中華民國 第51屆中小學科學展覽會

中 華 民 國 第 51 屆 中 小 學 科 學 展 覽 會 作 品 說 明 書 國 中 組 生 物 科 030318 殺 手 終 結 者 超 音 波 快 速 萃 取 無 患 子 皂 苷 及 應 用 於 殺 滅 福 壽 螺 之 效 果 評 估 學 校 名 稱 : 臺 南 市 立 崇 明 國 民 中 學 作 者 : 指 導 老 師 : 國 二 陳 維 欣 國 二 方 莘 雅 程 旭 煬 吳 寶 如 關 鍵 詞 : 無 患 子 皂 苷 超 音 波 福 壽 螺

壹 摘 要 本 研 究 利 用 超 音 波 設 備, 快 速 從 無 患 子 果 皮 中 萃 取 有 效 成 份 - 皂 苷, 並 針 對 會 影 響 萃 取 產 率 的 因 素 進 行 研 究 結 果 得 知 利 用 超 音 波, 確 實 可 加 速 皂 苷 成 份 的 溶 出, 且 在 乙 醇 濃 度 95% 溫 度 70 萃 取 時 間 1hr 固 液 比 1:25 時, 皂 苷 產 率 最 高 再 者, 將 皂 苷 萃 取 液 應 用 於 殺 滅 福 壽 螺 之 效 果 探 討 結 果 得 知 利 用 誘 餌 之 添 加, 來 吸 引 螺, 確 實 可 在 短 時 間 內, 即 可 明 確 且 快 速 判 斷 螺 之 存 活 情 形 且 在 皂 苷 濃 度 4ppm 以 上, 即 可 有 效 的 將 螺 殺 死 若 先 行 加 入 發 酵 過 的 鳳 梨 皮, 使 螺 覓 食, 可 將 皂 苷 濃 度 再 降 低, 對 螺 亦 有 相 同 之 致 死 效 果 經 由 一 連 串 的 實 驗 結 果, 以 天 然 無 患 子 皂 苷 取 代 化 學 防 治 藥 劑 ( 含 環 境 賀 爾 蒙 ) 來 殺 螺, 確 實 是 可 行 之 環 保 殺 螺 方 法 讓 我 們 一 起 寶 貝 台 灣 珍 愛 地 球! 貳 研 究 動 機 去 官 田 旅 遊 時, 無 意 間 看 到 菱 角 田 內 滿 佈 福 壽 螺, 並 聽 農 民 們 訴 說 著 有 關 褔 壽 螺 的 點 點 滴 滴 哇! 原 來 在 自 然 與 生 活 科 技 課 本 中 提 及 的 外 來 物 種, 有 如 此 強 的 適 應 力, 且 尚 無 天 敵 真 是 可 怕 的 生 態 殺 手! 農 民 曾 嘗 試 過 生 物 防 治 在 稻 田 內 放 青 魚 和 鴨 子, 雖 然 有 效 果, 卻 無 法 完 全 有 效 防 治, 且 鴨 子 和 青 魚 都 不 容 易 受 控 制, 常 常 造 成 農 民 困 擾 因 此, 農 民 還 是 選 擇 使 用 化 學 農 藥 來 除 之, 以 降 低 其 對 菱 角 的 損 害 基 於 上 述 原 因, 不 但 讓 我 們 有 興 趣 想 了 解 福 壽 螺 的 習 性 及 生 態 更 進 一 步, 想 找 到 ㄧ 個 既 天 然 又 可 將 其 殺 滅 的 方 法, 為 農 民 提 供 一 個 環 保 的 選 擇 方 案 農 民 所 使 用 的 農 藥, 其 成 份 大 都 含 有 環 境 荷 爾 蒙, 不 但 對 土 地 有 害, 而 且 因 生 物 累 積 作 用, 亦 對 人 體 健 康 產 生 傷 害 於 是, 我 們 尋 找 相 關 文 獻 及 上 網 查 詢 資 料 得 知, 老 祖 母 最 愛 的 天 然 無 患 子 之 皂 苷 成 份, 可 有 效 讓 福 壽 螺 致 死, 但 礙 於 傳 統 萃 取 技 術 之 耗 時 久 成 本 貴, 引 發 我 們 想 找 到 更 快 速 萃 取 皂 苷 之 方 法 更 想 一 探 究 竟 在 何 種 皂 苷 濃 度 下, 可 在 極 短 的 時 間 內, 就 可 有 效 殺 死 福 壽 螺 且 進 一 步 想 知 道 利 用 發 酵 過 的 鳳 梨 皮 來 誘 食, 在 福 壽 螺 張 開 殼 蓋 用 口 器 覓 食 的 同 時, 是 否 能 快 速 吸 入 皂 苷? 而 在 降 低 皂 苷 濃 度 下, 亦 可 有 相 同 之 致 死 效 果 進 而 節 省 皂 苷 之 用 量, 來 降 低 成 本, 更 加 符 合 農 民 省 錢 又 有 效 率 的 經 濟 原 則 1

叁 研 究 目 的 一 無 患 子 皂 苷 之 萃 取 與 不 同 變 因 對 產 率 之 影 響 包 括 ( 一 ) 無 患 子 果 皮 粉 末 製 作 ( 二 ) 無 患 子 皂 苷 標 準 曲 線 之 製 作 ( 三 ) 探 討 乙 醇 濃 度 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 ( 四 ) 探 討 不 同 溫 度 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 ( 五 ) 探 討 萃 取 時 間 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 ( 六 ) 探 討 固 ( 無 患 子 果 皮 粉 末 ) 液 ( 乙 醇 ) 比 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 二 探 討 無 患 子 皂 苷 萃 取 液 應 用 於 殺 滅 福 壽 螺 之 效 果 評 估 包 括 ( 一 ) 福 壽 螺 之 觀 察 與 簡 介 ( 二 ) 判 別 福 壽 螺 死 亡 與 否 所 需 時 間 之 探 究 ( 三 ) 找 出 對 福 壽 螺 可 致 死 之 濃 度 ( 四 ) 找 出 對 福 壽 螺 短 時 間 的 最 低 致 死 濃 度 ( 五 ) 探 討 放 入 鳳 梨 皮 之 時 間 先 後 皂 苷 對 福 壽 螺 致 死 率 之 影 響 ( 六 ) 先 放 入 鳳 梨 皮 再 找 出 皂 苷 對 福 壽 螺 的 有 效 致 死 濃 度 三 市 售 殺 螺 產 品 之 成 本 分 析 肆 研 究 器 材 1. 無 患 子 : 果 實 種 子 2. 福 壽 螺 : 取 自 官 田 水 菱 有 機 農 場 3. 化 學 藥 劑 : 乙 醇 香 草 醛 冰 醋 酸 溶 液 高 氯 酸 冰 醋 酸 4. 器 材 : 烘 乾 箱 中 藥 研 磨 機 30-60 目 過 濾 篩 濾 紙 (40mm) 燒 杯 漏 斗 PIPET( 吸 萃 取 液 用 ) 定 量 瓶 具 塞 口 試 管 5. 測 量 工 具 : 電 子 天 秤 手 錶 碼 錶 6. 記 錄 工 具 : 電 腦 隨 身 碟 印 表 機 數 位 相 機 標 籤 紙 筆 記 本 筆 7. 其 他 器 材 : 超 音 波 分 光 光 度 計 2

伍 研 究 過 程 與 方 法 一 無 患 子 皂 苷 之 萃 取 與 不 同 變 因 對 產 率 之 影 響 ( 一 ) 無 患 子 果 皮 粉 末 製 作 實 驗 步 驟 1. 無 患 子 果 實, 去 除 核 仁, 取 其 果 皮, 水 洗 乾 淨 2. 放 入 烘 乾 箱 中 ( 恆 溫 80 ) 乾 燥 3. 放 入 中 藥 研 磨 機 中 攪 碎, 並 過 篩 30-60 目 4. 放 置 瓶 中 存 放 ( 二 ) 無 患 子 皂 苷 標 準 曲 線 之 製 作 實 驗 步 驟 1. 以 電 子 天 平 精 秤 (0.1g 0.2g 0.3g 0.4g 0.5g) 之 純 皂 苷 粉 末 分, 別 放 入 5 個 錐 形 瓶 中 加 入 乙 醇 100 ml 搖 勻 ( 如 圖 1 ) 2. 取 1 ml 純 皂 苷 稀 釋 液, 滴 入 試 管 中, 放 入 烘 乾 箱 (80 ) 烘 乾 ( 如 圖 2 ) 圖 1 圖 2 3. 將 0.4 ml 香 草 醛 冰 醋 酸 溶 液 (5g 香 草 醛 加 冰 醋 酸 定 量 至 100ml) 及 1.6ml 高 氯 酸, 滴 入 各 試 管 中 ( 如 圖 3 4 ) 4. 將 試 管 瓶 蓋 拴 緊, 放 入 70 水 浴 15min, 使 其 顯 色 ( 如 圖 5 -a) 5. 放 入 冷 水 中 冷 卻 2~3min 後, 加 入 冰 醋 酸 10ml 6. 放 入 分 光 光 度 計 測 量 皂 苷, 以 蒸 餾 水 做 分 光 光 度 計 之 歸 0 動 作 參 考 文 獻, 以 波 長 478nmn 掃 描, 並 記 錄 其 吸 光 值, 而 後, 畫 出 標 準 曲 線 ( 如 圖 5 -b) 3

圖 3 圖 4 圖 5 -a 圖 5 -b ( 三 ) 探 討 乙 醇 濃 度 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 實 驗 步 驟 1. 以 電 子 天 平 精 秤 4g 無 患 子 果 皮 粉 末 為 單 位, 分 別 放 入 5 個 錐 形 瓶 中 ( 如 圖 6 ) 2. 每 組 各 加 入 蒸 餾 水 及 乙 醇 (55ml 65ml 75ml 85ml 95ml) 定 量 至 100 ml 並 搖 勻 貼 上 標 籤 ( 此 時 濃 度 分 別 為 55% 65% 75% 85% 95%) 圖 7 -a-b) 3. 放 入 超 音 波 ( 溫 度 60 時 間 60min) ( 如 圖 8 ) 4. 取 出, 用 濾 紙 過 濾, 去 除 沉 澱 物 ( 如 圖 9 ) 5. 放 入 烘 乾 箱 (80 ) 烘 乾, 去 除 乙 醇 ( 如 圖 10 ) 6. 取 出, 加 入 乙 醇 100 ml, 溶 出 皂 苷 其 餘 步 驟 同 標 準 曲 線 製 作 2~6 4

圖 6 圖 7 -a 圖 7 -b 圖 8 5

圖 9 圖 10 ( 四 ) 探 討 不 同 溫 度 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 實 驗 步 驟 1. 以 電 子 天 平 精 秤 4g 無 患 子 果 皮 粉 末 為 單 位, 分 別 放 入 5 個 錐 形 瓶 中 2. 每 組 各 加 入 乙 醇 95ml 及 蒸 餾 水 5ml, 並 搖 勻 3. 放 入 超 音 波 ( 溫 度 分 別 訂 在 30 40 50 60 70 時 間 皆 為 1 小 時 ), 並 貼 上 標 籤 4. 取 出, 用 濾 紙 過 濾, 去 除 沉 澱 物 5. 放 入 烘 乾 箱 (80 ) 烘 乾, 去 除 乙 醇 6. 取 出, 加 入 乙 醇 100 ml, 溶 出 皂 苷 其 餘 步 驟 同 標 準 曲 線 製 作 2~6 ( 五 ) 探 討 萃 取 時 間 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 實 驗 步 驟 1. 以 電 子 天 平 精 秤 4g 無 患 子 果 皮 粉 末 為 單 位, 分 別 放 入 5 個 錐 形 瓶 中 2. 每 組 各 加 入 蒸 餾 水 5ml 及 乙 醇 95ml, 並 搖 勻 3. 放 入 超 音 波 ( 溫 度 70 ) 於 20min 30min 40min 50min 60min 各 取 出 一 組, 並 貼 上 標 籤 4. 取 出 後, 用 濾 紙 過 濾, 去 除 沉 澱 物 5. 放 入 烘 乾 箱 (80 ) 烘 乾, 去 除 乙 醇 6. 取 出, 加 入 乙 醇 100 ml, 溶 出 皂 苷 其 餘 步 驟 同 標 準 曲 線 製 作 2~6 ( 六 ) 固 ( 無 患 子 果 皮 粉 末 ) 液 ( 乙 醇 ) 比 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 6

實 驗 步 驟 1. 以 電 子 天 平 精 秤 4g 無 患 子 果 皮 粉 末 為 單 位, 分 別 放 入 5 個 錐 形 瓶 中 2. 每 組 各 加 入 乙 醇 40ml 60ml 80ml 100ml 120ml, 並 搖 勻, 貼 上 標 籤 3. 放 入 超 音 波 ( 溫 度 70 時 間 1 小 時 ) 4. 取 出, 用 濾 紙 過 濾, 去 除 沉 澱 物 5. 放 入 烘 乾 箱 (80 ) 烘 乾, 去 除 乙 醇 6. 取 出, 加 入 乙 醇 100 ml, 溶 出 皂 苷 其 餘 步 驟 同 標 準 曲 線 製 作 2~6 二 探 討 無 患 子 皂 苷 萃 取 液 應 用 於 殺 滅 福 壽 螺 之 效 果 評 估 ( 一 ) 福 壽 螺 之 觀 察 與 簡 介 1. 食 性 甚 雜, 喜 食 綠 色 植 物, 尤 其 是 幼 嫩 部 份 2. 對 生 活 環 境 適 應 力 極 強 遇 惡 烈 環 境 時, 會 緊 閉 殼 蓋 3. 卵 塊 有 如 葡 萄 串, 顏 色 為 粉 紅 色 ( 剛 產 下 )( 如 圖 11 -a-b) 鮮 紅 色 ( 產 下 2~3 天 ) 灰 黑 色 ( 有 受 精 的 卵, 孵 化 前 3~4 天 ); 無 受 精 的 卵 則 保 持 鮮 紅 色 4. 殼 口 有 殼 蓋, 頭 部 有 觸 角 2 對 ( 前 對 觸 角 短, 後 對 觸 角 長 ), 後 對 觸 角 基 部 外 側, 各 有 單 眼 一 隻 ( 如 圖 12 ) 左 眼 左 後 邊, 有 一 隻 粗 大 的 肺 吸 管 ( 兼 具 肺 和 腮 的 功 能 ) ( 如 圖 13 ) 5. 取 食 時, 先 以 腹 足 抱 住 食 物, 在 以 口 器 之 顎 片 切 碎 吞 下 ( 如 圖 14 -a-b) 6. 外 觀 如 何 分 出 雌 雄 眾 說 紛 紜 ( 如 表 一 ) 表 一 不 同 文 獻 對 雌 雄 的 判 別 參 考 文 獻 殼 蓋 特 徵 雌 螺 雄 螺 朝 陽 科 大 ( 碩 論 ) 向 外 凸 向 內 凹 蘇 利 菌 防 制 水 稻 田 探 討 互 動 百 科 明 誠 中 學 ( 台 灣 的 向 內 凹 向 外 凸 福 壽 螺 ) 我 們 經 由 (1) 分 開 正 在 交 配 的 福 壽 螺 - 殼 蓋 向 外 凸, 有 陰 莖 鞘 ; 殼 蓋 向 內 凹, 則 無 ( 如 圖 15 -a-b) (2) 將 兩 隻 福 壽 螺 踩 碎 - 殼 蓋 向 外 凸, 無 蛋 白 腺 ; 殼 蓋 向 內 凹, 則 有 蛋 白 腺 ( 如 圖 16 ) 綜 合 上 述 (1)(2) 得 知 - 殼 蓋 向 外 凸 為 雄 福 壽 螺 ; 殼 蓋 向 內 凹 為 雌 福 壽 螺 ( 如 圖 17 ) 7

圖 11 -a 正 在 產 卵 圖 11 -b 剛 產 下 的 卵 後 觸 角 眼 睛 前 觸 角 圖 12 觸 角 2 對 ( 前 對 觸 角 短, 後 對 觸 角 長 ) 8

圖 13 粗 大 的 肺 吸 管 口 器 圖 14 -a 以 口 器 之 顎 片 切 碎 吞 下 9

腹 足 圖 14 -b 以 腹 足 抱 住 食 物 陰 莖 鞘 圖 15 -a 10

母 螺 公 螺 圖 15 -b 蛋 白 腺 母 螺 公 螺 圖 16 11

母 螺 公 螺 圖 17 左 邊 為 雌 性 右 邊 為 雄 性 ( 二 ) 判 別 福 壽 螺 死 亡 與 否 所 需 時 間 之 探 究 ( 第 三 組 燕 麥 片 之 實 驗 進 行 三 重 複 ) 福 壽 螺 之 耐 受 性 強, 當 環 境 不 佳 時, 會 緊 閉 殼 蓋 故 用 目 視 和 觸 碰, 究 竟 應 花 多 長 的 時 間 觀 察, 才 能 正 確 的 判 定 牠 死 亡 或 存 活, 甚 為 膠 著 參 考 網 路 上 之 發 表 文 獻, 對 於 觀 察 存 活 與 否 之 時 間, 有 24 小 時 者, 亦 有 15min 者, 差 異 頗 大 故 集 思 廣 益 並 和 老 師 討 論, 希 望 經 由 試 驗 找 出 明 確 方 法, 且 此 方 法 是 可 以 有 把 握 的 確 定 存 活 與 否, 進 而 找 出 最 適 當 之 觀 察 時 間 範 圍, 作 為 接 下 來 之 實 驗 依 據 實 驗 步 驟 1. 以 10 隻 福 壽 螺 為 單 位, 分 成 3 組 ( 每 組 總 重 量 160g±10g) 2. 每 組 加 入 500ml 之 清 水, 並 分 別 滴 入 萃 取 液 量 0.125ml( 相 當 濃 度 0.8ppm), 並 放 置 24 小 時 3. 24 小 時 後, 將 各 組 福 壽 螺 取 出, 分 別 放 入 清 水 中 4. 於 2 組 中, 分 別 加 入 燕 麥 片 ( 桂 格 ) 米 糠, 另 一 組 不 加 在 加 入 誘 餌 之 同 時, 按 下 碼 錶 計 時, 並 紀 錄 福 壽 螺 依 序 伸 出 觸 角 之 時 間 5. 若 有 一 組 溶 液 中 之 福 壽 螺 全 數 伸 出 觸 角 時, 即 結 束 觀 察 12

( 三 ) 找 出 對 福 壽 螺 可 致 死 之 濃 度 (3.2ppm 之 實 驗 進 行 三 重 複 ) 參 考 網 路 上 之 文 獻, 有 關 苦 茶 粕 對 福 壽 螺 致 死 濃 度 之 記 載, 故 將 本 次 實 驗 萃 取 液 量 定 為 0.5ml 0.25ml 0.167ml 0.125ml 0.0625ml( 相 當 濃 度 3.2ppm 1.6ppm 1.06ppm 0.8ppm 0.4ppm) 實 驗 步 驟 1. 以 10 隻 福 壽 螺 為 單 位, 分 成 6 組 ( 每 組 總 重 量 160g±10g) ( 如 圖 18 ) 2. 每 組 加 入 500ml 之 清 水,5 組 分 別 滴 入 萃 取 液 量 0.5ml 0.25ml 0.167ml 0.125ml 0.0625ml( 相 當 濃 度 3.2ppm 1.6ppm 1.06ppm 0.8ppm 0.4ppm), 另 一 組 不 加 ( 對 照 組 ) 放 置 24 小 時 ( 如 圖 19 ) 3. 24 小 時 後, 將 各 組 福 壽 螺 取 出, 分 別 放 入 清 水 中 4. 於 各 組 中, 分 別 加 入 燕 麥 片 ( 桂 格 ), 開 始 觀 察 其 活 動, 並 將 殼 蓋 張 開 觸 角 伸 出 ( 確 定 存 活 ) 的 福 壽 螺 取 出, 放 回 原 濃 度 溶 液 中 ( 如 圖 20 -a-b) 5. 由 判 別 福 壽 螺 死 亡 與 否 所 需 時 間 之 探 究 的 實 驗 結 果 顯 示 原 則 上 在 20min 之 內, 福 壽 螺 皆 可 全 數 伸 出 觸 角 故 將 判 別 福 壽 螺 存 活 之 觀 察 時 間 定 為 20min 6. 紀 錄 各 組 之 福 壽 螺 死 亡 的 隻 數 ( 如 圖 21 ) 7. 將 存 活 之 福 壽 螺 於 原 溶 液 中, 再 放 置 24 小 時 後, 重 覆 進 行 步 驟 (3~6) 8. 連 續 觀 察 數 日 在 觀 察 期 間, 當 有 一 組 溶 液 中 之 福 壽 螺 死 亡 率 達 100% 時, 即 結 束 實 驗 圖 18 六 組 福 壽 螺 ( 含 對 照 組 ) 圖 19 倒 入 500ml 清 水 13

圖 20 -a 圖 20 - b 圖 21 死 亡 的 福 壽 螺 14

( 四 ) 找 出 對 福 壽 螺 短 時 間 的 最 低 致 死 濃 度 (4ppm 之 實 驗 進 行 三 重 複 ) 由 訪 談 的 農 民 口 中 得 知, 他 們 之 所 以 習 慣 使 用 三 本 醋 錫 之 禁 藥, 來 防 治 福 壽 螺 一 方 面 是 因 為 它 使 用 方 便 ( 由 入 水 口 藉 灌 溉 水 帶 進 即 可 ), 另 一 方 面 則 是 在 短 時 間 內, 即 可 很 有 效 率 的 殺 死 福 壽 螺 由 上 實 驗 ( 三 ) 結 果 顯 示, 在 萃 取 液 量 0.5ml( 相 當 濃 度 3.2ppm) 時, 雖 然 可 對 福 壽 螺 產 生 不 錯 之 致 死 效 果, 但 時 間 (6 天 ) 似 乎 較 長 若 能 於 2~3 天, 即 可 有 100% 之 致 死 率, 當 可 成 為 農 民 使 用 環 境 賀 爾 蒙 ( 三 本 醋 錫 ) 時 之 替 代 方 案 基 於 上 述 原 因, 故 將 各 組 萃 取 液 量 增 加 10 倍, 希 望 能 在 短 時 間 內 將 福 壽 螺 致 死 實 驗 步 驟 1. 以 10 隻 福 壽 螺 為 單 位, 分 成 5 組 ( 每 組 總 重 量 160g±10g) 2. 每 組 加 入 500ml 之 清 水, 並 分 別 滴 入 萃 取 液 量 5ml 2.5ml 1.67ml 1.25ml 0.625ml ( 相 當 濃 度 32ppm 16ppm 10.6ppm 8ppm 4ppm), 放 置 24 小 時 3. 其 餘 步 驟 開 始 與 可 致 死 濃 度 實 驗 3~8 步 驟 相 同 ( 五 ) 探 討 放 入 鳳 梨 皮 之 時 間 先 後, 皂 苷 對 福 壽 螺 致 死 率 之 影 響 從 訪 談 的 農 夫 口 中 得 知, 一 些 強 調 維 護 自 然 生 態 之 耕 耘 者, 已 嘗 試 使 用 鳳 梨 皮 當 誘 餌, 來 誘 補 福 壽 螺 故 突 發 奇 想 : 若 使 用 鳳 梨 皮, 讓 福 壽 螺 先 伸 出 觸 角, 而 後, 再 滴 入 萃 取 液, 是 否 能 在 降 低 皂 苷 濃 度 之 使 用 下, 亦 能 達 到 相 同 之 致 死 效 果 由 上 實 驗 ( 四 ) 之 結 果 顯 示, 在 萃 取 液 量 0.625ml( 相 當 濃 度 4ppm) 時, 即 可 在 第 2 天, 達 到 100% 之 致 死 率 故 本 實 驗 將 萃 取 液 量 調 降 成 0. 125ml 0.0625ml( 相 當 濃 度 0.8ppm 0.4ppm, 為 原 來 的 1/5 1/10) 實 驗 步 驟 1. 以 10 隻 福 壽 螺 為 單 位, 分 成 4 組 ( 每 組 總 重 量 160g±10g) 2. 每 組 分 別 加 入 500ml 之 清 水 3. 取 2 組, 先 行 放 入 已 發 酵 之 鳳 梨 皮 14g 4. 當 (3) 之 2 組 中 之 福 壽 螺 全 數 都 伸 出 觸 角 時, 即 分 別 滴 入 萃 取 液 0.125ml 0.0625ml ( 相 當 濃 度 0.8ppm 0.4ppm), 放 置 24 小 時 ( 如 圖 22 ) 5. 將 已 發 酵 之 鳳 梨 皮 與 萃 取 液 0.125ml 0.0625ml( 相 當 濃 度 0.8ppm 0.4ppm) 同 時 加 入 另 2 組 中, 亦 放 置 24 小 時 ( 如 圖 22 ) 6. 其 餘 步 驟 開 始 與 與 可 致 死 濃 度 實 驗 3~7 步 驟 相 同 7. 連 續 觀 察 3 日 在 觀 察 期 間, 當 有 一 組 溶 液 中 之 福 壽 螺 死 亡 率 達 100% 時, 即 結 束 實 驗 15

圖 22 2 組 放 鳳 梨 皮 2 組 無 鳳 梨 皮 ( 六 ) 先 放 入 鳳 梨 皮, 再 找 出 皂 苷 對 福 壽 螺 的 有 效 致 死 濃 度 ( 實 驗 進 行 三 重 複 ) 因 在 探 討 放 入 鳳 梨 皮 之 時 間 先 後 差 異 對 福 壽 螺 致 死 率 之 影 響, 實 驗 結 果 得 知, 先 放 置 鳳 梨 皮, 讓 其 打 開 殼 蓋 伸 出 觸 角 之 致 死 效 果 確 實 優 於 同 時 放 置 者 但 因 結 果 未 達 100% 的 致 死 率, 故 本 實 驗 將 萃 取 液 量 調 升 成 0. 208ml 0.3125ml( 相 當 濃 度 1.33ppm 2ppm) 希 望 能 找 出 致 死 率 為 100% 的 之 皂 苷 濃 度 實 驗 步 驟 1. 以 10 隻 福 壽 螺 為 單 位, 分 成 6 組 ( 每 組 總 重 量 160g±10g) ( 如 圖 23 ) 2. 每 組 分 別 加 入 500ml 之 清 水 3. 6 組, 先 行 放 入 已 發 酵 之 鳳 梨 皮 14g 4. 當 (3) 之 福 壽 螺 全 數 都 伸 出 觸 角 時, 取 三 組, 滴 入 萃 取 液 0.208ml( 相 當 濃 度 1.33ppm) 其 餘 三 組, 滴 入 萃 取 液 0.3125ml( 相 當 濃 度 2ppm), 放 置 24 小 時 5. 其 餘 步 驟 開 始 與 與 可 致 死 濃 度 實 驗 3~7 步 驟 相 同 6. 連 續 觀 察 數 日 在 觀 察 期 間, 當 有 一 濃 度 中 之 福 壽 螺 死 亡 率 達 100% 時, 即 結 束 實 驗 圖 23 16

三 市 售 殺 螺 產 品 之 成 本 分 析 表 二 市 售 殺 螺 產 品 之 價 格 研 發 及 生 產 單 位 產 品 內 容 1 分 地 ( 約 970 平 方 公 尺 ) 建 議 用 量 價 格 興 農 耐 克 螺 可 濕 性 粉 劑 100 克 * 1.5 包 130 * 1.5 =195 元 農 藥 行 苦 茶 泊 10 公 斤 * 2 包 300 * 2 = 600 元 美 和 技 術 學 院 天 然 無 患 子 粒 劑 3 公 斤 * 5 包 150 * 5 = 750 元 ( 皂 苷 成 分 未 知 ) 本 實 驗 天 然 無 患 子 原 料 成 本 ( 皂 苷 成 分 100%) (1) 純 皂 苷 殺 福 壽 螺 短 時 間 的 最 低 致 死 濃 度 為 4ppm 原 料 成 本 估 算 如 下 :580 元 (2) 先 放 鳳 梨 皮, 再 加 入 純 皂 苷 來 殺 螺, 可 降 低 濃 度 至 2ppm 原 料 成 本 估 算 如 下 :290 元 17

陸 研 究 結 果 與 討 論 一 無 患 子 皂 苷 之 萃 取 與 不 同 變 因 對 產 率 之 影 響 ( 一 ) 無 患 子 皂 苷 標 準 曲 線 之 製 作 1.2 1 y = 2.315x - 0.1023 R 2 = 0.9992 吸 光 率 % 0.8 0.6 0.4 數 列 1 線 性 ( 數 列 1) 0.2 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 純 皂 苷 g/ 乙 醇 100ml) 圖 24 無 患 子 皂 苷 標 準 曲 線 18

( 二 ) 探 討 乙 醇 濃 度 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 B 8 7 皂 苷 產 率 % B 6 5 4 3 實 驗 結 果 2 50 60 70 80 90 100 A 圖 25 乙 醇 濃 度 對 皂 苷 產 率 的 影 響 1. 由 ( 圖 25 ) 顯 示, 乙 醇 濃 度 較 低 時, 由 於 水 的 比 例 較 多, 容 易 萃 取 出 較 多 的 雜 質, 而 隨 著 濃 度 的 提 高, 雜 質 萃 出 量 降 低, 無 患 子 皂 苷 萃 取 量 也 隨 之 提 高 結 果 討 論 乙 醇 濃 度 (%) 1. 在 濃 度 95% 時, 無 患 子 皂 苷 有 最 佳 的 產 率 公 式 : 萃 取 皂 苷 量 (g)=( 吸 光 值 +0.123)/2.315 皂 苷 產 率 = 萃 取 皂 苷 量 /4g( 皂 苷 量 )*100 ( 三 ) 探 討 不 同 溫 度 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 9 B 8 皂 苷 產 率 % B 7 6 5 4 3 2 1 30 40 50 60 70 A 溫 度 ( ) 實 驗 結 果 圖 26 不 同 溫 度 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 1. 由 ( 圖 26 ) 可 以 看 出, 由 於 一 開 始 溫 度 太 低, 導 致 皂 苷 難 以 萃 取 出 來, 所 以 產 率 不 19

佳, 而 隨 著 溫 度 增 加, 產 率 也 漸 漸 增 加, 到 70 時 產 率 最 高 結 果 討 論 1. 超 音 波 溫 度 在 70 時, 無 患 子 皂 苷 之 產 率 最 高 ( 四 ) 探 討 萃 取 時 間 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 B 8 皂 苷 產 率 % B 7 6 5 4 3 20 30 40 50 60 A 萃 取 時 間 (min) 圖 27 萃 取 時 間 對 無 患 子 皂 苷 產 率 之 影 響 實 驗 結 果 1. 由 ( 圖 27 ) 可 以 看 出 20min 30min 所 得 產 卛 較 40min 低, 可 能 是 萃 取 時 間 較 短, 有 部 份 皂 苷 尚 未 被 萃 取 出 來 ; 到 60min 時, 皂 苷 產 率 為 最 多 結 果 討 論 1. 超 音 波 萃 取 時 間 為 60min 時, 無 患 子 皂 苷 之 產 率 最 佳 ( 五 ) 固 ( 無 患 子 果 皮 粉 末 ) 液 ( 乙 醇 ) 比 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 9 B 皂 苷 產 率 % B 8 7 6 5 4 1:10 1:15 1:20 1:25 1:30 A 無 患 子 果 皮 粉 末 : 乙 醇 (g:ml) 圖 28 固 液 比 對 萃 取 皂 苷 產 率 之 影 響 20

實 驗 結 果 1. 由 ( 圖 28 ) 可 以 看 出, 隨 著 固 液 比 的 增 加, 皂 苷 產 率 也 隨 之 提 高, 而 在 固 液 比 1:25 時, 已 達 穩 定 值, 固 液 比 於 1:30 時, 產 率 相 差 不 多 結 果 討 論 1. 若 考 慮 到 節 省 溶 劑 消 耗, 則 固 液 比 最 佳 條 件 為 1:25 二 探 討 無 患 子 皂 苷 萃 取 液, 應 用 於 殺 滅 福 壽 螺 之 效 果 評 估 ( 一 ) 判 別 福 壽 螺 死 亡 與 否 所 需 時 間 之 探 究 表 三 福 壽 螺 在 不 同 誘 餌 下 觸 角 伸 出 之 時 間 ( 第 三 組 燕 麥 片 之 實 驗 進 行 三 重 複 ) 第 一 組 ( 清 水 ) 第 二 組 ( 米 糠 ) 第 三 組 ( 燕 麥 片 ) 第 1 隻 5:23 3:17 2:00 第 2 隻 7:41 3:56 2:34 第 3 隻 9:45 5:27 3:16 第 4 隻 12:30 12:08 4:25 第 5 隻 14:05 5:02 第 6 隻 7:31 第 7 隻 8:31 第 8 隻 9:06 第 9 隻 15:28 第 10 隻 19:02 實 驗 結 果 以 表 三 顯 示 出 : 2. 第 一 隻 福 壽 螺 伸 出 觸 角 之 時 間 為 清 水 (5:23) 米 糠 (3:17) 燕 麥 片 (2:00), 以 燕 麥 片 最 為 快 速 2. 到 第 四 隻 時, 仍 是 燕 麥 片 中 之 福 壽 螺 特 別 快 速, 而 且 是 遙 遙 領 先 3. 在 20min 內, 清 水 (4 隻 ) 米 糠 (5 隻 ) 燕 麥 片 (10 隻 ), 亦 是 以 燕 麥 片 ( 全 21

數 伸 出 ) 效 果 特 別 好, 故 原 則 上 在 20min 之 內, 皆 可 全 數 伸 出 觸 角 結 果 討 論 誘 餌 之 不 同, 對 福 壽 螺 之 吸 引 力 亦 不 相 同, 吸 引 力 為 ( 燕 麥 片 > 米 糠 > 清 水 ), 其 中 以 燕 麥 片 之 吸 引 力 最 為 勝 出 ( 二 ) 找 出 對 福 壽 螺 可 致 死 之 濃 度 (3.2ppm 之 實 驗 進 行 三 重 複 ) 圖 29 不 同 皂 苷 濃 度 中 福 壽 螺 死 亡 率 150 死 亡 率 % 100 50 0 0.4 0.8 1.06 1.6 3.2 皂 苷 濃 度 ppm 第 一 天 第 二 天 第 三 天 第 四 天 第 五 天 第 六 天 圖 29 實 驗 結 果 以 ( 圖 29 ) 顯 示 出 : 1. 第 一 天 時, 在 萃 取 液 0.5ml( 相 當 濃 度 3.2ppm) 之 溶 液 中, 福 壽 螺 死 亡 率 可 達 60%, 其 餘 各 組 死 亡 率 皆 為 0 故 以 萃 取 液 0.5ml( 相 當 濃 度 3.2ppm) 效 果 特 別 好 2. 第 六 天 時, 於 萃 取 液 0.5ml( 相 當 濃 度 3.2ppm) 之 溶 液 中, 福 壽 螺 死 亡 率 即 可 達 到 100% 其 餘 各 組 致 死 率 皆 偏 低, 且 差 異 不 大 結 果 討 論 在 萃 取 液 0.5ml( 相 當 濃 度 3.2ppm), 才 可 對 福 壽 螺 產 生 不 錯 致 死 效 果 ( 三 ) 找 出 對 福 壽 螺 短 時 間 的 最 低 致 死 濃 度 (4ppm 之 實 驗 進 行 三 重 複 ) 圖 30 不 同 皂 苷 濃 度 中 福 壽 螺 死 亡 率 死 亡 率 % 150 100 50 100 100 100 100 100 80 56.7 60 50 50 第 一 天 第 二 天 0 4 8 10.6 16 32 皂 苷 濃 度 ppm 圖 30 22

實 驗 結 果 由 ( 圖 30 ) 顯 示 出 : 在 萃 取 液 0.625ml 1.25ml 1.67ml 2.5ml 5ml( 相 當 濃 度 4ppm 8ppm 10.6ppm 16ppm 32ppm) 皆 可 在 第 2 天, 將 福 壽 螺 全 數 殺 死, 達 到 100% 致 死 率 結 果 討 論 在 萃 取 液 0.625ml( 相 當 濃 度 4ppm) 以 上, 皆 可 有 效 的 將 福 壽 螺 殺 死, 故 對 福 壽 螺 短 時 間 的 最 低 致 死 萃 取 液 為 0.625ml( 相 當 濃 度 4ppm) ( 四 ) 放 入 鳳 梨 皮 之 時 間 先 後 皂 苷 對 福 壽 螺 致 死 率 之 影 響 圖 31 在 濃 度 0.8pp m 中 之 福 壽 螺 死 亡 率 死 亡 率 % 80 60 40 20 0 先 放 鳳 梨 皮 同 時 放 入 第 一 天 第 二 天 第 三 天 放 入 時 間 差 圖 31 圖 32 在 濃 度 0.4ppm 中 之 福 壽 螺 死 亡 率 死 亡 率 % 50 40 30 20 10 0 先 放 鳳 梨 皮 同 時 放 入 第 一 天 第 二 天 第 三 天 放 入 時 間 差 圖 32 實 驗 結 果 由 ( 圖 31 32 ) 顯 示 出 : 1. 第 三 天, 於 萃 取 液 0.125ml( 相 當 濃 度 0.8ppm) 溶 液 中, 先 置 放 鳳 梨 皮 之 死 亡 率 為 70%, 同 時 置 放 之 死 亡 率 為 30% 以 先 置 放 鳳 梨 皮 之 死 亡 率 較 高 2. 第 三 天, 於 萃 取 液 0.0625ml( 相 當 濃 度 0.4ppm) 中, 先 置 放 鳳 梨 皮 之 死 亡 率 為 40%, 同 時 置 放 死 亡 率 為 0, 亦 以 先 置 放 鳳 梨 皮 之 死 亡 率 較 勝 出 結 果 討 論 1. 先 放 置 鳳 梨 皮, 讓 其 打 開 殼 蓋 伸 出 觸 角 之 致 死 效 果 確 實 優 於 同 時 放 置 者 2. 在 萃 取 液 0.125ml( 相 當 濃 度 0.8ppm) 之 低 濃 度 下, 亦 有 (70%) 致 死 效 果 如 此, 不 但 能 節 省 無 患 子 皂 苷 之 用 量, 且 用 來 當 誘 餌 之 發 酵 鳳 梨 皮, 除 了 能 讓 農 作 物 肥 沃, 也 能 成 為 其 他 生 物 之 食 物 可 說 是 一 兼 二 顧, 既 環 保 又 有 效 23

( 五 ) 先 放 入 鳳 梨 皮, 再 找 出 皂 苷 對 福 壽 螺 的 有 效 致 死 濃 度 ( 實 驗 進 行 三 重 複 ) 圖 33 在 先 放 鳳 梨 皮 條 件 下 不 同 皂 苷 濃 度 中 福 壽 螺 死 亡 率 死 亡 率 % 150 100 50 46.7 86.7 73.3 80 56.7 100 第 一 天 第 二 天 第 三 天 0 1.33 2 皂 苷 濃 度 ppm 圖 33 實 驗 結 果 由 ( 圖 33 ) 顯 示 出 : 第 三 天, 在 萃 取 液 0.208ml 0.3125ml( 相 當 濃 度 1.33ppm 2ppm) 之 濃 度 下, 對 福 壽 螺 之 致 死 率 為 (86.7% 100%) 結 果 討 論 故 在 萃 取 液 0.3125ml( 相 當 濃 度 2ppm) 之 濃 度 下, 可 達 到 100% 致 死 率 三 市 售 殺 螺 產 品 之 成 本 分 析 結 果 討 論 以 表 二 顯 示 出 1. 和 同 是 使 用 無 患 子 的 美 和 技 術 學 院 研 發 之 粒 劑 比 較, 本 法 經 由 快 速 萃 取 皂 苷, 可 節 省 5/6 之 時 間 ; 且 加 入 鳳 梨 皮 來 誘 食, 更 可 節 省 皂 苷 的 使 用 量, 故 將 更 具 競 爭 力 2. 現 在 農 民 常 用 之 耐 克 螺, 雖 然 價 格 較 低, 但 台 灣 目 前 正 朝 有 機 產 業 大 力 推 廣, 故 雖 然 成 本 稍 高, 本 法 仍 應 有 相 當 之 潛 力 柒 結 論 一 無 患 子 皂 苷 之 萃 取 與 不 同 變 因 對 產 率 之 影 響 1. 用 超 音 波 所 產 生 之 空 化 效 應 ( 產 生 氣 泡, 且 氣 泡 會 一 直 形 成 擠 壓 和 爆 破, 而 產 生 巨 大 的 撞 擊 能 量 ), 確 實 可 加 速 皂 苷 成 分 的 溶 出 ( 時 間 1hr), 較 傳 統 提 取 皂 苷 的 方 法 ( 萃 取 時 間 6~8hr) 更 為 快 速, 且 皂 苷 之 產 率 ( 約 為 8%) 和 傳 統 相 當 2. 綜 合 比 較 各 種 因 素 對 皂 苷 產 率 的 影 響 後, 得 到 在 乙 醇 濃 度 95% 溫 度 70 萃 取 時 間 1hr 固 液 比 1:25 時, 皂 苷 產 率 為 最 高 24

二 探 討 無 患 子 皂 苷 萃 取 液 應 用 於 殺 滅 福 壽 螺 之 效 果 評 估 1. 添 加 燕 麥 片 誘 餌 確 實 可 吸 引 福 壽 螺, 在 20min 內, 即 可 快 速 且 明 確 的 判 斷 其 存 活 之 情 形 2. 無 患 子 之 皂 苷 確 實 可 讓 福 壽 螺 致 死 其 短 時 間 的 最 低 致 死 皂 苷 萃 取 液 量 為 0.625ml( 相 當 濃 度 為 4ppm) 3. 發 酵 過 的 鳳 梨 皮 ( 含 果 酸 之 香 味 ) 對 福 壽 螺 特 別 具 有 吸 引 力, 使 其 在 覓 食 之 同 時, 亦 會 吸 入 皂 苷, 進 而 加 速 其 死 亡, 其 萃 取 液 量 可 降 至 0.3125ml( 相 當 濃 度 為 2ppm) 如 此, 不 但 能 節 省 無 患 子 皂 苷 之 用 量, 亦 符 合 農 民 經 濟 原 則 捌 未 來 展 望 希 望 經 由 我 們 的 實 驗 結 果, 能 提 供 農 民 一 些 具 體 可 行 之 方 法 若 能 在 同 區 域 之 農 田 ( 因 福 壽 螺 有 越 域 的 行 為 ), 皆 以 鳳 梨 皮 ( 廢 物 再 利 用 ) 為 誘 餌, 搭 配 天 然 無 患 子 之 皂 苷 ( 濃 度 為 2ppm), 並 進 行 關 水, 將 可 施 行 環 保 之 殺 螺 防 治, 讓 地 球 永 續 發 展 除 此 之 外, 農 民 若 再 加 上 防 疫 局 的 建 議 採 撿 福 壽 螺 卵 塊 及 螺 體 ; 或 於 田 區 的 入 水 口 加 裝 鐵 絲 網, 以 阻 止 福 壽 螺 入 侵, 進 而 減 少 皂 苷 的 使 用 量 ; 或 於 枯 水 期, 清 除 灌 溉 溝 渠 底, 泥 土 中 的 福 壽 螺 更 可 在 冬 季 時, 利 用 翻 耕, 將 已 遁 入 土 壤 休 眠 的 螺 體 翻 出, 使 其 無 法 越 冬, 並 加 以 清 除 深 深 相 信 將 各 種 方 法 齊 頭 並 進, 必 可 有 效 降 低 福 壽 螺 的 為 害, 做 到 真 正 的 綠 色 農 村 讓 我 們 一 起 寶 貝 台 灣 珍 愛 地 球! 玖 參 考 文 獻 1. 台 灣 石 油 枯 竭 論 談 : http://blog.yam.com 2. 台 灣 微 測 公 司 : http://blog.sina.com.tw 3. 益 無 螺 粒 劑 之 開 發 :http://www.tari.gov.tw 4. 陳 哲 民, 水 稻 有 機 栽 培 病 蟲 害 管 理 技 術 http://organic.hdais.gov.tw 5. 碩 士 論 文 : 朝 陽 科 技 大 學 ( 應 用 化 學 系 ) 中 山 大 學 ( 海 洋 生 物 研 究 所 ) 6. 魏 鳳 玉,(2007) 天 然 無 患 子 皂 苷 提 取 分 離 7. 余 錦 城,(2007) 天 然 無 患 子 皂 苷 提 取 分 離 及 測 試 的 研 究 25

評 語 030318 1. 主 題 切 合 鄉 土 及 實 用 性, 對 環 境 關 懷 有 所 著 墨, 表 達 能 力 佳 2. 實 驗 數 據 宜 加 強 統 計 分 析, 實 驗 紀 錄 本 之 記 載 應 再 詳 細 登 錄 3. 皂 苷 成 分 宜 再 檢 定 分 析