CN100431424C

CN100431424C - 一种茶皂素毒鱼剂的制备方法与用途

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Publication number: CN100431424C
Application number: CNB2006101352889A
Authority: CN
Inventors: 陈剑锋
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2026-12-06
Also published as: CN1961681A

Abstract

本发明提供一种茶皂素毒鱼剂的制备方法与用途，该制备方法为：以茶粕为原料，采用亲水性溶剂水溶液，于50～80℃条件下提取1～3次，每次提取时间为1～3小时，合并提取液，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、50～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度(60℃)的浓缩液，添加浓缩液重量0.8%的氯化钠和0.5%的氢氧化钙，制成液体剂型茶皂素毒鱼剂；还可进一步喷雾干燥成固体剂型毒鱼剂；所制茶皂素毒鱼剂具有高效清除虾蟹养殖中的野杂鱼的用途。本发明构思新颖，工艺简单，提取效率高，生产成本低，产品具有对人畜和虾蟹低毒、对环境友好等优点，有较大推广性。

Description

一种茶皂素毒鱼剂的制备方法与用途

技术领域

本发明涉及一种从植物中提取药用活性成分的清洁化学生产方法，更具体涉及一种从茶粕废弃物中提取天然茶皂素活性成分制备环境友好型茶皂素毒鱼剂的方法与用途。

背景技术

在水产养殖过程中，灭杀野杂鱼是一个必须经历的关键阶段，灭杀杂鱼时，常因养殖品种的不同、多发疾病的不同、以及药物来源的便利，而使用不同种类的毒鱼剂，如苗种池常使用通杀型的毒鱼剂，而虾蟹养殖塘中常使用选杀型的毒鱼剂。

野杂鱼的有效清除是困扰虾蟹水产养殖发展的一个严重障碍。当前虾蟹水产养殖中，如淡水养殖的河蟹、毛蟹、青虾、草虾、罗氏沼虾等，海水养殖的对虾、南美白对虾、螃蟹等，常有一些野杂鱼混在其中，野杂鱼会与虾蟹争夺饵料、蚕食虾蟹幼体、干扰虾蟹蜕壳生长。因此，养殖户须使用药物来选择性清除虾蟹养殖塘中的野杂鱼，最常见的是使用有机氯农药五氯酚钠。由于五氯酚钠对人畜高毒以及对环境的严重污染，2002年4月农业部193号令就已明确禁止使用。养殖户迫切希望有一种能替代五氯酚钠的药物，在有效清除虾蟹养殖塘中的野杂鱼的同时，能避免毒鱼剂对虾蟹造成毒害和减产。

茶皂素就具备这种选择性灭杀虾蟹养殖塘中的野杂鱼的功能。适量的茶皂素对虾蟹不但没有毒性，反而有利于虾蟹的蜕壳和增产。在自然环境中，茶皂素能被微生物降解，其毒鱼活性3～5天后完全消失，有望开发成一种理想的环境友好型水产养殖毒鱼剂。

茶皂素是从茶粕中提取的五环三萜皂苷类化合物，是一种天然的非离子型表面活性剂，具有一定的毒鱼、抗菌、抗病毒、杀虫、消炎、降血脂和抗生育等生物活性，被广泛应用于化工、医药、农药、水产和食品等行业。茶皂素对温血动物的安全摄入量为每天50～150mg/Kg体重，人畜口服时无毒。

油茶是我国重要的木本油料作物，多分布在福建、江西、湖南、贵州、广西、浙江、安徽、广东等省的丘陵地区，占全国木本食用油料面积的70％以上，栽培历史长达2000多年。目前，全国可年产茶粕废料50万吨，由于茶粕中含有5～7％的残油和6～10％的茶皂素，不能直接用作动物饲料或肥料。

由于茶皂素易溶于热水以及甲醇、乙醇、丙酮等亲水性溶剂中，因此，可采用热水、pH值2～12的无机盐酸性或碱性水溶液或甲醇、丙酮等亲水性溶剂进行提取。

发明内容

本发明的目的在于提供一种茶皂素毒鱼剂的制备方法及用途，该制备方法具有工艺简单、提取效率高，生产成本低的特点，该制备方法制备的茶皂素毒鱼剂具有选择性灭杀虾蟹水产养殖中野杂鱼的用途。

本发明一种茶皂素毒鱼剂的制备方法为：以茶粕为原料，采用5～15倍茶粕干重(W/W)的25～75％亲水性溶剂水溶液，于50～80℃条件下提取1～3次，每次提取时间为1～3小时，合并提取液，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、50～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度(60℃)的浓缩液，添加浓缩液重量0.8％的氯化钠和0.5％的氢氧化钙(W/W)，制成液体剂型茶皂素毒鱼剂。

本发明茶皂素毒鱼剂具有选择性灭杀虾蟹水产养殖中野杂鱼的用途。

本发明有如下显著优点：

1)较之已有的制备方法而言，本发明采用甲醇、丙酮等亲水性溶剂水溶液，提取茶粕中茶皂素药用活性成分，制成茶皂素毒鱼剂，其优点在于：甲醇、丙酮等亲水性溶剂的溶解性能好，对茶粕的穿透能力强，更容易渗透到茶粕内部组织结构中，大大提高了茶粕中茶皂素成分的溶出速率和提取效率。

2)优先选用甲醇或丙酮的优点是：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮或pH值2～12的无机盐酸性或碱性水溶液等亲水性溶剂的提取效果相当，但相对于其它亲水性溶剂而言，甲醇或丙酮的沸点更低、能耗更小，能显著降低产品的制备成本。

3)本发明提取茶粕中茶皂素成分制成毒鱼剂，具有现代生物农药产品的高效、低残留、对人畜和虾蟹低毒、对环境友好的优点，能替代对人畜高毒、对环境污染严重的有机磷农药和有机氯农药，能适应和满足现代水产养殖的用药需求，符合国家倡导的综合利用农林废弃物、推广循环经济技术、保障水产品和食品安全的产业政策。

具体实施方式

以茶粕为原料，采用5～15倍茶粕干重(W/W)的25～75％亲水性溶剂水溶液，于50～80℃条件下提取1～3次，每次提取时间为1～3小时，合并提取液，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、50～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度(60℃)的浓缩液，浓缩液重量0.8％的氯化钠和0.5％的氢氧化钙(W/W)，罐装成液体剂型的茶皂素毒鱼剂；也可以进一步添加药用糊精，使浓缩液达到13～16波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的茶皂素毒鱼剂。

喷雾干燥条件为：进料液浓度达13～16波美度(60℃)，PG-5型喷雾干燥机进口温度160～250℃，出口温度60～110℃，离心转头工作压力1.6～3.0kgf/cm²。

上述亲水性溶剂可以是甲醇、丙酮、乙醇、丙醇或异丙醇中的一种或几种混合溶剂，优先选用甲醇或丙酮，亲水性溶剂也可以是pH值2～12的无机盐酸性或碱性水溶液。

茶皂素含量采用香兰素-浓硫酸比色法测定。取已经稀释适当倍数的样品液1ml，加入0.5ml香兰素，再加2.5ml浓硫酸，反应10min后，于580nm波长下测定其吸光度值。以试剂为空白对照，以人参皂苷Re为标准对照。经测定，实验所用的福建产茶粕(含水量4.3％)中茶皂素含量为7.6～8.9％。

本发明制备方法的实施例陈述如下：

实施例1

将过16目筛的茶粕粉末2.3kg放入提取罐中，用10倍茶粕粉末干重(W/W)的50％的甲醇-丙酮(2∶1)水溶液，于70℃条件下回流提取3次，每次2小时，合并提取液，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、50～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度(60℃)的浓缩液，浓缩液重量0.8％的氯化钠和0.5％的氢氧化钙(W/W)，罐装成液体剂型的茶皂素毒鱼剂；也可以进一步添加药用糊精，使浓缩液达到13～16波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的茶皂素毒鱼剂。经测定，茶粕中茶皂素的提取率为93.2％，液体剂型毒鱼剂中茶皂素含量达72.0％。

实施例2

将过16目筛的茶粕粉末2.6kg放入提取罐中，用15倍茶粕粉末干重(W/W)的25％甲醇水溶液，于50℃条件下提取2次，每次3小时，合并提取液，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、50～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度(60℃)的浓缩液，浓缩液重量0.8％的氯化钠和0.5％的氢氧化钙(W/W)，罐装成液体剂型的茶皂素毒鱼剂；也可以进一步添加药用糊精，使浓缩液达到13～16波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的茶皂素毒鱼剂。经测定，茶粕中茶皂素的提取率为93.1％，液体剂型毒鱼剂中茶皂素含量达69.7％。

实施例3

将过16目筛的茶粕粉末3.1kg放入提取罐中，用5倍茶粕粉末干重(W/W)的75％甲醇水溶液，于80℃条件下回流提取1小时，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、50～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度(60℃)的浓缩液，浓缩液重量0.8％的氯化钠和0.5％的氢氧化钙(W/W)，罐装成液体剂型的茶皂素毒鱼剂；也可以进一步添加药用糊精，使浓缩液达到13～16波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的茶皂素毒鱼剂。经测定，茶粕中茶皂素的提取率为95.1％，液体剂型毒鱼剂中茶皂素含量达65.3％。

实施例4

将过16目筛的茶粕粉末3.0kg放入提取罐中，用5倍茶粕粉末干重(W/W)的75％乙醇水溶液，于80℃条件下提取1小时，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、50～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度(60℃)的浓缩液，浓缩液重量0.8％的氯化钠和0.5％的氢氧化钙(W/W)，罐装成液体剂型的茶皂素毒鱼剂；也可以进一步添加药用糊精，使浓缩液达到13～16波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的茶皂素毒鱼剂。经测定，茶粕中茶皂素的提取率为93.6％，液体剂型毒鱼剂中茶皂素含量达70.9％。

实施例5

将过16目筛的茶粕粉末3.3kg放入提取罐中，用8倍茶粕粉末干重(W/W)的45％甲醇-乙醇(3∶1)水溶液，于56℃条件下提取2次，每次2小时，合并提取液，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、50～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度(60℃)的浓缩液，浓缩液重量0.8％的氯化钠和0.5％的氢氧化钙(W/W)，罐装成液体剂型的茶皂素毒鱼剂；也可以进一步添加药用糊精，使浓缩液达到13～16波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的茶皂素毒鱼剂。经测定，茶粕中茶皂素的提取率为94.5％，液体剂型毒鱼剂中茶皂素含量达69.2％。

实施例6

将过16目筛的茶粕粉末2.6kg放入提取罐中，用15倍茶粕粉末干重(W/W)的48％乙醇水溶液，于50℃条件下提取3次，每次3小时，合并提取液，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、50～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度(60℃)的浓缩液，浓缩液重量0.8％的氯化钠和0.5％的氢氧化钙(W/W)，罐装成液体剂型的茶皂素毒鱼剂；也可以进一步添加药用糊精，使浓缩液达到13～16波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的茶皂素毒鱼剂。经测定，茶粕中茶皂素的提取率为92.8％，液体剂型毒鱼剂中茶皂素含量达67.0％。

实施例7

将过16目筛的茶粕粉末2.5kg放入提取罐中，用15倍茶粕粉末干重(W/W)的25％丙酮水溶液，于50℃条件下提取3次，每次3小时，合并提取液，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、50～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度(60℃)的浓缩液，浓缩液重量0.8％的氯化钠和0.5％的氢氧化钙(W/W)，罐装成液体剂型的茶皂素毒鱼剂；也可以进一步添加药用糊精，使浓缩液达到13～16波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的茶皂素毒鱼剂。经测定，茶粕中茶皂素的提取率为92.0％，液体剂型毒鱼剂中茶皂素含量达68.9％。

实施例8

将过16目筛的茶粕粉末3.2kg放入提取罐中，用5倍茶粕粉末干重(W/W)的75％丙酮水溶液，于80℃条件下回流提取2次，每次1小时，合并提取液，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、50～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度(60℃)的浓缩液，浓缩液重量0.8％的氯化钠和0.5％的氢氧化钙(W/W)，罐装成液体剂型的茶皂素毒鱼剂；也可以进一步添加药用糊精，使浓缩液达到13～16波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的茶皂素毒鱼剂。经测定，茶粕中茶皂素的提取率为91.6％，液体剂型毒鱼剂中茶皂素含量达64.3％。

实施例9

将过16目筛的茶粕粉末2.5kg放入提取罐中，用15倍茶粕粉末干重(W/W)的pH 9.2的氢氧化钠水溶液，于80℃条件下提取3次，每次2小时，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、65～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度(60℃)的浓缩液，浓缩液重量0.8％的氯化钠和0.5％的氢氧化钙(W/W)，罐装成液体剂型的茶皂素毒鱼剂；也可以进一步添加药用糊精，使浓缩液达到13～16波美度(60℃)，喷雾干燥成固体剂型的茶皂素毒鱼剂。经测定，茶粕中茶皂素的提取率为89.0％，液体剂型毒鱼剂中茶皂素含量达61.2％。

关于本发明茶皂素毒鱼剂用途的说明

对前述实施例1制备的茶皂素毒鱼剂进行药效学评价实验。

1.材料

鲫鱼6～8cm，草鱼5～7cm，麦穗鱼2～3cm，白刀鱼6～10cm，鲌鱼6～9cm，泥鳅15～20cm，河蟹25～40g，南美白对虾3～4cm，购自福建省福州市洪山桥头水产市场。养殖水箱(70cm×55cm×40cm)、茶皂素毒鱼剂(茶皂素含量72.0％)，福州大学自制产品。

2.方法

水箱养殖实验的水深30cm、水温25℃和pH值6.8，采用充气泵充气，实验鱼虾在已脱除氯气的自来水中曝气暂养2d，每个水箱分别放养鲫鱼、草鱼、鲤鱼、麦穗鱼、鲌鱼、白刀鱼、泥鳅、黄鳝、河蟹或南美白对虾各20只，毒鱼剂以不同的浓度进行投药，考察其对鱼虾蟹的毒性，采用回归法计算毒鱼剂的24h半数致死剂量。每个实验至少重复6次。

3.功能性评价结果

3.1茶皂素毒鱼剂对常见鱼类的急性毒性作用

在24h内，当投药浓度≤1.0mg/L时，毒鱼剂对各实验用鱼均不具有毒杀能力；随着投药浓度的增加，毒鱼剂对鱼类的毒杀能力逐渐上升，当浓度≥2.5mg/L时，在24h内就可以将鱼全部杀死。但在24h内存活的鱼类在后续的实验时间内不易死亡，在24h内，茶皂素毒鱼剂对常见鱼类的LD₅₀为1.60～1.75mg/L。

3.2茶皂素毒鱼剂对鱼类的鱼毒活性持续能力

实验水温改为28℃、投药浓度2.0mg/L、分别在每个投药后曝气处理0h、12h、24h、48h、72h和96h的水箱中均放养18尾草鱼，观察48h存活率，考察毒鱼剂对草鱼的鱼毒活性持续能力。结果可见，在0h和12h放养的18尾草鱼全部死亡，第24h放养的草鱼存活3尾，第48h以后放养的草鱼全部存活。说明茶皂素毒鱼剂的鱼毒活性在曝气环境中能较快降解，具有优良的环境友好特性，可用于水产养殖中清除敌害鱼类。

3.3茶皂素毒鱼剂对泥鳅的毒杀能力

泥鳅对毒鱼剂的耐受能力较强，当投药浓度≤2.0mg/L时，0～48h内泥鳅存活率为100％。不同浓度的毒鱼剂对泥鳅的毒杀能力呈现出良好的剂量-药效关系，随着投药浓度的增加，毒鱼剂对泥鳅的毒杀能力逐渐提高，当投药浓度≥4.5mg/L时，在24h内就可以将泥鳅全部杀死，其LD₅₀为3.0mg/L，高于常见的鱼类的LD₅₀。

3.4茶皂素毒鱼剂对南美白对虾和河蟹的毒杀能力

仅改变实验的水深为7.5cm，投药浓度分别为5、10、15、20、30、40、50mg/L，考察茶皂素毒鱼剂对南美白对虾和河蟹的毒杀能力。结果显示，在实验的投药浓度范围内，只有一个批次的南美白对虾在40mg/L时死亡2尾，其余批次的南美白对虾存活率均达100％；在每次50mg/L实验中，河蟹48h存活率仅达90％，其余批次中未见死亡。说明南美白对虾、河蟹对茶皂素有较高的耐受能力。

4结论

水箱养殖实验结果显示，茶皂素毒鱼剂对常见淡水鱼类具有较强的毒性，并呈现出良好的剂量-药效和时间-药效关系。在投药浓度2.5mg/L时，该制剂在24h内即可将实验用鱼全部杀死，LD₅₀为1.60～1.75mg/L，泥鳅的LD₅₀为3.0mg/L；在投药浓度达50mg/L时，南美白对虾48h存活率可达100％，河蟹48h存活率可达90％以上。研究结果表明，茶皂素毒鱼剂对常见鱼类具有显著的的毒杀能力，但对南美白对虾和河蟹却很安全，可进一步开发成一种高效、低残留、对人畜和虾蟹低毒、对环境友好的植物类毒鱼剂，用于虾蟹水产养殖中野杂鱼的有效清除。

以上实施例旨在进一步举例描述本发明，而不是以任何方式限制本发明。

本发明构思新颖，工艺简单，提取效率高，生产成本低，具有较大的推广性。

Claims

1.一种茶皂素毒鱼剂的制备方法，其特征在于：以茶粕为原料，采用5～15倍茶粕干重的25～75％亲水性溶剂水溶液，于50～80℃条件下提取1～3次，每次提取时间为1～3小时，合并提取液，过滤，滤液在-0.06～-0.095MPa、50～80℃条件下，经减压回收溶剂、真空浓缩成12～15波美度的浓缩液，所述波美度为60℃测得的波美度，添加浓缩液重量0.8％的氯化钠和0.5％的氢氧化钙，制成液体剂型的茶皂素毒鱼剂。

2.根据权利要求1所述的一种茶皂素毒鱼剂的制备方法，其特征在于：所述的液体剂型的茶皂素毒鱼剂进一步添加药用糊精，使浓缩液达到13～16波美度，所述波美度为60℃测得的波美度，喷雾干燥成固体剂型的茶皂素毒鱼剂。

3.根据权利要求2所述的一种茶皂素毒鱼剂的制备方法，其特征在于：所述的喷雾干燥条件为：进料液浓度达13～16波美度，所述波美度为60℃测得的波美度，PG-5型喷雾干燥机进口温度160～250℃，出口温度60～110℃，离心转头工作压力1.6～3.0kgf/cm²。

4.根据权利要求1所述的茶皂素毒鱼剂的制备方法，其特征在于：所述的亲水性溶剂是甲醇、丙酮、乙醇、丙醇或异丙醇中的一种或几种混合溶剂。

5.根据权利要求1所述的茶皂素毒鱼剂的制备方法，其特征在于：所述的亲水性溶剂是pH值2～12的无机盐酸性或碱性水溶液。

6.根据权利要求1所述的一种茶皂素毒鱼剂的制备方法，其特征在于：所述的茶粕来源于山茶科植物油茶的果实、茶籽、茶壳及其加工过程的茶饼废料中的一种或几种。