CN101481266B - 一种植物营养剂及制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
一种植物营养剂，由小分子胶原蛋白肽与中量元素和/或微量元素螯合制成。其中小分子胶原蛋白肽的分子量在1000～5000之间，优选1000～3000。小分子胶原蛋白肽是利用渔业废弃物作为胶原蛋白来源，其初始分子量在23～25万单位之间，应用酶定向剪切技术将之酶解而成小分子的胶原蛋白肽。本发明提供的植物营养剂是新一代纯天然绿色农业资源，属高效、全价营养的胶原蛋白肽制剂，其不仅具有传统无公害生物产品无毒、无残留、无污染外，还可提高作物的自身免疫能力、抗病能力，减少农药用量。小分子胶原蛋白肽本身具有促进细胞增殖，维持细胞的分裂机能的功能，经过元素螯合后，还可供给果实、蔬菜、粮棉等作物纯天然的营养，提高农作物产量，改善农产品品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种农业用产品及制备方法与应用，特别是涉及一种植物营养剂及制备方法与应用。
背景技术
中国是一个农业大国，农业发展方向已从单纯高产向高效高品质方向发展，把现代生物技术应用于农业生产，可以改善作物品质，提高作物产量，而利用废弃资源、变废为宝，生产高科技产品服务于农业是重要手段。“绿色”、“环保”是人们最为关注的话题，实施无公害生产，发展绿色食品已成为人们的共识。人们呼吁生态农业建设，强调绿色食品生产，更需要绿色肥源开发。
胶东半岛地处沿海，废弃的鱼鳞、鱼皮、贝类裙边资源非常丰富。这些废弃物营养丰富，医药保健食品行业利用生物技术从中提取大量的小分子胶原蛋白肽用于人体的免疫调节，增强人的体质，美容等，在国际上胶原蛋白已广泛应用于医疗、医药、保健、美容、食品等行业，如(1)化妆品---能促进细胞的新陈代谢，延缓细胞老化，进而使人的皮肤柔润光滑而有弹性。
(2)保健品、食品----利用胶原蛋白食品抗衰老、抗肿瘤、防痴呆食品；糖尿病、心血管病患者食品和护发护肤、养颜食品，减肥食品；修复肠胃功能食品等。
(3)医药及医疗----整型外科，用于重胃炎、胃溃疡的修复，烫伤或手术皇蛋白质的补充、恢复疲劳，能补充肌肤蛋白质，使肌肤丰满、养颜防皱强盘健骨等。
(4)生物医学材料----人工皮肤、人工食道、人工心肺气管、烧伤保护膜、手术缝合线、填充物、注射针筒、血袋、引流插管及植入体(implant)、人工脏器止血剂(如止血绵)、微胶囊、皮下注射剂、避孕海绵等，其在国外发达国家中已进入运用普及阶段。
(5)研究用途细胞培养用、生物传感器、生物反应器单体膜、血小板凝集用试验药。
在农业中的应用，还少有报道。国际上也刚刚起步，美国近几年将小分子胶原蛋白肽作为植物的免疫制剂应用到绿色生态环保型生物肥料(包括花、草、叶肥)和农用生物药剂、生长剂等方面，收到了显著的效果。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种新型的植物营养剂，此植物营养剂更利于植物的直接吸收，给植物补充优质养分，使植物生长平衡，提高免疫力，抵抗病虫害，减少农药使用量，可长效供给植物营养，且完全无毒、无害。
本发明的另一个目的是提供此植物营养剂的制备方法与应用。
一种植物营养剂，其是由小分子胶原蛋白肽与中量元素和/或微量元素螯合制成的。所述小分子胶原蛋白肽的分子量在1000～5000之间，优选1000～3000。
本发明的植物营养剂，所述小分子胶原蛋白肽是利用渔业废弃物作为胶原蛋白来源，其初始分子量在23～25万单位之间，应用酶定向剪切技术将之酶解而成小分子的胶原蛋白肽。
本发明的植物营养剂，所述渔业废弃物为鱼鳞、鱼皮或贝类裙边。
本发明的植物营养剂的制备方法，包括以下步骤：
1)酶解：将鱼皮脱脂或鱼鳞去无机盐进行预处理后，调节pH7.5～8.0，加入总投料量0.3％的碱性蛋白酶，酶解2小时，过滤后得到小分子胶原蛋白肽溶液；
2)测定：将得到的小分子胶原蛋白肽溶液取样进行水解测定氨基酸的种类和分子量；
3)螯合：根据上述胶原蛋白肽水解氨基酸测定结果，选取适量的小分子胶原蛋白水溶液稀释到适当浓度，使得小分子胶原蛋白的分子量在1000～5000之间，调PH4.5～7.5，加热至35～45℃，加入适量的硼元素反应1小时后降至室温，再加入钙元素反应0.5小时，再加入锌元素反应0.5小时，调PH4.5±0.5，元素加入量按国标计。
其中所述步骤1)中鱼皮用0.2N盐酸水洗后加入脂肪酶脱脂；鱼鳞用3倍量水浸泡后加入投料量50％工业级盐酸反应10小时，用水清洗鱼鳞两次去灰。
其中所述步骤3)中还包括用相同方法加入其它中量和/或微量元素。
本发明的植物营养剂可广泛应用在农业生产上。
本发明采用的小分子胶原蛋白肽与氨基酸、EDTA相比，与元素的螯合作用提高了4～5倍；螯合态更稳定，可长效供给植物营养；本发明所用的小分子胶原蛋白肽比美国的农用鱼蛋白的分子量缩小了近1/20。
小分子胶原蛋白肽人、畜均可食用，而且可作为医药材料，绝对无毒、无害。完全符合作为生產AA级绿色食品的营养物质，不污染土壤。小分子胶原蛋白肽更利于作物的直接吸收，给作物补充优质养分，使植物生长平衡，提高免疫力，抵抗病虫害，减少农药使用量，从而提高农产品的产量和改善品质。
小分子胶原蛋白肽与动植物的同源性高，酸、碱度适中，长期使用不会破坏土质，而且具有改良土壤的特效，使土壤变成为疏松、粘结度适中、富含有机质的油性土质。
小分子胶原蛋白肽营养更全面，含有19种氨基酸；小分子胶原蛋白肽分子量在1000～5000之间，杂质少，可溶性高，PH稳定，更易于被植物吸收，其产品喷布到植物表面以后，在半小时内能被迅速吸收，并且3～4天内，即可看出叶片浓绿，植株健壮；果蔬产品品质明显改善，色泽鲜艳，果肉鲜嫩，果面光洁，口感好，营养丰富，效果显著。
综合来说，本发明的植物营养剂具有以下优点：
1、充分发挥区域优势，充分利用海洋渔业废弃资源，处理废弃物减少环境污染的同时，变废为宝，改善农产品品质，提高农产品产量。
2、其采用的小分子胶原蛋白肽更好的保留了光敏氨基酸系列，最终产品比美国的鱼蛋白有机肥亲水性、亲和性强，其分子量是鱼蛋白的1/50，更利于植物直接吸收利用。小分子胶原蛋白肽来源于海洋生物，与植物有很好的生物同源性，作物不排斥过敏，与之相容性强。
3、是新一代纯天然绿色农业资源，属高效、全价营养的胶原蛋白肽制剂，不仅具有无公害生物产品无毒、无残留、无污染外，还可提高作物的自身免疫能力、抗病能力，减少农药用量。小分子胶原蛋白肽本身具有促进细胞增殖，维持细胞的分裂机能的功能，经过元素螯合后，还可供给果实、蔬菜、粮棉等作物纯天然的营养，改善农作物品质。
4、提高了制剂中有效元素的含量，其螯合性能是国际通用的EDTA、氨基酸的2～3倍，提高制剂的浓度，降低包装、储运成本，节省能源。
5、将医药、美容保健行业的高新生化技术应用于农业，开阔了行业领域，提升了行业水平。
6、制备方法为绿色工艺，过程不产生二次污染。
具体实施方式
为进一步说明本发明，结合以下实施例具体阐述：
实施例1：植物营养剂的制备：
1)酶解：将鱼皮用0.2N盐酸水洗后加入脂肪酶脱脂或鱼鳞用3倍量水浸泡后加入投料量50％工业级盐酸反应10小时，用水清洗鱼鳞两次去灰后，调节pH7.5～8.0，加入总投料量0.3％的碱性蛋白酶，酶解2小时，过滤后得到小分子胶原蛋白肽溶液；
2)测定：将得到的小分子胶原蛋白肽溶液取样进行水解测定氨基酸的种类和分子量；
具体方法：称取1毫升样品液，放进一个小安培瓶中，向瓶中加入1ml 12mol/L的盐酸，于喷灯火焰上封口。将安培瓶放入干燥箱内，在110℃下水解20小时后，把安培瓶内的水解液倒进蒸发皿内，将蒸发皿放入沸水浴上加热以除去水解液中的盐酸。将水解液蒸干，溶解于0.5～1ml 10％的异丙醇中，然后利用氨基酸自动分析仪按GB/T 17419-1998中4.1的规定进行测定。
3)螯合：根据上述胶原蛋白肽水解氨基酸测定结果，选取适量的小分子胶原蛋白水溶液稀释到适当浓度，使得小分子胶原蛋白的分子量在1000～3000之间，调PH6.5～8.5，加热至35～45℃，加入适量的硼元素反应1小时后降至室温，再加入钙元素反应0.5小时，再加入一定量锌元素反应0.5小时，调PH4.5±0.5，还可加入其他微量元素，如铜、钼、锰、铁等。
所制备的植物营养剂产品的技术指标：
形态：液体
小分子胶原蛋白肽含量：8～10％
气味：无或弱；
水不溶性(不大于5g/L)全溶；
pH值(1％水溶液)：不同产品的PH值不同；
微量元素(铜、锌、钼、锰、铁、硼，执行国标)：2～15％
总砷(以pb计)≤10mg/L；
铅(以pb计)≤50mg/L；
备注：小分子胶原蛋白肽与中量元素鳌合或微量元素鳌合产品执行元素测量的行标或国标。选取微量元素化合物的原则是：易溶于水；微量元素含量高；本身也可作为微肥；价格低。如果开发针对性强的产品，只需在配方中提高某组分的含量即可。
实施例2：田间应用实验
1)喷施(苹果)
供试植物营养素剂以1000～1500倍液于苹果盛花期、坐果期、幼果期、果实膨大期进行喷施，对照组分别为常规氨基酸叶面肥和空白对照，试验结果的统计分析表明：不仅使用植物营养剂的着色率和果品等级大大提高，而且相比较其它肥料和空白对照组产量分别提高10％和近50％。
2)喷施(芹菜)
供试植物营养剂以1000～1200倍液分别在苗期、成长期、采收期喷施，对照组分别为常规叶面肥和空白对照，试验结果的统计分析表明：使用植物营养剂的产量与后两种情形比较，分别增产11％和38％。
3)喷施(其它农作物、蔬菜和果品)
供试植物营养剂在植物成长过程中间隔7～15天连续1000～1500倍液喷施3～，4次，与其它常规叶面肥和空白对照组比较，不仅农作物品质显著提高，而且产量分别提高10％～20％和30％～50％.
本发明中涉及的％如无特殊说明外，均指的是重量百分比。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种植物营养剂，其特征在于：其是由小分子胶原蛋白肽与中量元素和微量元素螯合制成的，所述小分子胶原蛋白肽的分子量在1000～3000之间；所述小分子胶原蛋白肽是利用渔业废弃物作为胶原蛋白来源，其初始分子量在23～25万单位之间，所述渔业废弃物为鱼鳞或鱼皮；
所述植物营养剂的制备方法包括以下步骤：
1）酶解：将鱼皮脱脂或鱼鳞去无机盐进行预处理后，调节pH7.5～8.0，加入总投料量0.3%的碱性蛋白酶，酶解2小时，过滤后得到小分子胶原蛋白肽溶液；
2）测定：将得到的小分子胶原蛋白肽溶液取样进行水解测定氨基酸的种类和分子量；
3）螯合：根据上述胶原蛋白肽水解氨基酸测定结果，选取适量的小分子胶原蛋白肽溶液稀释到适当浓度，使得小分子胶原蛋白肽的分子量在1000～3000之间，调pH6.5～8.5，加热至35～45℃，加入适量的硼元素反应1小时后降至室温，再加入钙元素反应0.5小时，再加入锌元素反应0.5小时，调pH4.5±0.5。
2.根据权利要求1所述的植物营养剂，其特征在于：所述步骤1）中鱼皮用0.2N盐酸水洗后加入脂肪酶脱脂。
3.根据权利要求1所述的植物营养剂，其特征在于：所述步骤1）中鱼鳞用3倍量水浸泡后加入投料量50%工业级盐酸反应10小时，用水清洗鱼鳞两次去灰。
4.权利要求1所述的植物营养剂在农业生产上的应用。
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