CN103636928A

CN103636928A - 一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法

Info

Publication number: CN103636928A
Application number: CN201310603775.3A
Authority: CN
Inventors: 董书阁; 侯文杰; 侯文燕; 董静静; 段智岗; 王伟
Original assignee: Qingdao Jiarui Biological Technology Co Ltd
Current assignee: Qingdao Jiarui Biological Technology Co Ltd
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2033-11-26
Also published as: CN103636928B

Abstract

本发明公开了一种多菌共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，采用多菌种共同发酵的方式将海藻中难以利用的大分子物质降解为小分子多糖、单糖、含氮化合物，而且产生大量的土壤有益菌和多种特效代谢产物，提高海藻肥料的生物活性，降低生物发酵法生产海藻肥料的生产成本。本发明避免了海藻肥料生产过程中强碱、高温、高压的破坏作用，通过微生物发酵代谢过程中产生的各种酶系降解海藻大分子物质，完全保留了海藻中丰富的营养物质。本发明产品有机质含量≥45%，富含碘、锰、硼、硒等微量元素，有效活菌数≥2亿/克。产品集天然营养成分、抗生物质、植物激素于一体，具有无机肥料、有机肥料、微生物肥料、微量元素肥料“四肥合一”、“药肥合一”的复合功效，应用前景广阔。

Description

一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法

技术领域

本发明涉及一种多菌共酵海藻制备功能性海藻肥料的制备方法，属于肥料制造领域。

背景技术

海藻是一种来源丰富的海洋生物，广泛应用于食品、工业原料、植物性药材。将海藻应用于农业和畜牧业生产已有几百年历史。海藻肥是一类纯天然、无毒副作用的新型肥料,它含有丰富的非含N有机物和一定数量的氨基酸、蛋白质和微量营养元素外，还含有海洋生物特有的海藻多糖、藻朊酸、高度不饱和脂肪酸和陆生植物稀有的锌、溴、碘等矿物元素以及丰富的维生素C、B₁、B₂、B₁₂、D、E、K等多种营养物质，具有提高作物产量、改善品质和增强作物的抗旱、耐寒、抗病性等作用。因此，利用海藻生产有机肥料成为当今新型肥料研究的重要热点之一。

海藻肥料的生产方法对产品生物活性物质和营养成分含量的影响极大，即使含量相同活性的差异也很大。海藻肥的生产方法一般可分为化学水解法、物理提取法、酶解法、生物发酵法等，还有从海藻工业的废弃物中提取生物活性物质再经科学配制而成的肥料。目前国内大多数厂家主要采取化学水解法生产海藻肥，采用化学法最大的劣势在于强碱高温会破坏海藻内源物质的活性；物理提取法是采用高温低压冷却的工艺达到海藻细胞壁破碎的目的，优于化学水解法，但生产条件苛刻，生产成本较高，产业化转化存在着较大的困难。生物发酵法的原理是利用微生物以海藻等为养分的代谢过程中产生的多种酶将构成海藻的大分子物质降解成小分子、水溶性的物质，因为发酵过程中没有化学法的强碱和高温，也没有物理法的高压和低温，因此最大限度的保留了海藻中的生物活性物质和营养物质，且都能被植物吸收利用，因此生物发酵法逐渐成为海藻肥料生产的途径。但目前以生物发酵法制备海藻肥料还存在很多的缺陷，一是发酵微生物菌种单一，产生的酶系单一，难以真正降解海藻的大分子物质，影响海藻肥料的作用效果，二是生物发酵法制备海藻肥料还存在采用微生物发酵菌种对土壤无任何有益作用，单纯的增加了生产成本。因此目前采用生物发酵法生产海藻肥料的企业大多采用同时加入酸碱的复合方式，不同存在破坏、损失海藻中活性因子等营养元素的弊端。

发明内容

为解决生物发酵法制备海藻肥料存在难以彻底降解海藻大分子物质、海藻肥料效果较差、生产成本较高等弊端，本发明的目的在于提供一种多菌共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，采用多菌种共同发酵的方式将海藻中难以利用的大分子物质降解为小分子多糖、单糖、含氮化合物，而且产生大量的土壤有益菌和多种特效代谢产物，提高海藻肥料的生物活性，降低生物发酵法生产海藻肥料的生产成本。

本发明上述目的是通过以下技术方案予以实现的：

本发明提供一种多菌共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，其特征在于，将海藻与麦麸、秸秆、糠醛渣、酒糟等按比例混合后进行多菌种共同厌氧发酵制得功能性海藻肥料。

本发明中上述的的厌氧发酵过程，所采用的发酵培养基包括海藻粉、麦麸、秸秆、糠醛渣、酒糟与水等，其配比按质量百分比计算，海藻粉40～50%、麦麸7～13%、秸秆8～12%、糠醛渣12～18%、酒糟6～10%、可溶性淀粉6.0～10.0%、豆饼粉3.0～5.0%；培养基中水：海藻粉等混合物的质量比份数为25～35%。

上述的海藻粉可以是海带粉、浒苔粉中的一种或两种的混合物。

本发明提供一种多菌共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，其特征在于所选用的多菌种为地衣芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌，其中地衣芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌的接种量为2～4%、放线菌的接种量为5～8%。上述地衣芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌等均购自河南中广生物技术有限公司。

本发明提供一种多菌共酵制备功能性海藻肥料的方法，具体包括以下步骤：

（1）海藻粉预处理：去除海藻表面的淤泥和其他杂质，然后对海藻粉碎，制得海藻粉；

（2）称量：按照上述比例准确称取海藻粉、麦麸、秸秆、糠醛渣、酒糟、可溶性淀粉和豆饼粉等；

（3）汽蒸：将麦麸、秸秆、糠醛渣用100℃蒸汽蒸20～30min，然后摊凉降温至30℃左右；

（4）配制培养基：将上述海藻粉、麦麸、秸秆、糠醛渣、酒糟、可溶性淀粉和豆饼粉混合，然后加入质量比0.3～0.5%磷酸二氢钾、0.02%MgSO₄.7H₂O、0.01%CaCl₂，然后按比例加入水，混匀；

（5）菌种活化：按比例称取多菌种混合为复合发酵剂，用复合发酵剂与30～35℃温水按1:30～50重量比混合，搅拌直至复合发酵剂完全溶解于水中，活化20～30min；

（7）接种：将复合发酵剂按比例接入培养基，搅拌均匀；

（8）控温发酵：将接入多种发酵菌种后的培养基装入发酵池进行密封发酵，控制发酵温度28～35℃，发酵时间72h左右；

（9）低温烘干：发酵结束后取出发酵培养基低温烘干至水分含量10～12%；

（10）粉碎：将低温烘干后的发酵培养基粉碎过40目筛，即得功能性海藻肥料。

本发明提供一种多菌共酵制备功能性海藻肥料的方法，避免了海藻肥料生产过程中强碱、高温、高压的破坏作用，通过微生物发酵代谢过程中产生的各种酶系降解海藻大分子物质，完全保留了海藻中丰富的营养物质。本发明产品有机质含量≥45%，富含碘、锰、硼、硒等微量元素，有效活菌数≥2亿/克。

本发明提供一种多菌共酵制备功能型海藻生物肥料的方法，该发明产品集天然营养成分、抗生物质、植物激素于一体，具有无机肥料、有机肥料、微生物肥料、微量元素肥料“四肥”复合功效，一是富含的有机活性物质可增加土壤有机质含量，外源性加入的土壤有益微生物能促进植物监理一个健壮壮大的根系，增强其对土壤养分、水分与气体的吸收利用；可增大植物茎秆的维管束细胞，加快水、养分和光合产物的运输；能促进植物细胞分裂，有效促进植物生长；二是本发明提供的功能性海藻肥料富含海藻酸钠，是天然的土壤调理剂，有利于形成水稳性团粒结构不可缺少的皎洁物质—土壤胶体，促进、改良土壤团粒结构，改善土壤内部空隙，协调土壤中固、液、气三者的比例，增强土壤生物活力，促进速效养分的释放，提高土壤对酸碱的缓冲性和保肥、蓄水能力；三是多菌共酵过程中放线菌产生大量抑菌物质，功能性海藻肥料能够起到“药肥合一”的功效。

本发明提供一种多菌共酵制备功能型海藻生物肥料的方法，功能性海藻肥料产品可直接作用于植物，也可用于土壤基肥。

本发明提供一种多菌共酵制备的功能型海藻生物肥料，在发酵过程中出使用海藻作为培养基外，还添加了大量的麦麸、秸秆、酒糟、糠醛渣等，且采用固体厌氧发酵，因此生产成本较低。

具体实施方式

实施例1：

一种多菌共酵制备功能型海藻生物肥料的方法，具体制备步骤如下：

（2）称量：按照以下比例准确称取海藻粉、麦麸、秸秆、糠醛渣、酒糟、可溶性淀粉和豆饼粉等：海藻粉40%、麦麸13%、秸秆8%、糠醛渣18%、酒糟6%、可溶性淀粉10.0%、豆饼粉5.0%；

（4）配制培养基：将上述海藻粉、麦麸、秸秆、糠醛渣、酒糟、可溶性淀粉和豆饼粉混合，然后加入质量比0.3%磷酸二氢钾、0.02%MgSO₄.7H₂O、0.01%CaCl₂，最后加入25%比例的水，混匀；

（5）菌种活化：按2%接种比例称取地衣芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、8%比例称取放线菌，混合均与复合发酵剂，用复合发酵剂与30～35℃温水按1:30重量比混合，搅拌直至复合发酵剂完全溶解于水中，活化20～30min；

（7）接种：将复合发酵剂按比例接入培养基，搅拌均匀；

实施例2：

（2）称量：按照以下比例准确称取海藻粉、麦麸、秸秆、糠醛渣、酒糟、可溶性淀粉和豆饼粉等：海藻粉50%、麦麸7%、秸秆12%、糠醛渣12%、酒糟8%、可溶性淀粉6.0%、豆饼粉3.0%；

（4）配制培养基：将上述海藻粉、麦麸、秸秆、糠醛渣、酒糟、可溶性淀粉和豆饼粉混合，然后加入质量比0.5%磷酸二氢钾、0.02%MgSO₄.7H₂O、0.01%CaCl₂，最后加入35%比例的水，混匀；

（5）菌种活化：按4%接种比例称取地衣芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、5%比例称取放线菌，混合均与复合发酵剂，用复合发酵剂与30～35℃温水按1:50重量比混合，搅拌直至复合发酵剂完全溶解于水中，活化20～30min；

（7）接种：将复合发酵剂按比例接入培养基，搅拌均匀；

实施例3：

（2）称量：按照以下比例准确称取海藻粉、麦麸、秸秆、糠醛渣、酒糟、可溶性淀粉和豆饼粉等：海藻粉45.0%、麦麸10.0%、秸秆10.0%、糠醛渣15.0%、酒糟8.0%、可溶性淀粉8.0%、豆饼粉4.0%；

（4）配制培养基：将上述海藻粉、麦麸、秸秆、糠醛渣、酒糟、可溶性淀粉和豆饼粉混合，然后加入质量比0.4%磷酸二氢钾、0.02%MgSO₄.7H₂O、0.01%CaCl₂，最后加入25～35%比例的水，混匀；

（5）菌种活化：按3%接种比例称取地衣芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、6.5%比例称取放线菌，混合均与复合发酵剂，用复合发酵剂与30～35℃温水按1:40重量比混合，搅拌直至复合发酵剂完全溶解于水中，活化20～30min；

（7）接种：将复合发酵剂按比例接入培养基，搅拌均匀；

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明，但对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而对这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种利用酶解法和微生物发酵法提高芝麻粕饲用营养价值的新工艺，其特征在于：通过外源性添加碱性蛋白酶的酶解作用和微生物二步厌氧发酵相结合的工艺制备蛋白含量高，富含多肽、小肽、氨基酸、有机酸、益生菌等营养物质，植酸、单宁等抗营养因子含量低的高附加值的发酵芝麻粕产品。

2.根据权利要求1所述的外源性添加碱性蛋白酶，其特征在于：外源性添加碱性蛋白酶的添加量为芝麻粕质量比的6～8%。

3.根据权利要求1所述的二步厌氧发酵其特征在于，首先采用黑曲霉固体发酵芝麻粕，其中黑曲霉的接种比例为5～8%，发酵结束后接种乳酸菌和枯草芽孢杆菌，其中枯草芽孢杆菌接种比例2～3%、乳酸菌接种比例3～5%。

4.根据权利要求1所述的利用酶解法和微生物发酵法提高芝麻粕饲用营养价值的新工艺，其特征在于是通过如下途径实现的：

（1）粉碎：将芝麻粕粉碎，过40～60目筛；

（2）配料：按照芝麻粕93～97%、糖蜜2～4%、NH₄Cl 1.0%、KH₂PO4.3H₂O 0.5%、MgSO₄.7H₂O 0.5%的比例称取物料，混合均匀，调整物料含水量在15～20%；

（3）加酶：按照芝麻粕质量比6～8%的比例外源性添加碱性蛋白酶；

（4）黑曲霉活化：按照1:30～50的比例在察氏培养基中活化黑曲霉；

（5）接种：按照5～8%的接种比例将黑曲霉接种至发酵培养基；

（6）混匀：将接入黑曲霉和蛋白酶后的发酵培养基混合均匀；

（7）固体发酵：将培养基移入发酵池控温发酵32h～48h，发酵温度控制在35～38℃；

（8）二步发酵培养基：向黑曲霉发酵结束后的培养基添加1～2%糖蜜、0.1～0.5%乙酸；

（9）菌种活化：用枯草芽孢杆菌、乳酸菌与30～35℃温水按1:30～50重量比混合，搅拌直至菌种完全溶解于水中，活化20～30min；

（10）接种：按枯草芽孢杆菌2～3%、乳酸菌3～5%的接种比例接种枯草芽孢杆菌和乳酸菌，混合均匀；

（11）二步发酵：将培养基移入发酵池，控温发酵48～72h，发酵温度控制在28～32℃；

（12）低温烘干：发酵结束后低温烘干物料至水分含量10～12%；

（13）粉碎：发酵结束后将发酵芝麻粕粉碎，过60目筛，制得发酵芝麻粕。