全 文 ：技术研发 TECHNOLOGY AND MAＲKET
Vol． 23，No． 5，2016
辣木籽在水处理中的应用进展
郑志宏，陈东光，帖靖玺
(华北水利水电大学 环境与市政工程学院，河南 郑州 450011)
摘 要:辣木为辣木科，辣木属多年生木本植物，共有 14 个品种，是热带地区常见树种。辣木籽功能多样，可以用作医疗
保健品原材料，营养补充剂和净水材料等。着重对辣木籽在水处理中的应用及其净水原理进行了总结，并指出了目前研
究和应用中存在的不足。希望能为辣木籽在水处理中的研究和应用提供有益参考。
关键词:辣木籽;净水;机理
A Ｒeview of applications of Moringa oleifrea seed in water treatment
ZHENG Zhihong，CHEN Dongguang，TIE Jingxi
(School of Environmental and Municipal Engineering，North China University
of Water Ｒesources and Electric Power，Zhengzhou 450011，China)
Abstract:As one of the 14 known species in the family of Moringaceae，Moringa oleifera is widely cultivated in tropical belt，and
has been introduced into some areas in China． Moringa oleifera seed is multipurpose and has been used as pharmaceutical raw
materials，food supplements，and coagulant and adsorbent in water treatment． The applications of Moringa oleifera seed in water
treatment and its mechanism for water purification is reviewed in the article，and the areas requiring further investigations is high-
lighted as well．
Key words:Moringa oleifera seed;Water purification;Mechanism
doi:10． 3969 / j． issn． 1006 － 8554． 2016． 05． 065
1 概述
辣木 (Moringa oleifrea Lam) ，又称为洋椿树、鼓槌树，为辣
木科，辣木属多年生木本植物，原产地为印度和非洲，目前已经
是阿拉伯、东南亚和非洲地区的常见树种，在我国的广东、广
西、海南、云南、海南和台湾等地也已实现引种［1］。目前已知的
辣木品种共有 14 种，其中较常食用的为印度传统辣木、印度改
良辣木和非洲辣木三个品种［2］。辣木功具有多种食用和药用
功能，例如，其嫩叶富含蛋白质和多种维生素，可以作为蔬菜食
用，还可以作为儿童营养补充剂;辣木叶、种子和根中的某些活
性成分则具有抗菌、抗溃疡、降血压、降血糖、降胆固醇等功
能［2 － 3］，因此，辣木在食品、医疗保健品开发方面具有巨大价
值。除此之外，辣木籽的净水功能也已引起了全世界的广泛关
注，本文将对近些年来辣木籽在水处理中的应用进展加以总结
评述。
2 辣木籽作为絮凝剂的应用
2． 1 辣木籽及其油枯的应用
采用辣木籽净水具有悠久的历史，有研究者认为《圣经》
“出埃及记”中提到的能净水的神奇植物就是辣木。苏丹某些
农村地区以及西亚的一些国家的居民有用辣木籽净化饮用水
的传统［4］。传统的辣木籽净水方法是将成熟的辣木籽粉碎后
直接加入水中，经过一段时间的反应，即可将水中的泥沙等悬
浮物去除，得到较为清洁的饮用水。为了深入探索辣木籽的净
水效果及机理，近年来研究者进行了大量的相关研究，其中最
简单的方法就是直接以辣木籽粉作为絮凝剂使用，如马李一等
进行了辣木籽粉处理人工模拟浊度水的研究，结果表明，辣木
籽粉能够有效地去除水中的浊度，且在相同的实验条件下，辣
木籽粉的除浊效果与商用絮凝剂聚合氯化铝相当［5］。段琼芬
等的研究结果还显示，在相同条件下，辣木籽及其油枯对水中
浊度的去除效果相近［6］。辣木籽油枯之所以具有同样的除浊
效果是因为油料提取工艺并不会同步将辣木籽所含的絮凝活
性成分提取出来，因此辣木油枯保留了良好的絮凝功能。采用
辣木油枯作为絮凝剂，能使辣木籽的众多功能得到更加充分地
开发和利用。
辣木籽及其油枯不仅能去除水中的浊度，同时对水中的染
料、藻类等也具有良好的去除效果。如，帖靖玺等采用辣木籽
油枯进行了处理刚果红染料废水的研究，结果表明，辣木籽油
枯能有效去除水中刚果红，且不同浓度的染料去除率和辣木籽
粉末最佳用量之间存在线性关系，进一步的分析则表明，油枯
中所含蛋白的絮凝作用和油枯颗粒发挥的凝结核作用是油枯
去除刚果红的主要机理［7］。张浏等采用辣木籽油枯粉末处理
直接耐晒黑 G废水，同样取得了良好的效果，同时也发现了不
同浓度的染料去除率和辣木籽粉末最佳用量之间存在线性关
系［8］。Teixeira 等以辣木籽粉作为絮凝剂，进行了去除小球藻
的研究，结果表明，辣木籽粉用量为 1 g /L，藻液 pH = 9． 2，沉淀
时间为 120 min时，悬浮藻细胞的去除率可达 89%［9］。
2． 2 辣木籽粗提物的应用
针对辣木籽及其油枯开展的研究表明，两者均具有良好的
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技术与市场 技术研发
2016年第23卷第5期
絮凝性能，但是由于辣木籽成分复杂，在进行水处理时，其中所
含的某些成分会不可避免地溶入水中，对处理后的水质产生一
定的影响，特别是在进行饮用水净化时，容易导致处理后的水
出现色度和异味，同时导致其生物稳定性和安全性下降。研究
表明，辣木籽所含的主要净水活性组分为具有絮凝功能的水溶
性蛋白，因此，研究者采用不同的方法提取辣木籽中的絮凝活
性蛋白，并将其用于水质净化。
Okuda等用 NaCl、NaNO3、KCl和 KNO3 四种盐溶液以及蒸
馏水进行了辣木蛋白的提取，提取液经滤纸过滤后作为絮凝剂
使用。对高岭土模拟浊度水的处理结果表明:1mol /L 的 NaCl
提取液对水中模拟浊度的去除效率远高于水提液，而将水提液
和 NaCl联合使用时并不能提高浊度的去除效果，说明 NaCl 对
混凝并无促进作用。盐的作用是通过盐溶效应促进了辣木籽
所含蛋白分子的解离和溶出，提高了溶液中活性蛋白的浓度，
从而改善了混凝效果;当溶液盐浓度过高时，提取液的混凝效
果反而降低，原因是高浓度盐的盐析效应促使溶液中蛋白沉淀
析出，降低了溶液中蛋白的浓度，从而导致混凝效果下降。而
盐的种类似乎对混凝效果基本不存在影响。进一步的蛋白质
纯化及混凝实验结果证实，纯化过程可以有效地去除非混凝活
性成分，如多糖;混凝活性成分为分子量大于 12 KDa 的蛋白
质［10］。
Yarahmadi等采用 1%的辣木籽氯化钠提取液作为絮凝
剂，进行了处理高岭土模拟浊度水的研究，结果表明，原水浊度
为 10、50、500 和 1 000 NTU，pH = 5 ～ 8 时，辣木籽盐提液的最
佳用量为 10 ～ 30 mg /L，相应的浊度去除率为 98%、97%、
89%、和 55%，最佳 pH = 6 ～ 8;而聚合氯化铝的最佳用量为 20
～ 30 mg /L，相应的浊度去除率为 99%、98%、95%、和 89%，最
佳 pH = 8［11］。
Ndabigengesere and Narasiah 采用 5%的辣木籽水提液作为
混凝剂处理高岭土模拟浊度水，结果表明，辣木籽粗提液对处
理后水的 pH，碱度和电导率等参数基本没有影响，同时采用辣
木籽水提液作为絮凝剂产生的污泥量小于铝盐絮凝剂，但是辣
木籽水提液中的非絮凝活性成分仍会造成处理后水中的有机
物含量升高［12］。
帖靖玺等采用“硫酸铵盐溶 +硫酸铵盐析 +透析”的方式
得到蛋白粗提液，并将其用于对水中直接耐晒黑 G的去除。研
究结果显示，在所有相同的实验条件下，蛋白粗提液对直接耐
晒黑 G的混凝去除效果都优于同剂量的聚合氯化铝［13］。
Beltrán － Heredia和 Martín 采用辣木籽的氯化钠提取液进
行了去除水中包括亚甲基蓝、酸性红 88、依来铬氰蓝 Ｒ、酸性绿
25、酸性黑 52 和直接蓝 15 在内的 6 种染料的研究，结果表明，
在以直接蓝 15 为去处对象的絮凝剂筛选实验中，辣木籽提取
液的处理效果优于包括铝盐在内的其他七种絮凝剂;在 pH =
7，T = 25℃ 辣木籽对除亚甲基蓝之外的其他五种染料都有很
好的去除效果，对直接蓝 15 的去除效果可达 99%［14］。
Beltrán － Heredia等还用辣木籽的氯化钠提取液进行了处
理其中长链阴离子表面活性剂的实验研究，结果表明辣木籽盐
提液对这七种表面活性剂都具有良好的去除效果［15］。
2． 3 辣木籽净水活性组分的分离纯化
为了克服辣木籽及其粗提物中所含的非活性组分对处理
后水质的影响，研究者采取了不同的工艺对辣木籽所含的净水
活性组分进行了分离和纯化。如 Ndabigengesere等采用“过滤
→透析袋透析→超滤膜超滤→制备冻干粉→冻干粉重溶→硫
酸铵溶液沉淀→尼龙膜过滤→沉淀物重溶于蒸馏水→羧甲基
纤维素阳离交换树脂纯化”的工艺对水提液中的活性物质进
行分离和纯化，最后得到的活性组分是分子量为 13 KDa 左右
的蛋白质二聚体，其等电点在 pH10 ～ 11 之间，对水中浊度的主
要去除机理为吸附和电性中和作用［12］。Ghebremichael 等则采
用“95%的乙醇提油→蒸馏水或者盐水浸提→阳离子交换树
脂纯化”的工艺进行分离纯化，结果得到的活性物质为分子量
小于 6． 5 KDa的水溶性蛋白质，其等电点大于 pH 9． 6，且蒸馏
水和盐水提取液中所含蛋白的净水活性和相关的理化性质非
常接近［16］。
除蛋白类物质之外，辣木籽中还含有其他类型的混凝活性
成分。Okuda等采用“纤维素膜透析→冷丙酮脱酯→离心→上
清液柱层析”的方法对辣木籽的氯化钠提取液进行分离和纯
化，得到了既非蛋白，也非多糖和脂类的活性成分。该组分不
溶于水，分子量约为 3 KDa，红外光谱显示，其主要的官能团为
氨基和羟基。该物质对水中低至 3． 5 NTU 的浊度都有很好的
去除效果，且不会增加处理后水中有机物的含量［10］。
2． 4 辣木籽活性成分的混凝机理
辣木籽混凝机理与活性成分的构成以及去除对象有关。
如 Ndabigengesere等认为辣木籽蛋白对水中浊度的主要去除机
理为吸附和电性中和作用［12］;帖靖玺等认为，辣木籽蛋白对水
中阴离子染料的混凝去除是带正电的蛋白分子和染料的 SO －3
基团之间吸附电中和作用的结果［7］;Okuda 等则认为辣木籽中
所含非蛋白类活性物质对浊度的去除机理既非吸附电中和，也
非压缩双电层，而是水中的二价阳离子与该物质生成的网状结
构物质的网捕、卷扫作用的结果［10］。
3 辣木籽作为吸附剂的应用
除了作为混凝剂外，辣木籽作为吸附剂在水处理中也得到
一定程度的应用。如 Kumari 等人以经过脱壳、烘干和粉碎的
辣木籽粉末作为吸附剂，进行了吸附水中砷离子的实验研究，
结果表明，在辣木籽粉用量为 2． 0 g，砷离子浓度为 25 mg /L，溶
液体积为 200 ml，pH分别为 7． 5 和 2． 5，反应时间为 60 min时，
对溶液中 As(Ⅲ)的吸附去除率分别为 60． 2%和 85． 6%［16］。
Sharma等的研究则表明，在辣木籽粉用量为 4． 0 g，Cd(Ⅱ)浓
度为 25 mg /L，溶液体积为 200 ml，反应时间为 40 min，pH 分
别为 6． 5 时，对溶液中 Cd(Ⅱ)的吸附去除率可达 85． 10%;而
对反应产物红外光谱的分析表明，辣木籽中所含的氨基酸和
Cd(Ⅱ)的相互作用是 Cd(Ⅱ)去除的主要原因［17］。进一步的
研究表明，当水中有多种重金属共存时，辣木籽对重金属的吸
附去除存在选择性，当水中有 Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和 Cr(Ⅲ)存在
时，辣木籽对三种金属的选择性去除顺序为 Cd(Ⅱ) ＞ Cr(Ⅲ)
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＞ Ni(Ⅱ)［18］。伍斌和邹一则开展了采用辣木籽去除水中
Cr(Ⅵ)的研究，结果表明，经 20 ～ 80℃水浴处理的辣木籽对
Cr(Ⅵ)的吸附无差异，酸处理会提高吸附效果，而碱处理则会
降低处理效果。Cr(Ⅵ)去除的主要机理是辣木籽中所含
－ CH2 －和 C = O官能团与 Cr(Ⅵ)发生的络合反应
［19］。
4 结语
目前，辣木籽主要作为絮凝剂和吸附剂在水处理中得到了
应用。由于絮凝剂在水处理领域用途广、用量大，且现有的商
用化学絮凝剂存在一定的缺点，因此，在水处理领域辣木籽作
为絮凝剂的应用将会成为主流。辣木籽絮凝剂的开发和商业
化应用仍然存在如下问题:①目前辣木籽的产量无法满足大规
模商业开发的需要。②目前还缺乏对辣木籽絮凝进行的全面
和严格的毒理学研究，因此无法获得生产和销售许可。③关于
辣木籽絮凝活性成分的纯化和应用多处于实验室研究阶段，缺
乏成熟的商业化生产所需的工艺和成套设备。相信随着公众
对辣木籽的了解更加深入，辣木种植面积的扩大和相关研究的
进一步深入，目前存在的问题将会逐步得到解决，辣木籽絮凝
剂会在水处理领域发挥越来越重要的作用。
参考文献:
［1］ 彭磊，田洋，解静，等．世界辣木发展现状及市场前景分析
［J］．世界农业，2015(9) :143 － 146．
［2］ 罗云霞，陆斌，石卓功． 辣木的特性与价值及其在云南引
种发展的景况［J］．西部林业科学，2006(35) :136 － 140．
［3］ 冯光恒，徐兴才，江功武，等． 辣木综合利用研究综述
［J］．安徽农业科学，2015(43) :8 － 10．
［4］ Mustapha Hassan Bichi． A review of the Applications of
Moringa oleifera seeds extract in Water Treatment［J］． Civil
and Environmental Ｒesearch，2013(3) :1 － 10．
［5］ 马李一，王有琼，张重权，等．天然净水剂辣木净水功能研
究［J］．天然产物研究与开发，2009(21) :483 － 485．
［6］ 段琼芬，马李一，李珍贵，等． 辣木种仁净水效果研究
［J］．林产化学与工业，2008(28) :71 － 74．
［7］ Jingxi Tie，Peipei Li，Zhibo Xu，et al． Ｒemoval of Congo red
from aqueous solution using Moringa oleifera seed cake as
natural coagulant［J］． Desalination and Water Treatment，
2015(54) :2817 － 2824．
［8］ 袁步先，张浏，郑西强，等．辣木油渣对水中偶氮染料直接
耐晒黑 G 的混凝去除效果研究［J］．现代农业科技，2015
(13) :269 － 271．
［9］ Cláudia Maria Luz Lapa Teixeira，Fabiana Vasconcelos
Kirsten，Pedro Celso Nogueira Teixeira． Evaluation of Morin-
ga oleifera seed flour as a flocculating agent for potential
biodiesel producer microalgae［J］． Journal of Applied Phy-
cology，2012(24) :557 － 563．
［10］ Tetsuji Okuda，Aloysius U Baes，Wataru Nishijima，et al．
Improvement of extraction method of coagulation active com-
ponents from Moringa oleifera seed［J］． Water Ｒesearch，
1999(33) :3373 － 3378．
［11］ Yarahmadi M，Hossieni B，Bina M H，et al． Application of
Moringa Oleifer Seed Extract and Polyaluminum Chloride in
Water Treatment［J］． World Applied Sciences Journal，2009
(7) :962 － 967．
［12］ Anselme Ndabigengesere，K Subba Narasiah． Quality of wa-
ter treated by coagulation using Moringa oleiferaseeds［J］．
Water Ｒesearch，1998(32) :781 － 791．
［13］ Jingxi Tie，Mengbin Jiang，Hanchao Li，Shuai Zhang，Xiwang
Zhang． A comparison between Moringa oleifera seed press-
cake extract and polyaluminum chloride in the removal of di-
rect black 19 from synthetic wastewater［J］． Industrial
Crops and Products，2015(74) :530 － 534．
［14］ Jesús Beltrán-Heredia，Jesús Sánchez Martín． Azo dye re-
moval by Moringa oleifera seed extract coagulation［J］． Col-
oration Technology，2008(124) :310 － 317．
［15］ J． Beltrán-Heredia， J． Sánchez-Martín，M． Barrado-
Moreno． Long-chain anionic surfactants in aqueous solution．
Ｒemoval by Moringa oleifera coagulant［J］． Chemical Engi-
neering Journal，2012(180) :128 － 136．
［16］ Kebreab A． Ghebremichael，K． Ｒ． Gunaratnab，Hongbin
Henriksson，Harry Brumer，Gunnel Dalhammar． A simple
purification and activity assay ofthe coagulant protein from
Moringa oleifera seed［J］，Water Ｒesearch ，2005(39) :
2338 － 2344．
［17］ Pushpa Kumari，Parul Sharma，Shalini Srivastava，M． M．
Srivastava． Biosorption studies on shelled Moringa oleifera
Lamarck seed powder:Ｒemoval and recovery of arsenic from
aqueous system［J］． International Journal of Mineral
Process，2006(78) :131 － 139．
［18］ Parul Sharma，Pushpa Kumari，M． M． Srivastava，Shalini
Srivastava． Ｒemoval of cadmium from aqueous system by
shelled Moringa oleifera Lam． seed powder［J］． Bioresource
Technology，2006(97) :299 － 305．
［19］ Parul Sharma，Pushpa Kumari，M． M． Srivastava，Shalini
Srivastav． Ternary biosorption studies of Cd(Ⅱ) ，Cr(Ⅲ)
and Ni(Ⅱ)on shelled Moringa oleifera seeds［J］． Biore-
source Technology，2007(98) :474 － 477．
［20］伍斌，邹一．辣木籽对水中 Cr(Ⅵ)的吸附机理及吸附动
力学研究［J］．山东农业大学学报(自然科学版) ，2015
(46) :576 － 580．
431