第一篇：植物性香料提取技術(shù)的研究進(jìn)展

植物性香料提取技術(shù)的研究進(jìn)展香料是一種能被嗅感嗅出氣味和被味感品出香味的物質(zhì)，是用以調(diào)制香精的原料。植物性天然香料也稱植物性精油(essential oil)，是由植物的花、葉、莖、根和果實(shí)，或者樹(shù)木的葉、木質(zhì)、樹(shù)皮和樹(shù)根中提取的易揮發(fā)芳香組分的混合物。

近年來(lái)，美國(guó)、El本、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)天然香料提取技術(shù)研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，對(duì)應(yīng)用研究也很活躍；而目前我國(guó)還大多集中在對(duì)天然香料提取方面的研究，并且缺乏對(duì)深加工技術(shù)與高附加值產(chǎn)品方案的研究。因此，全面了解植物性天然香料的提取技術(shù)，對(duì)我國(guó)香料香精行業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。發(fā)展歷史

香料的發(fā)展歷史悠久，從黃帝神農(nóng)氏時(shí)代人們采集樹(shù)皮、草根作為醫(yī)藥用品來(lái)驅(qū)疫避穢開(kāi)始，現(xiàn)已有5000多年的歷史。起初人們把這些有香味的物質(zhì)作為敬神拜福，清凈身心之用，也用于祭祀和喪葬方面，后逐漸用于飲食、裝飾和美容。大約在8～l0世紀(jì)，人們已經(jīng)知道用蒸餾法分離香料。1370年第一種用乙醇提取的香水一匈牙利水(Eaudela Reimed Hongafie)出現(xiàn)了，開(kāi)始只是從迷迭香中蒸餾制得，其后才逐漸從薰衣草等植物中制得。自1420年，在蒸餾中采用蛇形

冷凝器后，精油發(fā)展迅速，法國(guó)格拉斯(Grasse)因生產(chǎn)花油和香水，而成為世界著名的天然香料(特別是香花)的生產(chǎn)基地。此后各地逐步采用蒸餾提取精油，同時(shí)從柑桔樹(shù)的花、果實(shí)及葉中提取精油，這樣就從香料植物固體轉(zhuǎn)變成液體，提取了植物中的精油，這是劃時(shí)代的進(jìn)展。l8世紀(jì)后，由于有機(jī)化學(xué)的發(fā)展，人們?cè)趯?duì)天然香料的提取、成份分析等方面都取得了很大進(jìn)步。隨著天然香料應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，香料工業(yè)急劇發(fā)展，天然香料提取技術(shù)也得到不斷改進(jìn)ll J。提取技術(shù)

2．1 榨磨法

該方法主要用于提取柑桔類果實(shí)精油，如檸檬油、甜橙油、香檸檬油、紅橘油等。基本原理是采用冷磨或機(jī)械冷榨的方法將含芳香油較多的果皮中的芳香油分壓榨出來(lái)，并噴水使油和水混合流出，再經(jīng)高速離心機(jī)將精油分離出來(lái)。此法生產(chǎn)過(guò)程在常溫下進(jìn)行，確保了芳香油中萜烯類化合物不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使精油質(zhì)量提高、香氣逼真。該法傳統(tǒng)上主要采用整果壓榨法和果皮海綿吸收法，近代生產(chǎn)方法采用整果冷磨法和果皮壓榨法 J。榨磨過(guò)程主要包括循環(huán)噴淋水、過(guò)濾與沉降、離心分離、榨磨后果皮處理幾個(gè)工藝過(guò)程。

2．2 蒸餾技術(shù)

2．2．1 水蒸氣蒸餾

水蒸氣蒸餾是使水蒸氣連續(xù)地流過(guò)容器中樣品混合物來(lái)進(jìn)行蒸餾的方法。該法避免了精油長(zhǎng)時(shí)間在高溫下發(fā)生破壞分解、水解或聚合，使精油的質(zhì)量和提取率都得到了一定程度的提高。水蒸氣蒸餾法生產(chǎn)精油主要有水上蒸餾、水中蒸餾、直接蒸汽蒸餾(水氣蒸餾)三種方式。李玉媛 等分別采用水上蒸餾和水中蒸餾法多次提取云南擬單性木蘭鮮葉精油，取精油

平均得率進(jìn)行比較，研究表明，水上蒸餾較好，不僅精油得率高，香成分也較水中蒸餾法保留的好。羅曼 等采用隔層蒸餾代替水蒸氣蒸餾法提取山蒼籽油，不僅能夠提高精油的提取率，并且所獲香料油為無(wú)色透明，而靠蒸汽直接蒸餾的香料油茶褐色，即使經(jīng)精餾，其精油仍呈深黃色。周榮琪 對(duì)果皮、枝葉、花等各類芳香植物的提取進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，研究表明，蒸餾方式、加熱方式、蒸汽速度、操作壓力、操作溫度等因素對(duì)出油率均有影響。Boutekedjiret等 采用蒸餾的方法對(duì)迷迭香精油進(jìn)行提取，研究表明在各種蒸餾方式中以水蒸氣蒸餾操作最為簡(jiǎn)單，不但可降低香料成分餾出溫度，而且可防止分解或變質(zhì)，薄荷油、桉葉油、迷迭香油等均可采用此法提取。該法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，但采用此法處理得到的香精只含有揮發(fā)成分，而味覺(jué)成分未被提取出，因此在植物類香精油的提取中使用較多。但蒸餾技術(shù)存在著操作溫度較高、時(shí)間較長(zhǎng)、低沸點(diǎn)和水溶性組分缺失較大的缺點(diǎn)。

2．2．2 水?dāng)U散法

水?dāng)U散法提取芳香精油這一新型的提取技術(shù)產(chǎn)生于2O世紀(jì)9O年代中期，與常規(guī)蒸餾相比，其進(jìn)汽方式截然不同，水蒸氣是在低壓下自上而下的通過(guò)植物層，水?dāng)U散表示其中的一個(gè)過(guò)程(即滲透過(guò)程，指提取油從植物油腺中向外擴(kuò)散的過(guò)程)，在重力作用下，水蒸氣將油帶入冷凝器，蒸汽由上往下作快速補(bǔ)充。水?dāng)U散裝置具有易搬運(yùn)、操作簡(jiǎn)單、節(jié)約蒸氣、勞動(dòng)強(qiáng)度低、精油產(chǎn)量高、質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)此技術(shù)的研究及其應(yīng)用報(bào)道甚少，周榮琪[ 曾用公丁香對(duì)這項(xiàng)技術(shù)與水蒸餾做了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得到一些有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)，對(duì)比結(jié)果表明，水?dāng)U散技術(shù)不僅具有得油率高、蒸餾時(shí)間短、能耗低、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，而且油質(zhì)也較好。這是因?yàn)樗當(dāng)U散強(qiáng)化了蒸餾中的擴(kuò)散作用，抑制了蒸餾中的不利因素水解和熱解作用。

2．3 溶劑浸提法

溶劑浸提法是用水、酒精、石油醚以及其他有機(jī)溶劑對(duì)芳香原料(包括含精油的植物各部分、樹(shù)脂樹(shù)膠以及動(dòng)物的泌香物質(zhì)等)作選擇性的萃取，排除那些不重要的成分，有選擇地提取香味物質(zhì)。

溶劑萃取法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，且可通過(guò)選擇不同的萃取溶劑而有選擇地提取致香成分。如在蘋果香精的萃取中，異戊烷對(duì)低級(jí)醇類的回收率就高于其它萃取溶劑 ]。但從萃取液中有效地除去溶劑且盡量降低致香成分的損失是溶劑萃取法面臨的重要問(wèn)題。蒸餾一萃取裝置(SDE法)使萃取溶劑的用量大幅度減少，較好地解決了在去除溶劑的過(guò)程中失去致香成分的問(wèn)題。朱旗等¨叫用SDE法提取的茶葉香精油中的香氣總量、數(shù)量及回收率均優(yōu)于普通溶劑萃取法，特別是醇類和酯類，香氣成分尤為突出。與其他提取方法相比，浸提法不僅生產(chǎn)周期長(zhǎng)，而且溶劑用量大，設(shè)備較復(fù)雜，密封程度要求較高，溶劑損耗也增加了產(chǎn)品的成本，因此浸提生產(chǎn)多用于較貴的品種(如茉莉、藏紅花等)。

2．4 超臨界CO：萃取

超臨界CO：萃取技術(shù)與一般傳統(tǒng)分離方法相比較，具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。CO：臨界溫度3

1．4℃，臨界壓力7．28MPa。這樣的性質(zhì)使得超臨界CO：萃取特別適用于天然植物中脂溶性揮發(fā)油、浸膏、樹(shù)脂和熱敏性產(chǎn)品的萃取。由于其近常溫的操作溫度，可幾乎保留全部天然香氣本香成分物質(zhì)，故產(chǎn)品香氣天然感好、香氣純正、色澤淺、無(wú)溶劑殘留，產(chǎn)品質(zhì)量高。

另外提取過(guò)程簡(jiǎn)單，故分離過(guò)程中損失少，收率高，該法在天然植物有效成分的提取中具有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用前景。

符史良等⋯用超臨界cO：萃取香草蘭香料，研究了壓力、溫度、時(shí)間等因素對(duì)香料萃取率的影響，確定了從香草蘭豆莢萃取香料的最佳工藝條件，并用高效液相色譜(HPLC)測(cè)定香料中香蘭素的含量。

Luiz等¨ 以SCF—CO，為溶劑，在23～50℃、8．5～12MPa的條件下對(duì)檸檬香草精油的超臨界萃取進(jìn)行了研究，綜合考慮萃取率、萃取速率和產(chǎn)品的質(zhì)量，找到了最佳的操作條件：P= 12MPa，t=40oC。所提取的產(chǎn)品充分保留了檸檬香草中的活性成分和其特有的香味。周江等 以超臨界c0：為溶劑，采用SFE對(duì)香草蘭中香蘭素的提取進(jìn)行了研究，得到的最佳萃取條件為55oC，39MPa，產(chǎn)品的提取率可達(dá)97．2％，所提取的香蘭素充分保留了香草蘭的營(yíng)養(yǎng)成分和活性成分，并具有香草蘭獨(dú)特的香氣。Reis—Vasco等¨ 采用一萃兩分的工藝流程，對(duì)薄荷精油的超臨界CO：萃取進(jìn)行了研究，其選用的最佳工藝條件為：萃取P=10MPa、t=50~C；一級(jí)分離P =8MPa，溫度t =一16℃，除去其中的臘質(zhì)成分；二級(jí)分離P：=1．8MPa，溫度t：=0~C，所得到的精油品質(zhì)純正，香氣濃郁。研究者還嘗試將超臨界技術(shù)與其他分離技術(shù)相耦合。如Chang等‘1 在提取分離綠茶精油時(shí)，將SFE技術(shù)與吸附分離技術(shù)相耦合，收到了提高分離效率之功效。

2．5 超聲波萃取

超聲提取的機(jī)制包括機(jī)械機(jī)制、熱學(xué)機(jī)制及空化機(jī)制_1。超聲萃取的空化作用是：存在于萃取液中的微氣泡(空化核)在聲場(chǎng)作用下振動(dòng)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡迅速增長(zhǎng)，然后突然閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生激波，在波面處造成很大壓強(qiáng)梯度，因而產(chǎn)生局部高溫高壓，溫度可達(dá)5000K以上，壓力可達(dá)上千個(gè)大氣壓，將植物細(xì)胞壁打破，香料得以浸出，從而提高萃取率。所以選擇合理的聲學(xué)參數(shù)，使萃取液達(dá)到最大空化狀態(tài)，才能獲得良好的萃取效果。楊海燕等 在自制的超聲萃取試驗(yàn)裝置上進(jìn)行了超聲萃取寬葉纈草中香料的試驗(yàn)研究。正交

試驗(yàn)顯示，影響萃取吸光度值的主次因素為：萃取溫度、萃取濃度、萃取時(shí)間。較優(yōu)水平為萃取濃度10g／50mL、溫度為45℃、時(shí)間2h。進(jìn)行超聲和不加超聲對(duì)比試驗(yàn)表明，加超聲比不加超聲提高吸光度值12％～40％。文獻(xiàn)_1 報(bào)道了一種

新型超聲反應(yīng)器，并將其應(yīng)用于天然香料的提取T業(yè)中。此技術(shù)主要是利用超聲波破碎細(xì)胞(空化作用)和強(qiáng)化傳質(zhì)(機(jī)械作用)，在天然植物的浸取過(guò)程中，粉碎植物細(xì)胞，釋放出其內(nèi)容物，以達(dá)到從中提取有效成分的目的，并起到提高傳質(zhì)速率、縮短浸取時(shí)間、提高有效成分得率的作用。

2．6 微波輻射誘導(dǎo)萃取技術(shù)

微波輻照誘導(dǎo)萃取法基本原理是促使香料植物組織的維管束和腺胞系統(tǒng)的細(xì)胞破裂，活性物質(zhì)沿破裂的細(xì)胞自由流出，被萃取劑捕獲并溶解其中的一個(gè)過(guò)程¨。微波萃取的方法一般分為常壓法、高壓法、連續(xù)流動(dòng)法。與傳統(tǒng)提取方法相比，新方法的特點(diǎn)是快速、節(jié)能、節(jié)省溶劑、污染小而且有利于萃取熱不穩(wěn)定的物質(zhì)，可以避免長(zhǎng)時(shí)間高溫引起的物質(zhì)的分解，特別適合于熱敏性組分或從天然物質(zhì)中提取有效成分 J。：另外，微波萃取的傳熱與傳質(zhì)方

向一致，因而加熱均勻，萃取效率高。國(guó)外已有很多學(xué)者利用微波萃取香料，加拿大環(huán)境署Pare于1994年申請(qǐng)了美國(guó)專利，他們對(duì)薄荷、洋蔥中的揮發(fā)油進(jìn)行了提取。將剪碎的薄荷葉放入盛有正己烷的玻璃燒杯中，經(jīng)微波短時(shí)間處理后，薄荷油釋放到正己烷中，與傳統(tǒng)的乙醇浸提相比，微波處理得到的薄荷油幾乎不含葉綠素和薄荷酮。20s的微波誘導(dǎo)提取與2h的水蒸汽蒸餾、6h的索氏提取相當(dāng)，且提取產(chǎn)物的質(zhì)量?jī)?yōu)于傳統(tǒng)方法。

1991年Jean等 在對(duì)熏衣草油進(jìn)行微波提取時(shí)就獲得了比水?dāng)U散技術(shù)多2．5％的乙酸芳樟酯和9．1％的芳樟醇。該方法與常規(guī)蒸餾法和萃取法相比，所得產(chǎn)品品質(zhì)好、色澤淺、質(zhì)地醇，而且微波輻射誘導(dǎo)萃取具有高效率、高選擇性、不會(huì)破壞天然熱敏性物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。

另有Chen等 以正己烷：乙醇提取迷迭香及薄荷葉中的揮發(fā)油為研究體系，系統(tǒng)研究了微波場(chǎng)中的溫度分布，考察了物料量、微波功率、照射時(shí)間等對(duì)微波提取的影響，并研究了微波提取揮發(fā)油的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。微波萃取法具有雖然具有良好的再現(xiàn)性，但此技術(shù)應(yīng)用于天然香料的提取，鑒于基體物質(zhì)和萃取體系的復(fù)雜性，其萃取機(jī)理還需進(jìn)一步研究。

2．7 吸附法

吸附生產(chǎn)天然香料基本上有兩種形式，即非揮發(fā)性溶劑吸收法和固體吸附劑吸收法。與其他方法相比，吸收法加工過(guò)程溫度低、芳香成分不易破壞，產(chǎn)品香氣最佳。鮮花或食品所揮發(fā)的香氣或香氣成分宜采用吸收法進(jìn)行捕集。但其存在手工操作多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低等問(wèn)題。非揮發(fā)性溶劑吸收法根據(jù)吸收時(shí)的溫度不同可分為溫浸法和冷吸收法兩種。溫浸法所用非揮發(fā)性溶劑為精制的動(dòng)物油脂、橄欖油、麻油等。冷吸收法所用非揮發(fā)性溶劑為精制的豬油和牛油。在冷吸收法摘除的殘花中，仍含有一些芳香成分，可用揮發(fā)性溶劑浸提法提取制取浸膏。固體吸附劑吸收法是利用吸附香氣成分的吸附劑提取低沸點(diǎn)的香氣成分，其特點(diǎn)在于能富集、提取沸點(diǎn)低的香氣成分，且不會(huì)破壞香氣的組分和性質(zhì)。但高沸點(diǎn)的組分較少，因此精油收率一般較低。多孑L吸附樹(shù)脂對(duì)極性較小的有機(jī)分子的有強(qiáng)吸附作用，因而主要用于頭香制備。

2．8 微膠囊雙水相萃取技術(shù)

雙水相萃取分離技術(shù)是近年來(lái)溶劑萃取技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的一種新的分離技術(shù)。雙水相能有效分離細(xì)胞勻漿中的極微小碎片，提取醛、酮、醇等弱極性至無(wú)極性香味成分，提取過(guò)程不需加熱和相變，分相時(shí)間短，能耗低。但目前只限于生物物質(zhì)、中草藥有效成分的分離方面。

劉品華_2 提出的微膠囊雙水相法，把微膠囊技術(shù)和雙水相萃取技術(shù)相結(jié)合，用于提取植物精油、能避免提取過(guò)程中的高溫、氧化、聚合等情況發(fā)生，有效地保護(hù)了精油的天然組分，通過(guò)調(diào)整精油和鹽的用量改變分配比，可控制囊化萃取物中精油的各種成分比，以達(dá)到有目的、最有效的、最佳分配比的囊化萃取。此技術(shù)應(yīng)用前景較好。

2．9 酶提取技術(shù)

梅長(zhǎng)松等 用纖維素酶(CE)法提取松針中的天然香料，確定了酶法提取松針葉中有效成分的最佳工藝條件。與普通的水提取法相比，酶法具有提取條件溫和，提取率高等優(yōu)點(diǎn)，提取率可以提高40％以上。存在的問(wèn)題與展望

近年來(lái)，隨著氣相色譜、高效液相色譜、質(zhì)譜、核磁共振譜、紅外分光光度法和紫外分光光度法在有機(jī)分子結(jié)構(gòu)分析中的廣泛應(yīng)用，人們加快了對(duì)天然香料的提取和食品成分的研究進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了一批很有價(jià)值的新型香料化合物，香料工業(yè)也取得了很大進(jìn)步。在對(duì)天然香料提取的研究過(guò)程中，超臨界萃取技術(shù)、超聲波技術(shù)、微波技術(shù)等在香料工業(yè)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，這些新技術(shù)的應(yīng)用，給古老的香料工業(yè)注入了新的生機(jī)和活力。但是由于發(fā)展不成熟，雖然這些新技術(shù)都具有可行性，各具特點(diǎn)，但也還存在著許多問(wèn)題，例如超聲波萃取技術(shù)中對(duì)合理的聲學(xué)參數(shù)選擇的研究、微波提取天然香料的萃取機(jī)理的研究等都有待有待進(jìn)一步開(kāi)展。同時(shí)，在選擇提取方法時(shí)，注意對(duì)我們現(xiàn)階段掌握的各項(xiàng)提取技術(shù)進(jìn)

行綜合的利用，將會(huì)是香料工業(yè)未來(lái)發(fā)展的一個(gè)突破，也是未來(lái)香料提取技術(shù)的一個(gè)發(fā)展研究方向，如超臨界CO 萃取與分離技術(shù)中的分子蒸餾聯(lián)用技術(shù)，超臨界CO 萃取與吸附分離技術(shù)相耦合等都能有效提高提取效率，將新的提取方法結(jié)合新的分析技術(shù)，也將有助于香料提取工業(yè)的發(fā)展。另外，對(duì)新的提取技術(shù)要加強(qiáng)推廣應(yīng)用，例如應(yīng)用超(亞)臨界CO：萃取法提取精油的研究已取得初步成果，但仍局限于食品工業(yè)方面，今后應(yīng)加強(qiáng)在提取領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)發(fā)；微膠囊雙水相萃取技術(shù)目前也只限于生物物質(zhì)、中草藥有效成分的分離方面，但其在提取植物精油方面具有良好的應(yīng)用前景，應(yīng)加強(qiáng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

第二篇：黃秋葵功能成分提取技術(shù)的研究進(jìn)展論文

摘 要：黃秋葵是一種富含蛋白質(zhì)，維生素，黃酮及碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)與功能成分的綠色新型保健蔬菜，具有極高的食用和藥用價(jià)值。本文綜述了黃秋葵功能成分物質(zhì)的提取方法與技術(shù)，為其綜合開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：黃秋葵;功能成分;提取;研究進(jìn)展

黃秋葵(Abelmoschus esculentus)，俗名羊角豆、咖啡秋葵、毛茄、補(bǔ)腎果等，為錦葵科、秋葵屬一年生草本植物，性喜溫暖，原產(chǎn)于非洲，素有蔬菜王之稱，其嫩莢富含果膠及多糖組成的粘性物質(zhì)，其莖、葉、芽、花、種子富含蛋白質(zhì)、維生素及礦物鹽等活性成分物質(zhì)，具有極高的營(yíng)養(yǎng)食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且還能作為一種園林綠化觀賞植物，因此，近幾年在國(guó)內(nèi)越來(lái)越受歡迎[1]。

由于黃秋葵功能活性成分具有極大的應(yīng)用價(jià)值，筆者就提取其多糖、果膠和黃酮等功能成分的方法與技術(shù)進(jìn)行綜述，旨在為黃秋葵功能性成分的開(kāi)發(fā)與利用奠定基礎(chǔ)。黃秋葵功能成分作用

黃秋葵多糖可作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、增稠劑、懸浮劑和澄清助劑，具有增強(qiáng)體質(zhì)和抗疲勞等保健作用[2]。其果膠能促進(jìn)機(jī)體內(nèi)有機(jī)物的排泄，減少體內(nèi)毒素，還能降低體內(nèi)的膽固醇含量;果膠和多糖等組成的粘性物質(zhì)，對(duì)人體具有促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)、防止便秘等保健作用，適當(dāng)多食可增強(qiáng)性功能，還可以增強(qiáng)人體的耐力;另外黃秋葵低脂、低糖，可以作為減肥食品[3-4]。由于其含鋅和硒等微量元素，可增強(qiáng)人體防癌抗癌能力;且含有較多維生素A能有效保護(hù)視網(wǎng)膜，確保良好的視力，能防止白內(nèi)障的產(chǎn)生。黃秋葵中富含維生素C，可預(yù)防心血管疾病，能提高機(jī)體免疫力，而且維生素C和可溶性纖維(果膠)結(jié)合，有利于皮膚的保健，可以代替一些化學(xué)護(hù)膚用品[5-7]。植物多酚具有抗氧化、抑制酶活性、抗致突變、抑菌、消炎和降血壓等多種生物活性[8]。生物類黃酮是一種具有較強(qiáng)清除自由基和抗氧化能力的物質(zhì)，其抗氧化作用甚至比維生素C、維生素E還要高，還具有降脂、抗心血管疾病、抗骨質(zhì)疏松和防癌抗癌等作用，可在醫(yī)藥、化妝品、食品方面廣泛應(yīng)用[9]。黃秋葵功能成分提取方法與技術(shù)

2.1 多糖的提取

2.1.1 超聲波輔助法

超聲的機(jī)械化學(xué)作用可破壞細(xì)胞壁，加強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)的傳質(zhì)作用，從而提高植物中有機(jī)化合物的提取速率，同時(shí)超聲波產(chǎn)生的“空化”作用可極大提高有效成分提取率。黃誠(chéng)等采用超聲波輔助提取黃秋葵多糖[3]，得出最佳料液比、時(shí)間、提取液pH值、和溫度分別為1∶50、20 min、9和70℃，并在該條件下黃秋葵多糖的得率達(dá)6.8%。劉怡彤等利用同一方法提取黃秋葵多糖[10]，得到最佳超聲時(shí)間為90 min，超聲溫度為45℃，料液比為1∶45，超聲功率為84 W，并在此條件下多糖的含量可達(dá)2.671 mg/g。

2.1.2 微波輔助法

微波輻射加熱導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì)產(chǎn)生大量的熱，液態(tài)水汽化，產(chǎn)生的壓力將細(xì)胞膜和細(xì)胞壁沖破，進(jìn)而導(dǎo)致胞外溶劑進(jìn)入胞內(nèi)溶解并釋放胞內(nèi)多糖等物質(zhì)，較大程度提高了多糖等物質(zhì)的萃取效率。高愿軍等以蒸餾水作為提取劑[11]，采用微波輔助法提取黃秋葵多糖，在微波功率為650 W，料液比為1∶25(g/mL)，浸提溫度90℃條件下提取5 min，多糖含量可達(dá)2.64%。該方法顯著縮短了提取時(shí)間。

2.1.3 纖維素酶法

酶法是利用酶反應(yīng)將原料組織分解加速有效成分的釋放和提取。高愿軍等采用纖維素酶法浸提黃秋葵多糖[11]，不僅高效、易操作而且對(duì)環(huán)境友好，最佳工藝條件為：酶解溫度45℃，酶解pH4.8，加酶量2%，料液比1∶35(g/mL)，在此條件下得到多糖提取率為6.32%。

2.1.4 水提醇沉法

任丹丹等采用水提醇沉法提取黃秋葵粗多糖[12]，經(jīng)此提取方法得到黃秋葵粗多糖的產(chǎn)率約為0.40%。水提取的缺點(diǎn)是耗時(shí)長(zhǎng)且效率低。

2.2 果膠的提取方法

2.2.1 酸解鹽析法

黃誠(chéng)等采用酸解鹽析法[13]，以黃秋葵去籽干果為原料提取果膠，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得出最佳工藝條件是pH=4，料液比為1∶10，溫度70℃，酸解時(shí)間110 min，無(wú)機(jī)酸類型為硫酸，在此條件下黃秋葵果膠的得率能達(dá)到29.10%。

2.2.2 微波輔助酸提醇沉法

李加興等運(yùn)用微波輔助酸提醇沉工藝[14]，以黃秋葵干果為原料提取果膠，通過(guò)響應(yīng)面分析法優(yōu)化工藝參數(shù)得到最適宜的微波功率為590 W，pH為2.9，浸提溫度為74℃，在該工藝條件下浸提30 min可得果膠提取率為24.81%，與傳統(tǒng)直接加熱法相比大大縮短了浸提時(shí)間并提高了提取效率。

2.2.3 酸解醇沉法

劉曉霞等以黃秋葵花粉末為原料[15]，采用酸解乙醇沉淀的方法提取黃秋葵花果膠，并通過(guò)響應(yīng)面分析法對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳料液比為1∶30，提取溫度為90℃，鹽酸溶液的pH=1.60和提取時(shí)間為2.76h，在此條件下提取果膠的平均得率達(dá)32.46%。酸解醇沉法雖然提取率高，但提取溫度也高，且耗時(shí)長(zhǎng)，安全性低，酸提取易破壞果膠多糖的空間結(jié)構(gòu)及活性

第三篇：淺析中藥有效成分現(xiàn)代提取技術(shù)研究進(jìn)展的論文

中藥有效成分是其發(fā)揮治療功效的物質(zhì)基礎(chǔ)，成分及作用機(jī)理相對(duì)清晰是中藥走向國(guó)際化的瓶頸。因此，篩選以及優(yōu)化中藥有效成分的提取工藝十分重要。本文對(duì)近5 年的中藥有效成分提取方法及特點(diǎn)作一全面概述。超臨界流體萃取法

程艷芹等應(yīng)用水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2萃取法提取復(fù)方苦黃方中的揮發(fā)性成分，采用GC-MS法分析比較兩種提取方法得出，SFE-CO2萃取法對(duì)復(fù)方苦黃方中蛇床子素、人參醇及蒼術(shù)醇等有效成分的提取具有更高的選擇性。朱德艷等采用正交試驗(yàn)法對(duì)CO2超臨界提取葛渣中葛根素的工藝進(jìn)行了考察，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在最佳工藝條件下，應(yīng)用CO2超臨界方法得到葛根素的萃取率為82.5%。此方法具有分離效果好、萃取率較高并且無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，但是成本較高的問(wèn)題仍有待解決。超聲波提取法

尤靜等分別采用超聲法和酶法結(jié)合半仿生法提取野菊花中的有效成分總黃酮，應(yīng)用分光光度法測(cè)定總黃酮含量得出較高的提取率。張芝維等應(yīng)用超聲輔助技術(shù)提取出蕨菜多糖的提取率為1.72%，該方法與其他提取方法相比有提取成本低，工藝簡(jiǎn)單，易于操作等優(yōu)點(diǎn)。微波萃取法

徐春明等采用微波輔助乙醇-硫酸銨雙水相體系提取苦蕎麥粉中的黃酮類化合物，以響應(yīng)面法優(yōu)化后的條件提取得到的黃酮類化合物占苦蕎麥粉的1.38%。徐瀾等應(yīng)用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)微波輔助萃取穿山龍中薯蕷皂苷元的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，以料液比1w25 為最佳條件得到0.766%的有效成分薯蕷皂苷元，此法具有時(shí)間短，取率高，穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。半仿生提取法

半仿生提取法是模仿人體胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)吸收環(huán)境對(duì)有效成分進(jìn)行分離的一種新型提取方法。賴紅芳等應(yīng)用半仿生法提取雞骨草中有效成分總?cè)扑幔?jīng)UV 測(cè)定總?cè)扑岷窟_(dá)0.123%，高于傳統(tǒng)水提法，并且綠色無(wú)污染。此方法常與其他提取方法結(jié)合使用以達(dá)到提高有效成分利用率。薛璇璣等分別采用酶解法、半仿生法及半仿生酶法對(duì)拐棗七中總生物堿進(jìn)行提取，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，半仿生酶法提取的總生物堿含量最高，具有高效環(huán)保的特點(diǎn)。藍(lán)峻峰等以超聲波法輔助半仿生法提取地桃花多糖的提取率為12.86%，加樣回收率高達(dá)95.3%，兩種方法相結(jié)合提取多糖具有提取率高，提取成本低等優(yōu)勢(shì)。酶提取法

劉炳福等采用正交試驗(yàn)優(yōu)化當(dāng)歸有效成分的酶解提取工藝，應(yīng)用HPLC 法測(cè)定有效成分阿魏酸、多糖的含量，結(jié)果顯示，酶解法對(duì)當(dāng)歸有效成分的提取較傳統(tǒng)水提法提取率高，藥材成本消耗低。周曄等采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化金櫻子多糖的酶提取工藝，在最優(yōu)條件下金櫻子多糖的提取率為14.49%，并且與理論萃取率接近。鄭鈞予等采用復(fù)合酶酶解提取黑木耳多糖的提取率為4.353%。此工藝耗能低，效率高，是多糖類的有效提取方法。破碎提取法

該方法大多利用閃式提取器使中藥材在溶劑中破碎而得到有效成分。王玥等采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化提取黃芩中黃芩苷的閃式提取工藝，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用閃式提取器提取黃芩苷與傳統(tǒng)提取工藝相比具有提取率高，操作便捷，節(jié)能經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)。楊炳川等應(yīng)用閃式提取法提取馬尾松松針中有效成分總黃酮，與乙醇回流法等相比，該法提取時(shí)間短，溶劑消耗少，并且環(huán)保。大孔樹(shù)脂吸附法

郭小藤等用大孔樹(shù)脂分離得到40% 乙醇洗脫部位，該有效部位對(duì)人肝癌細(xì)胞BEL-7402 的增值有一定的抑制作用。王鍵等采用大孔樹(shù)脂分離純化桔梗中總皂苷得到較高含量。該方法具有分離效果好，操作簡(jiǎn)單，成本低及穩(wěn)定性好的特性。超微粉碎法

任桂林等對(duì)低溫超微粉碎地龍工藝進(jìn)行了考察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)用低溫粉碎過(guò)的地龍其有效成分無(wú)變化，并且不易聚集。黃芩經(jīng)氣流超微粉碎技術(shù)粉碎后，提取出的黃芩有效成分具有溶出速度大、生物利用度高等特點(diǎn)。因此該方法主要應(yīng)用于名貴藥材的微粉化。動(dòng)態(tài)逆流提取法

該分離方法具有高產(chǎn)率、有效成分含量高的優(yōu)勢(shì)。張雄志采用動(dòng)態(tài)逆流技術(shù)提取龍牡壯骨顆粒中有效成分黃芪甲苷，提高了水的利用率，降低了實(shí)際藥材消耗量，使有效成分的轉(zhuǎn)移率高達(dá)87% 以上。羅喜榮等采用罐組式動(dòng)態(tài)逆流法提取有效成分當(dāng)歸油的得率為3.43%，與傳統(tǒng)提取工藝相比，該法提取的有效成分含量更多，提取率更高，并且提取溶劑消耗少，工藝操作簡(jiǎn)單可應(yīng)用于工業(yè)化大生產(chǎn)。膜提取分離法

顏繼忠等應(yīng)用膜分離技術(shù)結(jié)合樹(shù)脂法富集純化桑葉中有效成分，得到收率較高的1-脫氧野尻霉素。張濤等分別采用膜分離技術(shù)和水提醇沉法純化雙黃連口服液并測(cè)定其有效成分含量，與水提醇沉法相比，膜分離法處理得到的有效成分黃芩等質(zhì)量穩(wěn)定性更好。分子印跡技術(shù)

該方法具有預(yù)定、識(shí)別和實(shí)用的特性。劉慶山等分別采用沉淀聚集法和表面分子印跡法制備分子印跡聚合物，通過(guò)比較得出表面分子印跡法制備的人參皂苷Rg1 分子印跡聚合物的吸附性更高，選擇性更好。衣麗娜等利用分子印跡技術(shù)定向分離有效成分胡黃連苷Ⅱ，得到的有效成分具有很好的靶向吸附性，此方法與傳統(tǒng)工藝相比操作簡(jiǎn)單，無(wú)污染，有機(jī)溶劑的消耗較少。分子蒸餾法

史晉輝等采用刮膜式分子蒸餾法分離深海魚(yú)油中的脂肪酸成分，得到質(zhì)量好、收率高的脂肪酸，并且產(chǎn)物無(wú)雜質(zhì)、安全環(huán)保。吳永平等采用超臨界CO2萃取技術(shù)和分子蒸餾法聯(lián)用提取分離澤瀉中的有效成分，得到良好的效果。由于此方法提取的有效成分較純，并且高效無(wú)污染，因此主要應(yīng)用于揮發(fā)油、甾醇類成分的提取。高速逆流色譜提取技術(shù)

李忠琴等利用高速逆流色譜技術(shù)從100 mg訶子醇中分離得到?jīng)]食子酸8.6 mg，本方法可一次得到純度高達(dá)96.4%的沒(méi)食子酸，并且簡(jiǎn)單高效，操作時(shí)間短。李文娟等采用高速逆流色譜法從黃芩中分離得到高純度的漢黃芩素，此方法分離效率高，應(yīng)用范圍廣，重現(xiàn)性好，將有很好的應(yīng)用前景。本文對(duì)近年來(lái)13 種常用的提取工藝進(jìn)行了闡述，每種提取方法都有各自的優(yōu)劣之處，與浸漬法、蒸煮法等傳統(tǒng)提取方法相比，現(xiàn)代提取方法具有提取率高、有效成分損失少、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，但是有些提取方法還不完善，不適于大工業(yè)生產(chǎn)。

第四篇：酵母雙雜交技術(shù)研究進(jìn)展

酵母雙雜交技術(shù)研究進(jìn)展

提 要 酵母雙雜交技術(shù)是一種有效的真核活細(xì)胞內(nèi)研究方法，在蛋白質(zhì)相互作用的研究方面得到了廣泛的應(yīng)用并取得了許多有價(jià)值的重要發(fā)現(xiàn)。作為一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它自建立以來(lái)經(jīng)過(guò)了不斷的改進(jìn)與完善，不僅進(jìn)一步提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性與精確性，而且在此基礎(chǔ)上又發(fā)展了反向雙雜交，三雜交及核外雙雜交等多項(xiàng)技術(shù)。這些都將對(duì)功能基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的研究起到促進(jìn)作用。

0 引言

隨著分子生物學(xué)研究尤其是人類基因組計(jì)劃的迅速發(fā)展，大量關(guān)于基因結(jié)構(gòu)的信息不斷涌現(xiàn)，對(duì)這些信息進(jìn)行系統(tǒng)研究以了解新基因功能的要求也日益迫切。這不僅需要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生物信息學(xué)的分析和預(yù)測(cè)，而且必須結(jié)合生物學(xué)實(shí)驗(yàn)獲取證據(jù)。為適應(yīng)同時(shí)對(duì)多個(gè)基因或蛋白進(jìn)行研究的發(fā)展趨勢(shì)，已出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如DNA微陣列技術(shù)（DNA micoarry）,基因表達(dá)的系列分析（SAGE）,肽質(zhì)譜分析法，蛋白雙向膠電泳技術(shù)及酵母雙雜交技術(shù)（Yeast Two-Hybrid System）等。其中酵母雙雜交技術(shù)以其簡(jiǎn)便，靈敏，高效以及能反映不同蛋白質(zhì)之間在活細(xì)胞內(nèi)的相互作用等特點(diǎn)在基因功能的研究中得到了廣泛的應(yīng)用。酵母雙雜交技術(shù)的基本原理

1989年，Song和Field建立了第一個(gè)基于酵母的細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)蛋白間相互作用的遺傳系統(tǒng)〔1〕。很多真核生物的位點(diǎn)特異轉(zhuǎn)錄激活因子通常具有兩個(gè)可分割開(kāi)的結(jié)構(gòu)域，即DNA特異結(jié)合域（DNA-binding domain，BD）與轉(zhuǎn)錄激活域（Transcriptional activation domain，AD）。這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域各具功能，互不影響。但一個(gè)完整的激活特定基因表達(dá)的激活因子必須同時(shí)含有這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域,否則無(wú)法完成激活功能。不同來(lái)源激活因子的BD區(qū)與AD結(jié)合后則特異地激活被BD結(jié)合的基因表達(dá)。基于這個(gè)原理，可將兩個(gè)待測(cè)蛋白分別與這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域建成融合蛋白，并共表達(dá)于同一個(gè)酵母細(xì)胞內(nèi)。如果兩個(gè)待測(cè)蛋白間能發(fā)生相互作用，就會(huì)通過(guò)待測(cè)蛋白的橋梁作用使AD與BD形成一個(gè)完整的轉(zhuǎn)錄激活因子并激活相應(yīng)的報(bào)告基因表達(dá)。通過(guò)對(duì)報(bào)告基因表型的測(cè)定可以很容易地知道待測(cè)蛋白分子間是否發(fā)生了相互作用。

酵母雙雜交系統(tǒng)由三個(gè)部分組成：(1)與BD融合的蛋白表達(dá)載體，被表達(dá)的蛋白稱誘餌蛋白(bait)。(2)與AD融合的蛋白表達(dá)載體，被其表達(dá)的蛋白稱靶蛋白(prey)。(3)帶有一個(gè)或多個(gè)報(bào)告基因的宿主菌株。常用的報(bào)告基因有HIS3，URA3，LacZ和ADE2等。而菌株則具有相應(yīng)的缺陷型。雙雜交質(zhì)粒上分別帶有不同的抗性基因和營(yíng)養(yǎng)標(biāo)記基因。這些有利于實(shí)驗(yàn)后期雜交質(zhì)粒的鑒定與分離。根據(jù)目前通用的系統(tǒng)中BD來(lái)源的不同主要分為GAL4系統(tǒng)和LexA系統(tǒng)。后者因其BD來(lái)源于原核生物，在真核生物內(nèi)缺少同源性，因此可以減少假陽(yáng)性的出現(xiàn)。酵母雙雜交技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

酵母雙雜交技術(shù)產(chǎn)生以來(lái)，它主要應(yīng)用在以下幾方面：(1）檢驗(yàn)一對(duì)功能已知蛋白間的相

互作用。(2）研究一對(duì)蛋白間發(fā)生相互作用所必需的結(jié)構(gòu)域。通常需對(duì)待測(cè)蛋白做點(diǎn)突變或缺失突變的處理。其結(jié)果若與結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究結(jié)合則可以極大地促進(jìn)后者的發(fā)展。(3)用已知功能的蛋白基因篩選雙雜交cDNA文庫(kù)，以研究蛋白質(zhì)之間相互作用的傳遞途徑。(4)分析新基因的生物學(xué)功能。即以功能未知的新基因去篩選文庫(kù)。然后根據(jù)釣到的已知基因的功能推測(cè)該新基因的功能。常見(jiàn)問(wèn)題的解決與改進(jìn)

酵母雙雜交系統(tǒng)應(yīng)用中常遇到的問(wèn)題一是假陽(yáng)性較多，二是轉(zhuǎn)化效率偏低。所謂假陽(yáng)性就是:在待研究的兩個(gè)蛋白間沒(méi)有發(fā)生相互作用的情況下,報(bào)告基因被激活。主要原因是由于BD融合誘餌蛋白有單獨(dú)激活作用,或者這種融合蛋白的激活作用被外來(lái)蛋白激活。另外AD融合靶蛋白如果有DNA的特異性結(jié)合,則也可單獨(dú)激活報(bào)告基因的表達(dá)。因此,為排除假陽(yáng)性就需要作嚴(yán)格的對(duì)照試驗(yàn)。應(yīng)對(duì)誘餌和靶蛋白分別作單獨(dú)激活報(bào)告基因的鑒定。目前幾個(gè)公司推出的酵母雙雜系統(tǒng)都采用了多個(gè)報(bào)告基因,且每個(gè)報(bào)告基因的上游調(diào)控區(qū)各不相同,這可減少大量的假陽(yáng)性。另外,報(bào)告基因通常整合到染色體上,可以使基因表達(dá)水平穩(wěn)定,消除了由于質(zhì)粒拷貝數(shù)變化引起基因表達(dá)水平波動(dòng)而造成的假陽(yáng)性。即使根據(jù)嚴(yán)格的對(duì)照實(shí)驗(yàn)證明確實(shí)發(fā)生了蛋白間的相互作用，還應(yīng)對(duì)以下方面進(jìn)行分析：

(1)這種相互作用是否會(huì)在細(xì)胞內(nèi)自然發(fā)生,即這一對(duì)蛋白在細(xì)胞的正常生命活動(dòng)中是否會(huì)在同一時(shí)間表達(dá)且定位在同一區(qū)域。

（2)某些蛋白如是依賴于遍在蛋白的蛋白酶解途徑的成員,它們具有普遍的蛋白間的相互作用的能力。

（3)一些實(shí)際上沒(méi)有任何相互作用的但有相同的模體(motif)如兩個(gè)親a-螺旋的蛋白質(zhì)間可以發(fā)生相互作用。十年來(lái),酵母雙雜交技術(shù)一直在消除假陽(yáng)性方面不斷改進(jìn),并且已取得較好的效果。

在酵母雙雜交的應(yīng)用中有時(shí)也會(huì)遇到假陰性現(xiàn)象。所謂假陰性，即兩個(gè)蛋白本應(yīng)發(fā)生相互作用,但報(bào)告基因不表達(dá)或表達(dá)程度甚低以至于檢測(cè)不出來(lái)。造成假陰性的原因主要有兩 方面：一是融合蛋白的表達(dá)對(duì)細(xì)胞有毒性。這時(shí)應(yīng)該選擇敏感性低的菌株或拷貝數(shù)低的載體。二是蛋白間的相互作用較弱，應(yīng)選擇高敏感的菌株及多拷貝載體。目前假陰性現(xiàn)象雖不是實(shí)驗(yàn)中的主要問(wèn)題,但也應(yīng)予以重視。

轉(zhuǎn)化效率是酵母雙雜交文庫(kù)篩選時(shí)成敗的關(guān)鍵之一，特別是對(duì)低豐度cDNA庫(kù)進(jìn)行篩選時(shí)，必須提高轉(zhuǎn)化效率。轉(zhuǎn)化時(shí)可采用共轉(zhuǎn)化或依次轉(zhuǎn)化，相比之下共轉(zhuǎn)化省時(shí)省力。更重要的是如果單獨(dú)轉(zhuǎn)化會(huì)發(fā)生融合表達(dá)蛋白對(duì)酵母細(xì)胞的毒性時(shí),共轉(zhuǎn)化則可以減弱或消除這種毒性。一種更有效的方法是將誘餌蛋白載體與靶蛋白載體分別轉(zhuǎn)入不同接合型的單倍體酵母中,通過(guò)兩種接合型單倍體細(xì)胞的雜交將誘餌蛋白與靶蛋白帶入同一個(gè)二倍體細(xì)胞。目前很多機(jī)構(gòu)建立了大量的cDNA文庫(kù)和基因組文庫(kù)，但這些文庫(kù)大多無(wú)法直接用于雙雜交系統(tǒng)的篩選。而文庫(kù)的質(zhì)量對(duì)于轉(zhuǎn)化和篩選又非常關(guān)鍵。因此，大量構(gòu)建適用于酵母雙雜交的文庫(kù)非常必要。現(xiàn)已出現(xiàn)一種采用體內(nèi)重組技術(shù)來(lái)達(dá)到這個(gè)目的的方法。酵母雙雜交技術(shù)的新發(fā)展

酵母雙雜交技術(shù)在應(yīng)用中發(fā)揮了巨大的作用，但人們也注意到了它有一定的局限性。為此發(fā)展了多種適應(yīng)不同目的需要的改型的雙雜交技術(shù)。

反向雙雜交技術(shù) 在研究中檢測(cè)并鑒定出那些能阻斷兩個(gè)蛋白間相互作用的因素有重要意義。在研究那些能使相互作用被阻斷的因素(如尋找哪些結(jié)構(gòu)域上發(fā)生突變可使相互作用中

斷或那些分子可以阻斷相互作用)時(shí)，傳統(tǒng)的雙雜交技術(shù)有較大的局限性。因此，反向雙雜交系統(tǒng)(Reverse Two-Hybrid System)應(yīng)運(yùn)而生。這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是采取了反選擇篩選策略。根據(jù)反選擇設(shè)計(jì)的不同，大致可以分為兩類。一類是用便于反選擇的URA3或CYH2基因作為報(bào)告基因。URA3基因編碼尿嘧啶合成途徑中的重要酶：乳清酸核苷5’-磷酸脫羧酶，它能把5’-氟乳清酸（5’-FOA）轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞毒性物質(zhì)，使細(xì)胞無(wú)法生長(zhǎng)。反之，在能生長(zhǎng)的細(xì)胞中，外界因素已使蛋白間的相互作用不能發(fā)生，而我們想知道的正是這些因素。因此，只要對(duì)存活的克隆進(jìn)行檢測(cè)就可以得到結(jié)果。Vidal等人用這種技術(shù)發(fā)現(xiàn)了影響轉(zhuǎn)錄因子E2F1中與DP1相互作用必需區(qū)內(nèi)的點(diǎn)突變。另一類是將常規(guī)報(bào)告基因(如HIS3)置于大腸桿菌轉(zhuǎn)座子Tn10編碼的tet-抑制因子(TetR)/操縱基因控制之下。待測(cè)蛋白之間發(fā)生相互作用后首先激活tet-R基因表達(dá)抑制因子TetR,TetR結(jié)合到tet操縱基因后就抑制了報(bào)告基因的表達(dá)，結(jié)果轉(zhuǎn)化子不能生長(zhǎng)。只有當(dāng)待測(cè)蛋白之間的相互作用被某種因素所阻斷而無(wú)法激活tet-R基因時(shí)，報(bào)告基因才能擺脫tet操縱基因的控制而表達(dá)，使轉(zhuǎn)化子獲得在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的能力。Shih 等人利用這種方法鑒定出cAMP-應(yīng)答元件結(jié)合蛋白(cAMP-response element binding protein,CREB)中磷酸化位點(diǎn)的Ser133突變會(huì)阻斷其與輔助激活因子(CREB結(jié)合蛋白)的相互作用。

三雜交技術(shù) 在許多細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞過(guò)程中，兩個(gè)蛋白間的相互作用常涉及到其它的大分子。如蛋白，激酶，RNA,多肽及其它大分子。在研究這些大分子對(duì)蛋白間相互作用的影響過(guò)程中發(fā)展了一種新的技術(shù)系統(tǒng)——三雜交系統(tǒng)(Three-Hybrid System)，其本質(zhì)與雙雜交是相同的，只是需通過(guò)第三個(gè)分子的介導(dǎo)把兩個(gè)雜交蛋白帶到一起。例如小配體三雜交系統(tǒng)(Small Ligand Three-Hybrid System)是利用可以滲透的二聚體化學(xué)誘導(dǎo)物(Chemical Inducers of Dimerization,CIDs)作橋梁，將AD和BD融合蛋白連接到一起，激活報(bào)道基因的表達(dá)。研究較多的是免疫抑制劑FK506。Belshaw等將FK506與環(huán)孢菌素A(Cyclosporin

A)構(gòu)建成異源二聚體，它能把分別與FK506和環(huán)孢菌素A有相互作用的AD和BD融合蛋白拉倒一起，激活報(bào)告基因。Licitra將FK506與地米塞松(dexamethasone)通過(guò)共價(jià)鍵連接成二聚體。通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了FK506與蛋白FKBP-12間的特異性相互作用，表明用這種方法鑒定蛋白與小分子間的相互作用是切實(shí)可行的。RNA與蛋白之間的相互作用是許多細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，例如mRNA的翻譯，早期發(fā)育以及RNA病毒的感染等。然而可用于這方面研究的簡(jiǎn)便方法卻很少。RNA三雜交系統(tǒng)(RNA Three-Hybrid System)的建立為分析RNA與蛋白之間的相互作用提供了有效的手段。這個(gè)系統(tǒng)主要是由一個(gè)RNA分子和兩個(gè)都能結(jié)合該RNA的蛋白質(zhì)組成。此RNA的一部分與一個(gè)已知蛋白結(jié)合后就可利用它的另一部分去篩選新的RNA結(jié)合蛋白。因此這種技術(shù)既可檢測(cè)由RNA介導(dǎo)的兩個(gè)蛋白質(zhì)之間的相互作用，也可篩選鑒定新的蛋白結(jié)合RNA。Putz等把HIV-1病毒Rev蛋白的突變體RevM10與Gal4 DB域融合作為誘餌蛋白，利用該RevM10蛋白能識(shí)別并結(jié)合其靶RNA中Rev蛋白反應(yīng)元件(Rev responsive element,RRE)的作用去篩選同樣也能與此RNA結(jié)合并已與Gal4 AD域融合的未知蛋白。根據(jù)同樣的原理，如將一個(gè)已知RNA與RRE融合形成雜合RNA分子并配以RevM10-Gal4 DB融合蛋白作為誘餌，便可用于篩選該RNA結(jié)合蛋白的cDNA克隆。SenGupta 等利用RNA噬菌體衣殼蛋白能識(shí)別結(jié)合其基因組內(nèi)一種21核苷酸的RNA莖環(huán)結(jié)構(gòu)的特性，將RNA噬菌體衣殼蛋白與Lex DB域融合，構(gòu)建成可用于尋找體內(nèi)的RNA結(jié)合蛋白的酵母三雜交系統(tǒng)。

核外雙雜交技術(shù) 在傳統(tǒng)的酵母雙雜交系統(tǒng)中，蛋白之間的相互作用是在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生的。因此,它不能檢測(cè)某些在核外蛋白之間的相互作用。為了克服這種局限性，近年來(lái)有人建立了核外雙雜交技術(shù)。其中SRS 和USPS就是這種技術(shù)的兩個(gè)代表。SRS也稱Sos蛋白召集系統(tǒng)(Sos Recruitment System)。它的基本原理是分別將待測(cè)蛋白X與哺乳動(dòng)物細(xì)胞的一種鳥(niǎo)苷交換因子(EGF)Sos蛋白融合；將Y蛋白與錨定在酵母細(xì)胞膜上的Src肉豆寇烯化信

號(hào)蛋白融合，并使它們共表達(dá)于一個(gè)cdc25-2基因溫度敏感型突變的酵母菌株內(nèi)。由于該菌株中cdc25-2基因編碼的EGF蛋白在36℃條件下不能激活細(xì)胞膜上的Ras蛋白，Ras途徑不通。所以細(xì)胞無(wú)法在36℃條件下生存。但如果待測(cè)蛋白X與Y之間發(fā)生相互作用就能把Sos蛋白帶到細(xì)胞膜上并激活附近的Ras蛋白，從而打通Ras途徑，使該菌株獲得在36℃條件下生存的能力。Aronheim等用此技術(shù)鑒別出了一些新的c-Jun相互作用蛋白，并分離到了一個(gè)AP-1抑制因子JDP2。USPS也稱為基于遍在蛋白的裂解蛋白感受器(Ubiquitin-based Split Protein Sensor)。它的設(shè)計(jì)是根據(jù)這樣一個(gè)事實(shí)，即真核細(xì)胞中遍在蛋白與某一蛋白之間新生成的融合會(huì)被遍在蛋白特異的蛋白酶(UBPs)迅速切開(kāi)，但這種切割只有當(dāng)遍在蛋白正確折疊時(shí)才會(huì)發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，遍在蛋白基因的N端和C端這兩部分即使分離，只要共表達(dá)與同一個(gè)細(xì)胞內(nèi)，它們?nèi)阅苷_折疊。將待測(cè)蛋白X與帶有點(diǎn)突變的遍在蛋白N端片段融合，將待測(cè)蛋白Y與下游接有報(bào)告蛋白的正常遍在蛋白C端片段融合，并使它們共表達(dá)與同一個(gè)細(xì)胞內(nèi)。因遍在蛋白N端片段內(nèi)含有點(diǎn)突變，它與C端片段之間不能自然形成正確的折疊。只有當(dāng)?shù)鞍譞和Y之間發(fā)生相互作用時(shí)才能克服點(diǎn)突變的影響，使遍在蛋白的兩端形成正確折疊，從而引來(lái)UBPs切除與C端片段連接的報(bào)告蛋白。此技術(shù)建立之初是通過(guò)Western blot檢測(cè)有無(wú)被切下的報(bào)告蛋白來(lái)判斷待測(cè)蛋白之間是否發(fā)生了相互作用的，所以操作比較繁瑣，不便于推廣。最近有人對(duì)它作了改進(jìn)，以一種融合的轉(zhuǎn)錄激活因子PLV作為報(bào)告蛋白。PLV一旦被從遍在蛋白C端片段上切下，它就會(huì)進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)激活特定的報(bào)告基因，如：LacZ 和HIS3等。這樣就可以根據(jù)轉(zhuǎn)化細(xì)胞是否生長(zhǎng)及顯色來(lái)判斷待測(cè)蛋白之間有無(wú)相互作用。因此極大地簡(jiǎn)化了操作步驟，提高了篩選效率。酵母雙雜交技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的趨勢(shì)

在后基因組時(shí)代更具意義且更能發(fā)揮酵母雙雜交技術(shù)的領(lǐng)域是研究生命活動(dòng)中的網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)。第一個(gè)具有開(kāi)拓性的工作是Bartel利用酵母雙雜交技術(shù)建立了一個(gè)T7-噬菌體的網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)圖(linkage-map)。Fromont-Racine等對(duì)篩選到的陽(yáng)性克隆進(jìn)行鑒定測(cè)序，并將它們分為5類，然后對(duì)其中的四類(非編碼序列除外)通過(guò)15輪的篩選與分析，繪制出一張綜合了酵母蛋白相互作用的全局性信息圖。這是以往的實(shí)驗(yàn)所難以獲得的。

為適應(yīng)功能基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控研究的需要，CLONTECH公司在Merck-Washington大學(xué)的EST項(xiàng)目研究成果基礎(chǔ)上，采用了與傳統(tǒng)建庫(kù)方式完全不同的細(xì)胞內(nèi)同源重組方法，以高通量規(guī)模構(gòu)建了一種陣列模式的酵母雙雜交cDNA文庫(kù)。它主要有以下特點(diǎn)：

(1)來(lái)源于多種組織器官和細(xì)胞系，因此含有幾乎所有基因的cDNA；

（2）所含各種cDNA的豐度趨于平衡；

（3)含有較長(zhǎng)的插入序列，但不是全長(zhǎng)cDNA序列。

這樣既避免了5’非編碼區(qū)可能存在的終止密碼阻礙融合蛋白的翻譯，又保證了表達(dá)出的蛋白構(gòu)象接近于天然。這種建庫(kù)方法不僅減少了工作量，而且在雙雜交中新發(fā)現(xiàn)的相互作用蛋白種類也明顯增多。

最后，有必要指出的是，酵母雙雜交技術(shù)必須與其它技術(shù)結(jié)合才能有利于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出更為完整和準(zhǔn)確的判斷。

胡文峰

2007040380106

第五篇：我國(guó)農(nóng)村污水處理技術(shù)研究進(jìn)展?

龍?jiān)雌诳W(wǎng) http://www.tmdps.cn 我國(guó)農(nóng)村污水處理技術(shù)研究進(jìn)展

作者：于寧

來(lái)源：《安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)》2014年第11期

摘要 我國(guó)農(nóng)村目前水污染問(wèn)題十分嚴(yán)重，很多污水得不到有效的處理，農(nóng)村污水問(wèn)題亟待解決。在此介紹了我國(guó)農(nóng)村污水處理的現(xiàn)狀以及農(nóng)村污水的來(lái)源、特點(diǎn)、排放及收集處理途徑、排放標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題，并對(duì)幾種農(nóng)村污水處理技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)介，為農(nóng)村污水處理提供一定的參考。

關(guān)鍵詞 農(nóng)村；農(nóng)村污水；處理技術(shù)；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào) S181.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）11-03323-03 Abstract Water pollution problem in China's rural areas is very serious，a large amount of sewage cannot get effective treatment.Rural sewage problems need to be solved.The present situation of the sewage disposal and the sources，characteristics，emissions，collecting ways and emission standards of rural wastewater in China were introduced，and several kinds of rural sewage treatment technology were introduced，which will provide a reference for rural sewage treatment.Key words Rural； Rural wastewater； Processing technology； Research advance 隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重。尤其是在農(nóng)村，環(huán)境問(wèn)題顯得尤為突出。農(nóng)村環(huán)境污染主要體現(xiàn)在水體污染嚴(yán)重、清潔水源稀缺、土壤質(zhì)量下降、人居環(huán)境惡化、生態(tài)遭到破壞等方面。水環(huán)境污染問(wèn)題尤為嚴(yán)重[1]。我國(guó)在2010年進(jìn)行了第1次全國(guó)污染源普查，結(jié)果表明，農(nóng)村污染物排放量已占全國(guó)總量的50%左右，其中COD、TN、TP的排放量分別占總量的43%、57%和67%[2]。而長(zhǎng)期以來(lái)，由于治理資金短缺和對(duì)農(nóng)村水環(huán)境保護(hù)意識(shí)的淡薄，農(nóng)村地區(qū)的污水大多得不到有效處理[3-4]，最終給環(huán)境帶來(lái)不可避免的污染[5]。因此，農(nóng)村污水問(wèn)題亟待解決，研究農(nóng)村污水的特征、處理工藝和水質(zhì)指標(biāo)等也具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。筆者在此介紹了我國(guó)農(nóng)村污水處理的現(xiàn)狀以及農(nóng)村污水的來(lái)源、特點(diǎn)、排放及收集處理途徑、排放標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題，并對(duì)幾種農(nóng)村污水處理技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)介，為農(nóng)村污水處理提供一定的參考。1 我國(guó)農(nóng)村污水概述 1.1 農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀

我國(guó)農(nóng)村生活污水處理尚處于起步階段，污水處理設(shè)施不完善，其建設(shè)與運(yùn)行管理相對(duì)滯后，究其原因主要有認(rèn)識(shí)不到位、缺乏穩(wěn)定可靠的建設(shè)和運(yùn)轉(zhuǎn)資金、尚無(wú)相關(guān)的農(nóng)村生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)[6]。

龍?jiān)雌诳W(wǎng) http://www.tmdps.cn 我國(guó)南方農(nóng)村多為分散性村落，現(xiàn)行的南方農(nóng)村生活污水的處理并不廣泛，在重慶、江浙、四川、廣東等地區(qū)有一些農(nóng)村生活污水的試驗(yàn)性處理工程。目前，南方農(nóng)村地區(qū)將生活污水隨意收集于化糞池發(fā)酵后灌溉菜地農(nóng)田，該過(guò)程沒(méi)有正確的科學(xué)引導(dǎo)，使得大部分的生活污水沒(méi)有處理直接排入水體。北方農(nóng)村雖多為聚居，但由于資金短缺以及沒(méi)有過(guò)多的處理設(shè)施，目前北方農(nóng)村的生活污水大部分為原位排放[7]。

1.2 農(nóng)村污水的來(lái)源 農(nóng)村污水是農(nóng)村村莊和小鎮(zhèn)的居民生活污水和生產(chǎn)廢水的總稱[8]。它的來(lái)源主要包括農(nóng)村居民日常生活廢水和鄉(xiāng)村企業(yè)排放的各種廢水2個(gè)方面[9]。農(nóng)村居民日常生活廢水包括廚房污水、衣物洗滌廢水、沖廁水以及家禽排泄物等。其中，衣物洗滌廢水中洗衣粉的使用大大加劇了農(nóng)村氮、磷污染，使湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題更加嚴(yán)重。1.3 農(nóng)村污水的特點(diǎn)

農(nóng)村污水由于其分散性的特點(diǎn)，其水量、水質(zhì)不同于城市生活污水，具有自身的特點(diǎn)。其主要特點(diǎn)有：

①農(nóng)村污水主要為生活污水和以農(nóng)產(chǎn)品為原料的加工污水的混合污水，基本上不含重金屬和有毒有害物質(zhì)，含有一定量的氮和磷，可生化性好；

②農(nóng)村污水水量、水質(zhì)變化大，且水量、水質(zhì)在不同的居住區(qū)、不同的時(shí)間段有明顯的差異；③農(nóng)村地區(qū)人口居住分散，大部分農(nóng)村沒(méi)有排水收集管網(wǎng)，污水處理率較低且集中收集處理難度較大[10-11]。

1.4 農(nóng)村污水排放及收集處理途徑

農(nóng)村生活污水一般雨污混流排放，有調(diào)查顯示約96%的村莊無(wú)排水溝渠和污水處理系統(tǒng)，污水沿著村莊道路溝渠或路面未經(jīng)處理直接排入河流、湖泊收納水體，有的生活污水甚至直接通過(guò)地滲排放，存在污染地下水等風(fēng)險(xiǎn)[12]。

介于農(nóng)村污水排放現(xiàn)狀，農(nóng)村污水收集處理模式應(yīng)因地制宜，采用集中處理與分散處理相結(jié)合的原則，選擇合適的污水收集處理模式[10]。目前，農(nóng)村污水收集處理模式主要有集中收集處理模式、分散收集處理模式和管網(wǎng)截污收集處理模式3種，其中管網(wǎng)截污收集處理模式需要利用附近城鎮(zhèn)的污水管網(wǎng)，并將農(nóng)村的污水管網(wǎng)并入其中[10，13]。1.5 農(nóng)村污水處理的排放標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)關(guān)于水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的體系主要有水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、水環(huán)境基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、水監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)和水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)五類。污水排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格與寬松程度直接決定了水環(huán)境質(zhì)量的水平和用水質(zhì)量的高低，也關(guān)系著污水處理行業(yè)的發(fā)展方向[14]。

龍?jiān)雌诳W(wǎng) http://www.tmdps.cn 目前，我國(guó)農(nóng)村缺乏相應(yīng)的污水排放標(biāo)準(zhǔn)和污水處理設(shè)施的長(zhǎng)效運(yùn)行管理機(jī)制，農(nóng)村污水排放標(biāo)準(zhǔn)主要采用的是《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）、《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-2008）等[15]，而這些標(biāo)準(zhǔn)主要適用于大中城市的水環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。農(nóng)村污水在水質(zhì)、水量以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度等方面與大中城市截然不同，從節(jié)能減排的需要考慮，只要是污染物的減少就有利于“總量”的控制，因此，對(duì)小城鎮(zhèn)污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)有商酌的必要[14]。

我國(guó)農(nóng)村污水處理技術(shù)簡(jiǎn)介

考慮到農(nóng)村污水本身具有的特點(diǎn)，結(jié)合農(nóng)村地區(qū)的地理環(huán)境，當(dāng)附近有可利用的農(nóng)田、可進(jìn)行污水灌溉和污泥用作農(nóng)肥等便利條件時(shí)，在污水處理工藝的選擇上將污水處理與利用相結(jié)合，與保護(hù)和改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和水環(huán)境相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村區(qū)域性的生態(tài)環(huán)境和水資源的良性循環(huán)。當(dāng)農(nóng)村有可利用的天然廢塘、荒地、洼地時(shí)，應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)貤l件，優(yōu)先考慮采用生態(tài)塘、人工濕地處理系統(tǒng)等因地制宜的生態(tài)處理工藝。當(dāng)沒(méi)有可利用的天然廢塘、荒地、洼地等條件時(shí)，可推薦選用改良型好氧生物處理工藝對(duì)小城鎮(zhèn)污水進(jìn)行二級(jí)生化處理[16-17]。2.1 人工濕地

人工濕地是一種由人工建造和監(jiān)督控制的、與沼澤地類似的地面。它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，通過(guò)過(guò)濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化[18]。人工濕地處理污水是充分利用了“土壤—植物—微生物”系統(tǒng)的凈化能力，既可去除有機(jī)污染物，又可去除造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的氮、磷等污染物[19]。人工濕地處理系統(tǒng)分為表面流人工濕地處理系統(tǒng)和潛流人工濕地處理系統(tǒng)[20]。表面流人工濕地是在深度約0.6～1.5 m的淺池塘或渠道中種植各種形式的水生植物，包含挺水植物（香蒲、蘆葦、風(fēng)車草、茭白筍及開(kāi)卡蘆等）、沉水植物（水蘊(yùn)草、馬藻等）、浮葉植物（睡蓮、菱角等）及漂浮植物（青萍、滿江紅等），其主要處理機(jī)制是利用不同水深及植栽密度的配置，可增加濕地生態(tài)的多樣性以確保處理效率穩(wěn)定，亦可通過(guò)各區(qū)域中好氧程度的不同，達(dá)到脫氮的功能。潛流人工濕地處理系統(tǒng)是在深度0.6～1.0 m、底部坡度在0.5%～1.0% 的溝渠或水池，鋪設(shè)礫石或土壤后密植挺水植物，再導(dǎo)入污水并控制水面高度，使水面不暴露于空氣中，即污水僅在介質(zhì)中流動(dòng)，沒(méi)有開(kāi)放水面區(qū)，其主要處理機(jī)制為利用附著在礫石或植物根系的微生物分解水中污染物。潛流式人工濕地因水流在底面流動(dòng)更容易適應(yīng)寒冷氣候，適合在北方地區(qū)運(yùn)行。但在北方地區(qū)運(yùn)行的濕地，必須考慮冬季降溫導(dǎo)致植物死亡和微生物失活而使人工濕地運(yùn)行效率降低的問(wèn)題。潛流人工濕地處理系統(tǒng)前端通常需要設(shè)置化糞池、初沉池等預(yù)處理設(shè)施，避免大型顆粒流入礫石床中堵塞孔隙，降低處理效能[17，20]。

人工濕地污水處理技術(shù)應(yīng)用范圍很廣，出水一般均優(yōu)于常規(guī)二級(jí)處理效果。另外，人工濕地適用范圍廣，依據(jù)其特性，非常適用于沒(méi)有完善污水管網(wǎng)系統(tǒng)的地區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)[19]。但該技術(shù)易受氣候條件影響，南北差異較大，北方大部分地區(qū)冬季氣溫較低，難以維持生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行或保證污水處理效果。因此在采用此技術(shù)時(shí)，要選取合適的植物，并要充分考慮植物過(guò)冬問(wèn)題[21]。

龍?jiān)雌诳W(wǎng) http://www.tmdps.cn 1990年，我國(guó)建成了第1個(gè)人工濕地處理系統(tǒng)——深圳白泥坑污水處理系統(tǒng)，處理污水量4 500 m3/d，處理場(chǎng)占地0.84 hm2，實(shí)際使用面積0.50 hm2，設(shè)計(jì)BOD5進(jìn)水最高濃度100 mg/L，SS進(jìn)水最高濃度150 mg/L，兩者的出水濃度均為30 mg/L，達(dá)到城市污水二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)[22]。李艷波等在福建某水源地采用水解酸化-人工濕地工藝處理農(nóng)村污水，實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，該工藝切實(shí)可行、運(yùn)行成本低，取得了較好的處理效果；當(dāng)進(jìn)水CODCr、BOD5、SS、NH3N、TP質(zhì)量濃度分別低于200、300、200、25、5 mg/L 時(shí)，出水CODCr、BOD5、SS、NH3N、TP質(zhì)量濃度分別低于60、60、80、15、0.5 mg/L；該系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定可達(dá)《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，出水直接回灌農(nóng)田或山林，不設(shè)排放口，可以很好地保護(hù)水源[23]。2.2 人工快滲技術(shù)工藝

人工快滲系統(tǒng)是在快滲池內(nèi)填充一定級(jí)配的人工改性濾料，濾料表面生長(zhǎng)豐富的生物膜。當(dāng)污水自上而下流經(jīng)濾料層時(shí)，發(fā)生綜合的物理、化學(xué)、生物反應(yīng)，使污染物得以最終去除。該技術(shù)具有建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本低、污染物去除效率高、不產(chǎn)生活性污泥、操作運(yùn)行簡(jiǎn)便、建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn)。

人工快滲對(duì)有機(jī)污染物的去除主要由過(guò)濾截留、吸附和生物降解作用共同完成。過(guò)濾截留和吸附作用在人工快滲系統(tǒng)中主要起調(diào)節(jié)機(jī)制，而有機(jī)污染物的真正去除主要靠生物降解。生物降解包括好氧生物降解和厭氧生物降解，其中發(fā)生在好氧—厭氧交替帶的好氧生物降解是人工快滲系統(tǒng)去除有機(jī)污染物的主要機(jī)制[24]。

楊小毛等結(jié)合深圳市白花洞村、四川省綿陽(yáng)市北川縣及北京昌平區(qū)農(nóng)村工程實(shí)踐，分析了人工快滲技術(shù)在村級(jí)分散型污水處理工程中的實(shí)際運(yùn)行效果，理論研究和工程實(shí)踐均表明人工快滲技術(shù)及其改進(jìn)工藝組合系統(tǒng)具有工藝簡(jiǎn)單、建設(shè)運(yùn)行成本低、污染物去除效率高、出水效果好等特點(diǎn)，可有效地解決目前農(nóng)村地區(qū)因受到資金、技術(shù)、人才等因素限制造成的污水處理能力低的問(wèn)題，是一項(xiàng)十分適合我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的污水處理技術(shù)[25]。2.3 穩(wěn)定塘

穩(wěn)定塘是一種利用天然凈化能力的生物處理構(gòu)筑物的總稱，有機(jī)物主要通過(guò)微生物降解、有機(jī)物吸附、有機(jī)顆粒的沉降和截濾作用去除。穩(wěn)定塘在太湖流域農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用比較廣泛[17]，尤其是高效藻類塘式穩(wěn)定塘技術(shù)。高效藻類塘是美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的Oswald等在20世紀(jì)50年代末提出并發(fā)展的，它是在傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種改進(jìn)形式，強(qiáng)化利用藻類的增殖來(lái)產(chǎn)生有利于微生物生長(zhǎng)和繁殖的環(huán)境，形成更緊密的藻-菌共生系統(tǒng)，同時(shí)創(chuàng)造一定的物化條件，達(dá)到對(duì)有機(jī)碳、病原體，尤其是氮和磷等污染物的有效去除，適合于農(nóng)村面源污染控制[26-27]。

郭迎慶等研究高效菌藻塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水除磷效果及其強(qiáng)化措施發(fā)現(xiàn)，高效菌藻塘和水生生物塘水力停留時(shí)間分別為8和4 d，進(jìn)水總磷濃度1.7～17.1 mg/L，出水總磷濃度全年平均值為3.33 mg/L，高效菌藻塘系統(tǒng)的除磷能力欠佳；通過(guò)降低水生生物塘內(nèi)水

龍?jiān)雌诳W(wǎng) http://www.tmdps.cn 深、采用廢棄石膏作為填料構(gòu)建了新型復(fù)合水生生物塘，水力停留時(shí)間為1.6 d條件下，復(fù)合水生生物塘出水總磷可保持在1 mg/L以下，可達(dá)到GB18918-2002一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)[27]。2.4 生物濾池

生物濾池是生物膜法處理污水的傳統(tǒng)工藝，早在19世紀(jì)末就已發(fā)展起來(lái)[28]。它是以土壤自凈原理為依據(jù)，在污水灌溉的實(shí)踐基礎(chǔ)上，經(jīng)比較原始的間歇砂濾池和接觸濾池而發(fā)展起來(lái)的人工生物處理技術(shù)。污水長(zhǎng)時(shí)間以滴狀噴灑在塊狀濾料層的表面上，在污水流經(jīng)的表面上就會(huì)形成生物膜，待生物膜成熟后，棲息在生物膜上的微生物，即攝取流經(jīng)污水中的有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)，從而使污水得到了凈化[29]。

黃偉麗等以蘇南常州市民豐村為例，進(jìn)行了復(fù)合式生物濾池對(duì)農(nóng)村生活污水處理的應(yīng)用，運(yùn)行結(jié)果表明該村生活污水經(jīng)復(fù)合式生物濾池處理后，其COD、NH3N、TN和TP指標(biāo)均低于GB 189182002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行穩(wěn)定[30]。2.5 復(fù)合工藝技術(shù)

如果單采用生物濾池工藝不能達(dá)到理想效果的話，也可以在采用生物濾池等工藝的同時(shí)，加入一些工藝系統(tǒng)組成復(fù)合工藝技術(shù)。這樣可以削弱一些技術(shù)的缺點(diǎn)，使出水達(dá)到更好的效果。

趙大傳等研究了升流式厭氧生物濾池（UAF）與溫室型人工濕地組合工藝低氣溫下處理農(nóng)村生活污水的運(yùn)行特點(diǎn)及效果，結(jié)果表明在最佳條件下，組合工藝COD總?cè)コ势骄鶠?5%，BOD5總?cè)コ势骄_(dá)84%，SS總?cè)コ势骄坏陀?3%，氨氮總?cè)コ势骄鶠?3%，TP總?cè)コ势骄鶠?6%，出水水質(zhì)除TP外均滿足GB18918-2002中一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)[31]。該工藝具有低能耗、低投資、低運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，適合作為農(nóng)村生活污水的處理工藝推廣使用。李二飛進(jìn)行了厭氧生物濾池—回行流人工濕地組合處理農(nóng)村廢水的研究，結(jié)果表明，該工藝對(duì)CODCr、NH3N、TP、SS的去除率依次為72.8%～79.6%、26.5%～48.1%、33.3%～59.6%、77.0%～84.0%，除TP、SS在個(gè)別時(shí)候超標(biāo)外，出水能夠滿足GB18918-2002的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；且在污水溫度為20 ℃左右時(shí)，厭氧生物濾池技術(shù)能夠較好地去除難降解有機(jī)物[32]。3 小結(jié)

我國(guó)農(nóng)村生活污水的處理工作起步較晚，且目前仍存在比較大的問(wèn)題。隨著全國(guó)新農(nóng)村建設(shè)步伐的加快和政策的傾斜，一些地方已經(jīng)開(kāi)始建設(shè)示范工程和規(guī)模化運(yùn)行的處理設(shè)施，但只有高效、低投入、低運(yùn)行成本的污水處理技術(shù)才符合國(guó)情。上述污水處理技術(shù)各具備其獨(dú)特的特點(diǎn)，且已經(jīng)有了一些相關(guān)的研究和試驗(yàn)、實(shí)踐工作，各地區(qū)可因地制宜，酌情選擇。此外，這些技術(shù)也均有其自身的不足和值得改進(jìn)之處，在實(shí)際應(yīng)用中可通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)、優(yōu)化組

龍?jiān)雌诳W(wǎng) http://www.tmdps.cn 合，達(dá)到技術(shù)上的互補(bǔ)。未來(lái)的污水處理技術(shù)會(huì)向著多方面、深層次的方向發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)多種系統(tǒng)的聯(lián)合使用會(huì)成為今后發(fā)展的主要方向。42卷11期 于寧 我國(guó)農(nóng)村污水處理技術(shù)研究進(jìn)展

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