsmitteln extrahiert. Die Extrakte weisen einen hohen Tanningehalt auf.
Bei der Extraktion mit Wasser erweist es sich als zweckmässig, solches mit einer Temperatur im Bereich von 30 bis 70 "C, insbesondere von 30 "C, zu verwenden.
Als organische Lösungsmittel, mit welchen die Extraktion durchgeführt werden kann, sind insbesondere Äther, Alkohol und Aceton zu nennen.
Bei der Durchführung der Extraktion mit einer Sequenz von Lösungsmitteln erweist es sich als vorteilhaft, eine solche einzusetzen, welche aus Petroläther, Benzol, Aceton, Alkohol und Wasser besteht.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich beispielsweise so durchführen, dass man alternierend unter Stagnation und unter Zirkulation der Flüssigkeit extrahiert.
Es erweist sich als zweckmässig, das erhaltene Extraktionsprodukt zu konzentrieren, insbesondere durch Trocknen, vor allem Sprühtrocknen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist ein- oder mehrstufig durchführbar. Man kann beispielsweise so vorgehen, dass man in einer ersten Stufe das Rohmaterial extrahiert, den Extrakt separiert, und in einer zweiten Stufe das Rohmaterial mit frischer Extraktionsflüssigkeit beschickt und erneut extrahiert. Diese Massnahme kann ein- bis mehrmals durchgeführt werden. Die aus der zweiten und gegebenenfalls nachfolgenden weiteren Stufen anfallende Extraktionsflüssigkeit, d.h., die Waschflüssigkeit, kann als Extraktionsmedium in einem neuen Ansatz mit frischem Rohmaterial dienen. Jeder weitere Ansatz kann mit der in einem vorgängigen Ansatz angefallenen Waschlösung extrahiert werden.
In den nachfolgenden Beispielen wird die Herstellung der erfindungsgemässen Zusammensetzungen näher erläutert.
Beispiel 1
Hülsen von Acacia nilotica (Wassergehalt 3,9%) werden zu Pulver vermahlen. 200 g des erhaltenen Pulvers werden in einem Soxhlet-Extraktor mit Petroläther (Fraktion 60-80 "C) etwa 15 Stunden extrahiert. Nach Abdestillieren des Petroläthers wird das Pulver bei Raumtemperatur getrocknet und im Soxhlet-Extraktor 15 Stunden mit Benzol extrahiert. Das Benzol wird abdestilliert, das Pulver bei Raumtemperatur getrocknet und im Soxhlet-Extraktor 15 Stunden mit Aceton extrahiert. Nach Abdestillieren des Acetons wird das Pulver bei Raumtemperatur getrocknet und im Soxhlet-Extraktor 15 Stunden mit Athylalkohol (95%) extrahiert. Der alkoholische Extrakt wird unter Vacuum auf etwa 80 ml eingeengt.
Der nach der alkoholischen Extraktion verbleibende Rückstand wird bei Raumtemperatur getrocknet und in eine 11 Flasche überführt, mit 600 ml aqua dest. versetzt und 24 Stunden stehengelassen. Anschliessend wird das Gemisch filtriert.
Das Ausgangsmaterial erbrachte 7,90 Gew.-% gebundenes Ol in Petroläther, 1,40 Gew.-% des Gesamtgehalts an Feststoffen im Benzolextrakt, 77,30 Gew.-% des Gesamtgehalts an Feststoffen im Acetonextrakt, 3,70 Gew.-% des Gesamtgehalts an Feststoffen im alkoholischen Extrakt und 4,85 Gew.-% des Gesamtgehalts an Feststoffen im wässrigen Extrakt.
Beispiel 2
Ansatz 1
Ein Beutel mit 6 kg zerkleinerten Hülsen von Acacia nilotica wird in einen Extraktionsapparat mit Rückflussleitung eingeführt. Das den Beutel enthaltende Extraktionsgefäss wird mit 24 Liter Wasser, welches eine Temperatur von 30 cm aufweist, aufgefüllt. Nach einer Extraktionszeit von 30 Min. (stagnierende Phase) wird der Extrakt mittels einer Pumpe unter Einschaltung der Rückflussleitung 30 Min. in Zirkulation gehalten (Durchflussphase). Der Extrakt wird aus dem Extraktionsgefäss in einen Auffangbehälter geleitet.
Die im Extraktionsgefäss verbleibenden Hülsen werden erneut mit 24 Liter Wasser, welches eine Temperatur von 30 "C aufweist, versetzt. Nach einer Einwirkungszeit von 30 Min. (stagnierende Phase) wird die Flüssigkeit mittels einer Pumpe unter Einschaltung der Rückflussleitung in Zirkulation versetzt (Durchflussphase). Nach einer Zirkulationsdauer von 30 Min. wird die Waschflüssigkeit in einen weiteren Auffangbehälter geleitet.
Ansatz 2
Nach Entfernung der ausgelaugten Hülsen von Ansatz 1 wird der Extraktionsapparat wiederum mit 6 kg zerkleinerten Hülsen von Acacia nilotica beschickt und dieses Material in der vorstehend beschriebenen Weise extrahiert, wobei die im Ansatz 1 angefallene Waschlösung als Extraktionsmittel für die erste einstündige Extraktionsstufe dient.
Jeweils 7 1 des in diesem Ansatz erhaltenen Extrakts werden in einem Kletterverdampfer unter einem Vacuum von 260 mm Hg und einem Dampfdruck von 1,65 bar (24 psi) bei 29 "C auf 4,5 1 eingeengt. Das Konzentrat wird unmittelbar nach der Entnahme aus dem Verdampfer filtriert. 4,5 1 der erhaltenen Flüssigkeit mit einem spezifischen Gewicht von 1,014 und einer Konzentration von 12,10% werden in einem Zerstäubungstrockner unter Einhaltung einer Fliessgeschwindigkeit von 30 ml/Min. und bei einer Temperatur von 121 "C getrocknet. Die Trocknungszeit beträgt 150 Min. Das erhaltene Pulver wird mittels eines Zyklonseparators von dem heissen Gas getrennt und im Sammelgefäss des Separators aufgefangen. In der Zerstäubungskammer befindliche Pulverreste werden ebenfalls dem Sammelgefäss zugeführt.
Der Ansatz erbringt 390 g Pulver. Die Zusammensetzung des Pulvers ist in der nachstehenden Tabelle I dargestellt.
Ansatz3
Nach Entfernung der ausgelaugten Hülsen aus Ansatz 2 wird der Extraktionsapparat erneut mit 6 kg zerkleinerten Hülsen von Acacia nilotica beschickt und dieses Material wie im Ansatz 2 beschrieben weiterverarbeitet, wobei die Waschlösung von Ansatz 2 als Extraktionsmittel für die erste einstündige Extraktionsstufe dient. Das dem Verdampfer entnommene Kondensat weist ein spezifisches Gewicht von 1,016 und eine Konzentration von 12,20% auf. Bei der Zerstäubungstrocknung fallen 420 g Pulver an. Die Zusammensetzung des Pulvers ist in der nachstehenden Tabelle I dargestellt.
Ansatz 4
Nach Entfernung der ausgelaugten Hülsen aus Ansatz 3 wird der Extraktionsapparat nochmals mit 6 kg zerklei nerten Hülsen von Acacia nilotica beschickt und dieses Ma terial wie im Ansatz 2 beschrieben weiterverarbeitet, wobei die Waschlösung von Ansatz 3 als Extraktionsmittel für die erste einstündige Extraktionsstufe dient. Das dem Verdamp fer entnommene Kondensat weist ein spezifisches Gewicht von 1,015 und eine Konzentration von 12% auf. Bei der Zer stäubungstrocknung fallen 400 g Pulver an.
Die Zusammen setzung des Pulvers ist in Tabelle I dargestellt:
Tabelle 1
Zusammensetzung des Pulvers Ansatz 2 3 4 Tannine 56,4% 57,1% 56,8% Nicht-Tannine 36,4% 36,2% 36,7% Wassergehalt 3,1% 2,9% 2,9%
Unlösliches Material 4,1% 3,8% 3,6%
100% 100% 100% pH der untersuchten
Lösung 4,5 4,4 4,4 Asche 1,9 2,1 1,8 Art der Tannine Gemisch Gemisch Gemisch
Das Pulver ist amorph und von gelblichweisser bis hellbrauner Farbe. Es weist einen schwachen Geruch und den herben Geschmack von Adstringentien auf. Das Pulver ist in Wasser, Methanol und Äthanol löslich, in Äther, Chloroform und Benzol unlöslich.
Die erfindungsgemässen Zusammensetzungen sind sowohl zur Bekämpfung von Mollusken wie auch zur Bekämpfung von Algen geeignet, wobei das erfindungsgemässe Verfahren zur Bekämpfung dieser Organismen darin besteht, dass man die zu bekämpfenden Organismen mit einer solchen Zusammensetzung in Kontakt bringt.
In den nachfolgenden Versuchen wird die Verwendung der erfindungsgemässen Zusammensetzungen näher erläutert.
Versuch 1
Proben der gemäss Beispiel 1 erhaltenen Extrakte werden auf molluskizide Wirksamkeit gegen Bulinus truncatus und Biomphalaria pfeifferi unter Anwendung der Testmethode der WHO (1961) zur Bewertung neuer Molluskizide geprüft.
Bei diesem Test werden 5 gesunde Schnecken einheitlicher Grösse in Becher mit 500 ml Testlösung bei Raumtemperatur (20-25 "C) eingesetzt. Die Expositionszeit beträgt 24 Stunden, gefolgt von einer 24stündigen Erholungsphase in gewöhnlichem Wasser. In der nachfolgenden Tabelle II werden die Durchschnittswerte aus vier Testläufen, bezogen auf die Anzahl getöteter Tiere, angegeben:
Tabelle II A) Bulinus truncatus;
B) Biomphalaria pfeiffer
Extrakt, Testtier Aceton- alkohol. wässrige ppm Extrakt Extrakt Extrakt 200 A - - 5
B - - 5
180 A - - 5
B - - 4
160 A - - 5
B - - 4
140 A 5 5 5
B 5 5 2
120 A 5 4 5
B 5 5 0
Tabelle II (Fortsetzung)
A) Bulinus truncatus; B) Biomphalaria pfeifferi
Extrakt, Testtier Aceton- alkohol. wässriger ppm Extrakt Extrakt Extrakt
100 A 5 2 3
B 5 5 0
80 A 5 1 0
B 5 3 0
60 A 4 0 0
B 4 1 0 - = nicht geprüft Der Petrolätherextrakt und der Benzolextrakt zeigten keine Wirksamkeit.
Versuch 2
Nach dem im Beispiel 2 beschriebenen Verfahren hergestelltes Pulver (Ansatz 4) wird unter Anwendung der im Versuch 1 erläuterten Testmethode in verschiedenen Konzentrationen auf Wirksamkeit gegen Bulinus truncatus und Biomphalaria pfeifferi geprüft. Die Ergebnisse zeigt Tabelle III:
Tabelle III A) Bulinus truncatus; B) Biomphalaria pfeifferi Konzentration, ppm Testtier Anzahl getöteter Tiere 120 A 5
B 5 100 A 5
B 5
80 A 5
B 5
60 A 5
B 5
40 A 5
B 0
20 A 2
B 0
Während bei der Verwendung eines wässrigen Extrakts 200 ppm für eine 100%ige Abtötung der Schnecken erforderlich sind (Tab. II), wird dieser Effekt bei Verwendung des Pulvers bereits mit 60 ppm erreicht. Das Pulver weist also, verglichen mit dem wässrigen Extrakt, eine um über das Dreifache gesteigerte Wirksamkeit gegenüber den Mollusken auf.
Versuch 3
Aus Pulver, welches nach dem im Beispiel 2 beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist (Ansatz 4), wird eine 2%ige, wässrige Lösung hergestellt und 5 Tage stehengelassen. Anschliessend wird die Lösung auf die im Versuch 1 beschriebene Weise auf ihre Wirksamkeit getestet. Die Ergebnisse zeigt Tabelle IV:
Tabelle IV A) Bulinus truncatus; B) Biomphalaria pfeifferi Konzentration, ppm Testtier Anzahl getöteter Tiere 120 A 5
B 5 100 A 5
B 5
80 A 5
B 5
60 A 4
B 3
40 A 3
B 0
20 A 0
B 0
Die Daten zeigen, dass nach einem Zeitraum von 5 Tagen 80 ppm ausreichend sind, um eine 100%ige Mortalität zu erzielen.
Die Wirksamkeit von Extrakten von Acacia nilotica gegen Algen wird in einer Anlage mit 30 Teichen, wie in Figur 1 dargestellt, getestet. Die muldenförmigen Teiche weisen eine Aushubtiefe von 60 cm auf und sind am Grunde mit einer Lage Polyäthylen ausgekleidet und mit einer 10 cm hohen Schlammschicht versehen. Der Oberflächendurchmesser beträgt 150 cm, das Wasservolumen etwa 6 m3. Die Teiche sind in drei Reihen angeordnet, wobei die Teiche der Reihe K als Kontrollen dienen, diejenigen der Reihen I und II, von der Kontrollreihe durch einen Weg getrennt, als Testteiche.
Die Teiche der Reihe K sind mit den Nummern 1-10 gekennzeichnet. Dieselbe Nummerierung gilt auch für die Teiche der Reihen I und II. Zur Aufrechterhaltung eines gleichmässigen Wasserstandes in den Teichen werden diese mittels einer geeigneten Versorgungsanlage, wie in Figur 2 schematisch dargestellt, mit Wasser gespeist.
Zu den Algen, welche mit Extrakten von Acacia nilotica wirksam bekämpft werden können, gehören beispielsweise solche der Gattungen Rivularia, Spirogyra, Oscillatoria, Pediastrum, Coelastrum, Spirulina, Chroococcus, Microcystis, Cyclotella, Euglena, Cosmarium und Closterium.
Nach Ausbildung einer Algenpopulation in den Teichen werden die Teiche der Reihen I und II mit dem zu testenden Extrakt beschickt.
Versuch 4
Wässriger Extrakt von Acacia nilotica, hergestellt nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren, wird den Teichen der Reihen I und II in verschiedenen Konzentrationen zugesetzt und die Zeit bis zum Verschwinden, d. h., der Auflösung der Algenpopulation, ermittelt. Die verwendeten Konzentrationen und die Ergebnisse zeigt Tabelle V:
Tabelle V Teich zugesetzter Auflösung der Algen Reihe Nr. Extrakt, ppm population, Tage, I 1 20 4
2 40 4
3 60 3
4 80 3
5 100 3
6 120 2
7 140 2
Tabelle V (Fortsetzung)
Teich zugesetzter Auflösung der Algen
Reihe Nr.
Extrakt, ppm population, Tage,
8 160 2
9 180 2
10 200 2
II 2 20 4
3 40 4
4 60 3
5 80 3
6 100 3
7 120 2
8 140 2
9 160 2
10 180 2
1 200 2
Versuch 5
Das nach dem im Beispiel 2 beschriebenen Verfahren hergestellte Pulver (Ansatz 4) wird den Teichen der Reihen I und II in verschiedenen Konzentrationen zugesetzt und die Zeit bis zur Auflösung der Algenpopulation ermittelt. Die verwendeten Konzentrationen und die Ergebnisse zeigt Tabelle VI:
Tabelle VI Teich zugesetzter Auflösung der Algen
Reihe Nr. Extrakt, ppm population, Tage, I 1 20 3
2 40 2
3 60 1
4 80 1
5 100 1
6 I20 1
7 140 1
8 160 1
9 180 1
10 200 1
II 2 20 3
3 40 2
4 60 1
5 80 1
6 100 1
7 120 1
8 140 1
Tabelle VI (Fortsetzung) Teich zugesetzter Auflösung der Algen
Reihe Nr.
Extrakt, ppm population, Tage,
9 160 1
10 180 1
1 200 1
Versuch 6
Das nach dem im Beispiel 2 beschriebenen Verfahren hergestellte Pulver (Ansatz 4) wird den Teichen der Reihen I und II in verschiedenen Konzentrationen zugesetzt und die Zeit bis zur Auflösung der Algenpopulation ermittelt. Die verwendeten Konzentrationen und die Ergebnisse zeigt Tabelle VIL
Tabelle VII Teich zugesetzter Auflösung der Algen Reihe Nr. Extrakt, ppm population, Tage, I 1 5 6
2 10 6
3 15 5
4 20 3
5 30 3
6 40 2
7 50 1
8 60 1
9 70 1
10 80 1 II 2 5 6
3 10 6
4 15 5
5 20 3
6 30 3
7 40 2
8 50 1
9 60 1
10 70 1
1 80 1
Die in den Tabellen V bis VII dargestellten Ergebnisse zeigen, dass bei der Behandlung mit wässrigem Hülsenextrakt die Abtötung der Algen bei einer Konzentration von 120 ppm innerhalb von zwei Tagen erfolgt.
In diesem Zeitraum kommt es zu einer Verfärbung und Zersetzung der Algen, bis diese nicht mehr wahrnehmbar sind. Mit dem sprühgetrockneten Pulver lässt sich dieses Ergebnis mit einer Konzentration von 50 ppm innerhalb eines Tages erzielen.
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PATENT CLAIMS
1. A process for the preparation of an algicidal and molluscicidal composition which contains an extract from Acacia nilotica as the active component, characterized in that raw material from Acacia nilotica is extracted in one or more stages with water, an organic solvent or a mixture thereof.
2. The method according to claim 1, characterized in that the raw material used is pods or constituents thereof, leaves or bark of Acacia nilotica.
3. The method according to claim 2, characterized in that sleeves of Acacia nilotica are used as the raw material.
4. The method according to claim 1, characterized in that the raw material is extracted with water.
5. The method according to claim 4, characterized in that extracted with water having a temperature in the range of 30 to 70 "C.
6. The method according to claim 5, characterized in that is extracted with water having a temperature of 30 "C.
7. The method according to claim 1, characterized in that the raw material is extracted with an organic solvent.
8. The method according to claim 7, characterized in that the raw material is extracted with ether, alcohol or acetone.
9. The method according to claim 1, characterized in that the raw material is extracted with a sequence of solvents consisting of petroleum ether, benzene, acetone, alcohol and water.
10. The method according to claim 1, characterized in that one extracts alternately with stagnation and with circulation of the liquid.
11. The method according to claim 1, characterized in that the extraction product obtained is concentrated.
12. The method according to claim 11, characterized in that drying the extraction product obtained.
13. The method according to claim 12, characterized in that the extraction product obtained is spray-dried.
14. Algicide and molluscicidal composition obtained according to the method of claim 1, characterized in that it contains an extract from Acacia nilotica as the active component.
15. The composition according to claim 14, characterized in that it contains an extract of pods or constituents thereof, leaves or bark of Acacia nilotica.
16. The composition according to claim 15, characterized in that it contains an extract from pods of Acacia nilotica.
17. The composition according to claim 14, characterized in that it contains the extract in solid or liquid form.
18. The composition according to claim 17, characterized in that it contains the extract in the form of a powder.
19. A method of combating molluscs, characterized in that the organisms are brought into contact with a composition according to claim 14.
20. A method for controlling algae, characterized in that the organisms are brought into contact with a composition according to claim 14.
The present invention relates to a method for producing an algicidal and molluscicidally active composition, this composition and its use.
The proliferation of algae, especially in inland waters, including reservoirs and irrigation channels, leads to serious problems. It causes the clogging of lines, filter systems, locks and sluices. The movement and mixing of the water is significantly impaired by the mass population, which disrupts the water's oxygen balance and encourages swamping. Transport on the water and fishing are hampered by excessive algae growth. Disease-transmitting insects and mollusks find shelter and protection from natural enemies in the vegetation and are more able to survive control measures. Mechanical removal of the algae from the water is very labor-intensive and expensive.
The control of algae populations using chemical agents is therefore becoming increasingly important. This also applies to the control of mollusks, especially those that serve as carriers or intermediate hosts of pathogens.
Particularly noteworthy here is schistosomiasis, a group of common and dangerous worm diseases in warm countries that affect humans and mammals. The eggs of parasites of the genus Schistosoma (Bilharzia) are mixed with the urine or stool of the end host, i.e. i.e., human or mammal. If the eggs get into water, eyelash larvae develop from them, which penetrate into water snails and develop and reproduce in these intermediate hosts. The fork-tailed larvae formed in the snails burrow into the skin of the end host after leaving the intermediate host, enter the bloodstream and develop into worms.
Water snails of the genus Biomphalaria and Bulinus, such as Biomphalaria glabrate, Biomphalaria pfeifferi, Bulinus obtusispira and Bulinus truncatus, are known as intermediate hosts.
It is known that within some plant genera certain species contain components that have a molluscicidal effect. For example, Helvetica Chimica Acta, Vol. 61, Fasc. 6, No. 187 (1978), 1990-1995, described a molluscicidal action of bark extract from Cornus florida, it being possible to isolate saponins as the active agent. From J. Am. Chem. Soc.
101: 15, July 18, 1979, 4398-4400, molluscicidal sesquiterpenoids from Warburgia ugandensis and Warburgia stuhlmanii are known. The presence of molluscicidal components in Phytolacca dodecandra is described in Bull. WHO 42, No. 4 (1970), 597-612, and Bull. WHO 47, No 3 (1972), 533-425.
It is the object of the present invention to provide an algicidally and molluscicidally active composition, the active component of which is made from plant material
What is available is that which is available to a large extent in extensive vegetation areas.
A further object of the present invention is to provide a method for producing such a composition, in which the vegetable material is subjected to an extraction and which also allows the exercise in the countries of distribution of the plants supplying the raw material.
Another object of the present invention is to provide a method for controlling algae and mollusks using the extracted plant material.
It has now been found that the plant Acacia nilotica, which is also known under the names Sunt or Sunot, contains substances which can be extracted from the plant material and used for combating algae and mollusks.
The composition according to the invention is therefore characterized in that it contains an extract from Acacia nilotica as the active component.
The composition can the extract as a sole component or together with suitable additives, such as. B. dispersants, wetting agents, stabilizers or fungicides.
The genus Acacia belongs to the order Leguminosae, family Mimosaceae, subfamily Mimosoideae. Synonyms for Acacia nilotica are: Acacia arabica, Acacia scorpioides, Mimosa nilotica, Mimosa arabica and Mimosa scorpioides.
The fruits of Acacia nilotica are designed as pods, which consist of two bowl flaps that enclose the seeds and contain small granules in their tissue.
Acacia nilotica pods, for example, have long been used for medicinal purposes in Sudan, one of the large distribution areas of this plant, and are considered harmless to humans and animals.
The composition according to the invention preferably contains an extract of pods or constituents thereof, leaves or bark of Acacia nilotica, in particular pods of this plant.
The extract can be in solid or liquid form, especially in the form of a powder.
The preparation of the composition according to the invention is characterized in that raw material from Acacia nilotica is extracted in one or more stages with water, an organic solvent or a mixture thereof.
Sleeves or components thereof, leaves or bark from Acacia nilotica can be used as the raw material.
The use of the fruits, i.e. That is, the pods as raw material have the advantage that the donor plant is not damaged and the extraction and processing of the raw material require little effort.
The individual components of the sleeves, d. that is, the shells, granules and seeds can also be worked up separately, in particular the granules and the shells containing the active agent. However, such a procedure increases the effort considerably and thus reduces the economy of the manufacturing process.
When using whole sleeves, i.e. H. including the seeds, it may be advantageous, depending on the circumstances, to add an agent to the plant material which prevents mold infestation, since the sugar-containing material present in the seeds can serve as a breeding ground for these microorganisms. Suitable additives are, for example, 1% sodium fluoride or 1% sodium bisulfite with 0.5% oxalic acid.
To produce the composition according to the invention, the pods of Acacia nilotica are expediently comminuted or crushed, or preferably ground or ground into fine powder, and extracted with suitable extracting agents. The extracts have a high tannin content.
When extracting with water, it proves to be expedient to use one with a temperature in the range from 30 to 70 ° C., in particular from 30 ° C.
The organic solvents with which the extraction can be carried out are, in particular, ether, alcohol and acetone.
When carrying out the extraction with a sequence of solvents, it proves advantageous to use one which consists of petroleum ether, benzene, acetone, alcohol and water.
The method according to the invention can be carried out, for example, by extracting alternately with stagnation and with circulation of the liquid.
It has proven expedient to concentrate the extraction product obtained, in particular by drying, especially spray drying.
The method according to the invention can be carried out in one or more stages. For example, one can proceed in such a way that in a first stage the raw material is extracted, the extract is separated, and in a second stage the raw material is charged with fresh extraction liquid and extracted again. This measure can be carried out one or more times. The extraction liquid obtained from the second and possibly subsequent further stages, i.e. the washing liquid, can serve as the extraction medium in a new batch with fresh raw material. Each further batch can be extracted with the washing solution obtained in a previous batch.
The preparation of the compositions according to the invention is explained in more detail in the following examples.
example 1
Acacia nilotica pods (water content 3.9%) are ground into powder. 200 g of the powder obtained are extracted in a Soxhlet extractor with petroleum ether (fraction 60-80 "C.) for about 15 hours. After the petroleum ether has been distilled off, the powder is dried at room temperature and extracted with benzene in the Soxhlet extractor for 15 hours. The benzene is distilled off, the powder was dried at room temperature and extracted with acetone for 15 hours in the Soxhlet extractor, after the acetone had been distilled off, the powder was dried at room temperature and extracted with ethyl alcohol (95%) in the Soxhlet extractor for 15 hours concentrated about 80 ml.
The residue remaining after the alcoholic extraction is dried at room temperature and transferred to an 11 bottle, with 600 ml of distilled water. transferred and left to stand for 24 hours. The mixture is then filtered.
The starting material yielded 7.90% by weight of bound oil in petroleum ether, 1.40% by weight of the total solids in the benzene extract, 77.30% by weight of the total solids in the acetone extract, 3.70% by weight. of the total solids in the alcoholic extract and 4.85% by weight of the total solids in the aqueous extract.
Example 2
Approach 1
A bag of 6 kg shredded Acacia nilotica tubes is placed in an extractor with a reflux line. The extraction vessel containing the bag is filled with 24 liters of water, which has a temperature of 30 cm. After an extraction time of 30 minutes (stagnant phase), the extract is kept in circulation for 30 minutes by means of a pump with the return line switched on (flow phase). The extract is passed from the extraction vessel into a collecting container.
The sleeves remaining in the extraction vessel are again mixed with 24 liters of water which has a temperature of 30 ° C. After an exposure time of 30 minutes (stagnant phase), the liquid is circulated by means of a pump with the return line switched on (flow phase) After a circulation period of 30 minutes, the washing liquid is passed into another collecting container.
Approach 2
After removal of the leached tubes from batch 1, the extraction apparatus is again charged with 6 kg of crushed tubes from Acacia nilotica and this material is extracted in the manner described above, the washing solution obtained in batch 1 serving as an extraction agent for the first one-hour extraction stage.
In each case 7 1 of the extract obtained in this batch are concentrated to 4.5 1 in a climbing evaporator under a vacuum of 260 mm Hg and a steam pressure of 1.65 bar (24 psi) at 29 ° C. The concentrate is immediately removed filtered from the evaporator, 4.5 l of the liquid obtained with a specific weight of 1.014 and a concentration of 12.10% are dried in an atomizing dryer while maintaining a flow rate of 30 ml / min and at a temperature of 121 ° C. The drying time is 150 minutes. The powder obtained is separated from the hot gas by means of a cyclone separator and collected in the collecting vessel of the separator. Powder residues in the atomization chamber are also fed to the collecting vessel.
The batch yields 390 g powder. The composition of the powder is shown in Table I below.
Approach 3
After removing the leached tubes from batch 2, the extraction apparatus is again charged with 6 kg of crushed tubes from Acacia nilotica and this material is further processed as described in batch 2, the washing solution from batch 2 serving as the extraction agent for the first one-hour extraction stage. The condensate removed from the evaporator has a specific weight of 1.016 and a concentration of 12.20%. 420 g of powder are obtained in the spray drying. The composition of the powder is shown in Table I below.
Approach 4
After removal of the leached pods from batch 3, the extraction apparatus is again charged with 6 kg of crushed pods from Acacia nilotica and this material is further processed as described in batch 2, the washing solution from batch 3 serving as extractant for the first one-hour extraction stage. The condensate removed from the evaporator has a specific weight of 1.015 and a concentration of 12%. During the atomization drying process, 400 g of powder are obtained.
The composition of the powder is shown in Table I:
Table 1
Composition of the powder Mix 2 3 4 tannins 56.4% 57.1% 56.8% non-tannins 36.4% 36.2% 36.7% water content 3.1% 2.9% 2.9%
Insoluble material 4.1% 3.8% 3.6%
100% 100% 100% pH of the examined
Solution 4.5 4.4 4.4 Ash 1.9 2.1 1.8 Type of tannins Mixture Mixture Mixture
The powder is amorphous and from yellowish white to light brown in color. It has a weak smell and the astringent taste of astringents. The powder is soluble in water, methanol and ethanol, insoluble in ether, chloroform and benzene.
The compositions according to the invention are suitable both for controlling mollusks and for controlling algae, the method according to the invention for controlling these organisms consisting in bringing the organisms to be controlled into contact with such a composition.
The use of the compositions according to the invention is explained in more detail in the following experiments.
Trial 1
Samples of the extracts obtained according to Example 1 are tested for molluscicidal activity against Bulinus truncatus and Biomphalaria pfeifferi using the WHO test method (1961) for evaluating new molluscicides.
In this test, 5 healthy snails of uniform size are placed in beakers with 500 ml of test solution at room temperature (20-25 "C). The exposure time is 24 hours, followed by a 24-hour recovery phase in ordinary water. Table II below shows the average values four test runs, based on the number of animals killed, stated:
Table II A) Bulinus truncatus;
B) Biomphalaria pfeiffer
Extract, test animal acetone alcohol. aqueous ppm extract extract extract 200 A - - 5
B - - 5
180 A - - 5
B - - 4
160 A - - 5
B - - 4
140 A 5 5 5
B 5 5 2
120 A 5 4 5
B 5 5 0
Table II (continued)
A) Bulinus truncatus; B) Biomphalaria pfeifferi
Extract, test animal acetone alcohol. aqueous ppm extract extract extract
100 A 5 2 3
B 5 5 0
80 A 5 1 0
B 5 3 0
60 A 4 0 0
B 4 1 0 - = not tested The petroleum ether extract and the benzene extract showed no effectiveness.
Trial 2
Powder produced by the process described in Example 2 (batch 4) is tested for effectiveness against Bulinus truncatus and Biomphalaria pfeifferi in various concentrations using the test method explained in Experiment 1. The results are shown in Table III:
Table III A) Bulinus truncatus; B) Biomphalaria pfeifferi concentration, ppm test animal number of animals killed 120 A 5
B 5 100 A 5
B 5
80 A 5
B 5
60 A 5
B 5
40 A 5
B 0
20 A 2
B 0
While using an aqueous extract requires 200 ppm for 100% killing of the snails (Tab. II), this effect is already achieved with 60 ppm when using the powder. Compared to the aqueous extract, the powder has a threefold increase in effectiveness compared to the molluscs.
Trial 3
A 2% strength aqueous solution is prepared from powder which has been prepared by the process described in Example 2 (batch 4) and left to stand for 5 days. The effectiveness of the solution is then tested in the manner described in Experiment 1. The results are shown in Table IV:
Table IV A) Bulinus truncatus; B) Biomphalaria pfeifferi concentration, ppm test animal number of animals killed 120 A 5
B 5 100 A 5
B 5
80 A 5
B 5
60 A 4
B 3
40 A 3
B 0
20 A 0
B 0
The data show that after 5 days, 80 ppm is sufficient to achieve 100% mortality.
The effectiveness of Acacia nilotica extracts against algae is tested in a system with 30 ponds, as shown in FIG. 1. The trough-shaped ponds have an excavation depth of 60 cm and are basically lined with a layer of polyethylene and covered with a 10 cm high layer of sludge. The surface diameter is 150 cm, the water volume is about 6 m3. The ponds are arranged in three rows, the ponds of the K series serve as controls, those of the I and II series, separated from the control series by a path, as test ponds.
The ponds of the K series are marked with the numbers 1-10. The same numbering also applies to the ponds in the rows I and II. To maintain a constant water level in the ponds, these are fed with water by means of a suitable supply system, as shown schematically in FIG.
Algae which can be effectively combated with extracts from Acacia nilotica include, for example, those of the genera Rivularia, Spirogyra, Oscillatoria, Pediastrum, Coelastrum, Spirulina, Chroococcus, Microcystis, Cyclotella, Euglena, Cosmarium and Closterium.
After formation of an algae population in the ponds, the ponds in rows I and II are loaded with the extract to be tested.
Trial 4
Aqueous Acacia nilotica extract, prepared according to the procedure described in Example 1, is added to the ponds of series I and II in various concentrations and the time to disappear, i. that is, the resolution of the algae population. The concentrations used and the results are shown in Table V:
Table V Pond added resolution of algae series no. Extract, ppm population, days, I 1 20 4
2 40 4
3 60 3
4 80 3
5 100 3
6 120 2
7 140 2
Table V (continued)
Pond clogged algae
Row number
Extract, ppm population, days,
8 160 2
9 180 2
10 200 2
II 2 20 4
3 40 4
4 60 3
5 80 3
6 100 3
7 120 2
8 140 2
9 160 2
10 180 2
1 200 2
Trial 5
The powder produced by the process described in Example 2 (batch 4) is added to the ponds of the series I and II in various concentrations and the time taken for the algal population to dissolve. The concentrations used and the results are shown in Table VI:
Table VI Pond added algae dissolution
Row number extract, ppm population, days, I 1 20 3
2 40 2
3 60 1
4 80 1
5 100 1
6 I20 1
7 140 1
8 160 1
9 180 1
10 200 1
II 2 20 3
3 40 2
4 60 1
5 80 1
6 100 1
7 120 1
8 140 1
Table VI (continued) Pond added algae dissolution
Row number
Extract, ppm population, days,
9 160 1
10 180 1
1 200 1
Trial 6
The powder produced by the process described in Example 2 (batch 4) is added to the ponds of the series I and II in various concentrations and the time taken for the algal population to dissolve. The concentrations used and the results are shown in Table VIL
Table VII Pond added resolution of the algae series no. Extract, ppm population, days, I 1 5 6
2 10 6
3 15 5
4 20 3
5 30 3
6 40 2
7 50 1
8 60 1
9 70 1
10 80 1 II 2 5 6
3 10 6
4 15 5
5 20 3
6 30 3
7 40 2
8 50 1
9 60 1
10 70 1
1 80 1
The results shown in Tables V to VII show that the treatment with aqueous pod extract kills the algae at a concentration of 120 ppm within two days.
During this period, the algae are discolored and decomposed until they are no longer perceptible. With the spray-dried powder, this result can be achieved with a concentration of 50 ppm within one day.