CN104496664A - 一种富单质硒制剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及富单质硒制剂的制备方法，包括步骤如下：取亚硒酸钠、葡萄糖、淀粉、蛋白质、碳酸钙、食盐、氨基酸、硝酸钾、硫酸亚铁、生化酶、壳聚糖和去离子水混合后接种益生菌于25～35℃在无氧条件下经发酵20～40天，即得富单质硒制剂，所述的富单质硒制剂含单质硒0.3～0.4g/L，单质硒为纳米级，平均粒径为60～150nm，活性菌总数≧100亿个/m L；所述的益生菌选自酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌、放线菌中的一种或一种以上的组合；本发明的富硒制剂，除了含硒元素之外，还含有植物必需的氮、磷、钾及微量元素，对葡萄有增产作用，富硒制剂对于农作物病虫害有抗逆作用，对有害重金属有拮抗作用，对于蔬菜中的硝酸盐有降解作用，可以减少农药施用量。

Description

一种富单质硒制剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种富单质硒制剂的制备方法，属于农业种植技术领域。

背景技术

我国是一个缺硒大国。普查证明，我国70％以上的地区土壤中严重缺硒，我国95％以上的粮食和畜禽肉类中硒含量低于50μg/kg，属于贫硒大国。我国人均每天硒摄入量仅有39微克左右，不足成年人胜利需要最小量50μg/天的80％，距离健康需要量100～200μg/天相差更大；距离安全上线800微克更远。在我国，除少数地区外，90％的人口需要采用生物工程技术补充硒。不仅人要补充硒，畜禽也要补充硒。

硒为人体所必需的营养微量元素之一。人或动物缺少或摄入过量的硒，则会引起某些疾病，如缺硒地区的克山病、大骨节病、心肌病、癌症等发病率很高。研究和实践证明，硒元素对人体健康发挥着内在的关键作用，它是谷胱甘肽过氧化酶、硫氧还蛋白还原酶和减碘酶等内源性抗氧化剂的关键成分——激活剂。它对于调节人体免疫系统、抵御疾病、延缓衰老、预防和辅助治疗癌症等多种疾病发挥着重要作用，特别是在清除脂质自由基方面是其他抗氧化剂不可比拟和替代的。

硒是近几十年来才被发现的对人体健康极为重要的、不可缺少的、具有全局作用的内源性强抗氧化物质和自由基清除剂。联合国世界卫生组织WHO宣布：硒是人生命中必须的微量元素，硒被国内外医药界尊称为“生命的火种”，享有“长寿元素”、“抗癌之王”、“心脏守护神”、“天然解毒剂”等美誉。硒已被科技界公认为“有助于人类免除各种病痛的折磨，如不良情绪、胰脏疾病、糖尿病、生殖系统疾病、病毒感染和癌症等。”有报道，血液中含硒量最低的人死于心脏病的概率是含量高者的3倍。硒能使人体的免疫系统重新恢复活力。硒可排出体内重金属毒素,硒在体内是以硒氨酸的形式组成硒蛋白，硒蛋白遇到铅、汞、镉、砣等有害金属灰迅速结合变成无害化合物而排出体外。硒是体内碘的调节剂,它在甲状腺激素代谢过程中对碘起着非常重要的调节作用。与硒结合的还有一种非常重要的抗氧化酶——硫氧还蛋白还原酶，具有很多生物学功能，影响着核酸的合成。硒预防不孕不育，特别是预防男性死精、精子减少等症状，不少资料显示，今天不孕不育症与缺硒有直接关系。

人与动物摄入硒的途经主要靠含硒的食物来保证，葡萄具有滋补养颜的功能，是重要水果之一。我国各种葡萄含硒量一般为2.0～15.0微克/公斤，与距富硒葡萄含硒量相差很大。富硒葡萄含硒量大于20微量/公斤，是对照葡萄含硒量2～30倍。人们在食用富硒葡萄除了吸收维生素，糖分之外，还补充了微量元素硒。富硒葡萄的硒是以人体极易吸收的有机硒形式存在，故食用富硒葡萄有补硒保健作用。

可以被人体所吸收的硒分为元素硒、无机硒和有机硒三种。硒的特点是生物活性和毒性之间范围极端狭窄，为此，各国科学家研究了许多硒化合物，试图寻找活性高、毒性低的硒形式。随着纳米技术的成熟，科学家采用先进的纳米技术，将零价硒(元素硒的一种)制成纳米颗粒硒--纳米硒。纳米硒与一般零价硒相比，发生了生物性质的突变。具体以下特点：1)具有抗氧化性；2)由于高活性的特性，因而对人体的危害性大大减少，可以补充低剂量硒相当于以前高剂量的营养含量，从而避免了给人体带来的副作用。所以纳米硒使硒的物质结构由原来分子态的化合物变成了纳米态的零价物质，不仅使人体充分吸收硒、降低了其毒性，而且还具备较好的生物活性。

中国专利文献CN 102372516A(申请号：201110205067.5)公开一种植物叶面吸收的高效浓缩富硒剂，其中含有高浓度硒溶液,氨基酸营养素，促吸收剂及至少为脲、磷酸盐、硫酸盐、葡萄糖、焦糖之一或几种组合的辅助营养物质；其中所述高浓度硒溶液为含硒化合物的水溶液，以硒元素质量百分含量计浓度为0.1％-30％M/V。应用实施本发明高效浓缩富硒剂,较之于现有普通富硒溶液在同等环境下叶面喷施的生产富硒农作物产品效率提高了50％，成本降低了30％，且产量增产3-8％，可使农作物产品含硒量提高到10-400μg/kg。但该富硒制剂中硒以无机硒盐形式存在，无机硒盐生物活性低，不具有抗氧化性，人体对无机硒盐吸收率很小，食用过量对人体有一定毒性，增加了对人体的危害性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种富单质硒制剂的制备方法，富硒制剂中含有单质硒，且单质硒为纳米级，无毒性，对人体没有危害，对有害重金属有拮抗作用，对于蔬菜中的硝酸盐有降解作用，可与肥料混用，稳定性好，加水喷施植物叶面，达到谷物、蔬菜、果实的富硒目的。

本发明的技术方案如下：

一种富单质硒制剂的制备方法，包括步骤如下：

富硒制剂原料质量百分比如下：亚硒酸钠6～8％、葡萄糖8～12％、益生菌0.5～2％、淀粉1～3％、蛋白质4～8％、碳酸钙1～3％、食盐0.5～2％、氨基酸1～3％、硝酸钾0.02～0.08％、硫酸亚铁0.02～0.08％、生化酶1～3％、壳聚糖5～20％，其余为去离子水；

取上述原料混合后接种益生菌于25～35℃在无氧条件下经发酵20～40天，即得富单质硒制剂，富单质硒制剂含单质硒0.3～0.4g/L，单质硒为纳米级，平均粒径为60～150nm，活性菌总数≧100亿个/m L。

本发明添加壳聚糖可以保持微生物菌剂的活菌数，有效的发挥壳聚糖保持活菌数的功效，本发明壳聚糖的添加比例是通过长期实验特定选择的，壳聚糖的添加比例控制在5～20％，可有效提高活菌数量和存活周期，才可以保证富硒制剂有效改善微生物在土壤中的生存环境，并具有水份保持和肥效缓释的功效。

本发明优选的，所述富硒制剂原料质量百分比如下：亚硒酸钠6.8～7.5％、葡萄糖10～11％、益生菌0.8～1.5％、淀粉1.5～2.5％、蛋白质5～7％、碳酸钙1.5～2.5％、食盐0.8～1.5％、氨基酸1.5～2.5％、硝酸钾0.05～0.07％、硫酸亚铁0.04～0.07％、生化酶1.5～2％、壳聚糖10～18％，其余为去离子水。

进一步优选的，所述富硒制剂原料质量百分比如下：亚硒酸钠7％、葡萄糖10％、益生菌1％、淀粉2％、蛋白质6％、碳酸钙2％、食盐1％、氨基酸2％、硝酸钾0.06％、硫酸亚铁0.06％、生化酶2％、壳聚糖15％，其余为去离子水。

本发明优选的，所述的益生菌为酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌、放线菌中的一种或一种以上的组合。

进一步优选的，所述的益生菌为酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌和放线菌的组合，酵母菌：乳酸菌：芽孢杆菌：放线菌个数比为：(2～3)：(3～4)：(1～2)：(1～2)，所述的酵母菌为酿酒酵母菌，乳酸菌为保加利亚乳酸杆菌，芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌，放线菌为云南游动放线菌。

本发明使用的酿酒酵母菌、保加利亚乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和云南游动放线菌均为现有技术中已有的常规菌种，可常规市场购买得到，本发明的酿酒酵母菌中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)有售，酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，编号CICC 1912，枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、保加利亚乳酸杆菌中国农业科学院农业微生物菌种保藏管理中心(公开出售)有售，枯草芽孢杆菌的编号ACCC04177，苏云金芽孢杆菌的编号为ACCC11075，胶冻样芽孢杆菌的编号为ACCC11003，保加利亚乳酸杆菌的编号为ACCC11057，云南游动放线菌中国普通微生物菌种保藏管理中心有售，编号：CGMCC4.1149。

本发明经过大量前期试验，应用并筛选出益生菌为酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌、放线菌，高效植物益生菌的微生物菌剂及菌肥，使得经济作物增产20-30％的优异效果。针对长期以来微生物菌剂发酵液中菌体数量难以提高的问题，根据微生物的生理特性及生长特征，通过尝试采用大豆类、毛发类及动物血清类等不同来源的氨基酸溶液，提高微生物增殖率，首次利用动物血清类氨基酸改善培养基营养组份结构，显著提高了微生物菌剂的增殖率，微生物菌剂的含菌量达到了100亿/mL。

本发明优选的，所述的蛋白质来源于牛肉膏。

本发明优选的，所述的淀粉为马铃薯淀粉，马铃薯淀粉来源于去皮煮沸后的马铃薯。

本发明优选的，所述的氨基酸来源于大豆、毛发或动物血清。

本发明优选的，所述的生化酶为磷酸葡萄糖激酶PEK、己糖激酶、丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶、谷氨酸脱氢酶、氨甲酰磷酸合酶Ⅰ或氨甲酰磷酸合酶Ⅱ。

本发明优选的，在发酵过程中通入惰性气体维持无氧环境，所述的惰性气体为氮气或氩气。

本发明富硒制剂的应用，用于缺硒、贫硒地区的农作物种植施肥用，包括根部施肥和叶面施肥，根部施肥时将富硒制剂稀释15～25倍施用，叶面施肥时将富硒制剂稀释25～35倍施用。

进一步优选的，所述的根部施肥富硒制剂加水稀释15～25倍后均匀地布洒在农作物根部周围土壤中，再覆土盖严，或者以农作物根部为中心等分若干条沟或穴坑，将稀释后的富硒制剂均匀布洒在条沟或穴坑内，再覆土盖严，施肥量：每棵施5～10斤稀释后的富硒制剂。

有益效果

本发明的富单质硒制剂的制备方法优点如下：

1、本发明的富硒制剂，除了含硒元素之外，还含有植物必需的氮、磷、钾及微量元素，对葡萄有增产作用。

2、本发明的富硒制剂对于农作物病虫害有抗逆作用，对有害重金属有拮抗作用，对于蔬菜中的硝酸盐有降解作用，可以减少农药施用量。

附图说明

图1为本发明富单质硒制剂的扫描电镜照片，

图2为本发明富单质硒制剂的xps谱图(a)，

图3为本发明富单质硒制剂的xps谱图(b)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于此。

实施例1

一种富单质硒制剂的制备方法，包括步骤如下：

富硒制剂原料质量百分比如下：亚硒酸钠7％、葡萄糖10％、酿酒酵母菌1％、淀粉2％、蛋白质6％、碳酸钙2％、食盐1％、氨基酸2％、硝酸钾0.06％、硫酸亚铁0.06％、生化酶2％、壳聚糖15％，其余为去离子水，取亚硒酸钠、葡萄糖、淀粉、蛋白质、碳酸钙、食盐、氨基酸、硝酸钾、硫酸亚铁、生化酶、壳聚糖和去离子水混合，混合后接种益生菌于28℃在无氧条件下经发酵30天，即得富单质硒制剂，所述的富硒制剂含单质硒0.3g/L，单质硒为纳米级，平均粒径为100nm，活性菌总数≧100亿个/m L。

所述的蛋白质来源于牛肉膏。所述的淀粉为马铃薯淀粉，马铃薯淀粉来源于去皮煮沸后的马铃薯。所述的氨基酸来源于大豆。所述的生化酶为磷酸葡萄糖激酶PEK。益生菌为酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌和放线菌的组合，酵母菌：乳酸菌：芽孢杆菌：放线菌个数比为：2：3：1：1，所述的酵母菌为酿酒酵母菌，乳酸菌为保加利亚乳酸杆菌，芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌，放线菌为云南游动放线菌。

图1为本发明富单质硒制剂的电镜扫描照片，从图中可以看出，纳米级单质硒的平均粒径在100nm。

图2(a)显示，XPS光谱下，溶液中C1s，O1s的，N1s和Se3d的存在。但Se3d在XPS光谱中不明显，即它的发射峰的强度非常弱，这可能是由于硒纳米颗粒容易被芽孢杆菌的蛋白质分泌物捕获。

图3(b)显示，XPS光谱下，溶液中的Se3d结合能在55.74eV，它是硒元素本身的特征峰。C，N，O的存在可能是由于样品中蛋白质和其他生物大分子污染的存在。

我们可以从XPS光谱中得出如下结论，此反应合成硒元素，而且是被芽孢杆菌的蛋白质分泌物覆盖的小尺寸的纳米硒颗粒。M-Se的形成过程中中蛋白质起重要作用。

实施例2

如实施例1富单质硒制剂的制备方法，不同之处在于，

富硒制剂原料质量百分比如下：亚硒酸钠6.8％、葡萄糖11％、枯草芽孢杆菌1.2％、淀粉1.5％、蛋白质5％、碳酸钙1.5％、食盐0.8％、氨基酸1.5％、硝酸钾0.05％、硫酸亚铁0.04％、生化酶1.5％、壳聚糖12％，其余为去离子水，取亚硒酸钠、葡萄糖、淀粉、蛋白质、碳酸钙、食盐、氨基酸、硝酸钾、硫酸亚铁、生化酶、壳聚糖和去离子水混合，混合后接种益生菌于28℃在无氧条件下经发酵30天，发酵过程中通入氮气维持无氧环境，即得富单质硒制剂，所述的富硒制剂含单质硒0.4g/L，单质硒为纳米级，平均粒径为100nm，活性菌总数≧100亿个/m L。所述的氨基酸来源于毛发，生化酶为己糖激酶。益生菌为酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌和放线菌的组合，酵母菌：乳酸菌：芽孢杆菌：放线菌个数比为：3：4：2：2，所述的酵母菌为酿酒酵母菌，乳酸菌为保加利亚乳酸杆菌，芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌，放线菌为云南游动放线菌。

实施例3

如实施例1富单质硒制剂的制备方法，不同之处在于，

富硒制剂原料质量百分比如下：亚硒酸钠8％、葡萄糖12％、益生菌2％、淀粉3％、蛋白质8％、碳酸钙3％、食盐1.5％、氨基酸2.5％、硝酸钾0.08％、硫酸亚铁0.08％、生化酶3％、壳聚糖19％，其余为去离子水，取亚硒酸钠、葡萄糖、淀粉、蛋白质、碳酸钙、食盐、氨基酸、硝酸钾、硫酸亚铁、生化酶、壳聚糖和去离子水混合，混合后接种枯草芽孢杆菌于30℃在无氧条件下经发酵35天，发酵过程中通入氮气维持无氧环境，即得富单质硒制剂，所述的富硒制剂含单质硒0.4g/L，单质硒为纳米级，平均粒径为60nm，活性菌总数≧100亿个/m L。所述的氨基酸来源于动物血清，生化酶为己糖激酶。益生菌为酵母菌、乳酸菌和芽孢杆菌的组合，酵母菌：乳酸菌：芽孢杆菌个数比为：3：4：2，所述的酵母菌为酿酒酵母菌，乳酸菌为保加利亚乳酸杆菌，芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌。

Claims (10)

1.一种富单质硒制剂的制备方法，包括步骤如下：

富硒制剂原料质量百分比如下：亚硒酸钠6～8％、葡萄糖8～12％、益生菌0.5～2％、淀粉1～3％、蛋白质4～8％、碳酸钙1～3％、食盐0.5～2％、氨基酸1～3％、硝酸钾0.02～0.08％、硫酸亚铁0.02～0.08％、生化酶1～3％、壳聚糖5～20％，其余为去离子水；

取上述原料于25～35℃在无氧条件下经发酵20～40天，即得富单质硒制剂，所述的富单质硒制剂含单质硒0.3～0.4g/L，单质硒为纳米级，平均粒径为60～200nm，活性菌总数≧100亿个/m L。

2.根据权利要求1所述的富单质硒制剂的制备方法，其特征在于，所述富硒制剂原料质量百分比如下：亚硒酸钠6.8～7.5％、葡萄糖10～11％、益生菌0.8～1.5％、淀粉1.5～2.5％、蛋白质5～7％、碳酸钙1.5～2.5％、食盐0.8～1.5％、氨基酸1.5～2.5％、硝酸钾0.05～0.07％、硫酸亚铁0.04～0.07％、生化酶1.5～2％、壳聚糖10～18％，其余为去离子水。

3.根据权利要求1所述的富单质硒制剂的制备方法，其特征在于，所述富硒制剂原料质量百分比如下：亚硒酸钠7％、葡萄糖10％、益生菌1％、淀粉2％、蛋白质6％、碳酸钙2％、食盐1％、氨基酸2％、硝酸钾0.06％、硫酸亚铁0.06％、生化酶2％、壳聚糖15％，其余为去离子水。

4.根据权利要求1所述的富单质硒制剂的制备方法，其特征在于，所述的益生菌为酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌、放线菌中的一种或一种以上的组合。

5.根据权利要求4所述的富单质硒制剂的制备方法，其特征在于，所述的益生菌为酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌和放线菌的组合，酵母菌：乳酸菌：芽孢杆菌：放线菌个数比为：(2～3)：(3～4)：(1～2)：(1～2)，所述的酵母菌为酿酒酵母菌，乳酸菌为保加利亚乳酸杆菌，芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌，放线菌为云南游动放线菌。

6.根据权利要求1所述的富单质硒制剂的制备方法，其特征在于，所述的蛋白质来源于牛肉膏，所述的淀粉为马铃薯淀粉，马铃薯淀粉来源于去皮煮沸后的马铃薯，所述的氨基酸来源于大豆、毛发或动物血清。

7.根据权利要求1所述的富单质硒制剂的制备方法，其特征在于，所述的生化酶为磷酸葡萄糖激酶PEK、己糖激酶、丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶、谷氨酸脱氢酶、氨甲酰磷酸合酶Ⅰ或氨甲酰磷酸合酶Ⅱ。

8.根据权利要求1所述的富单质硒制剂的制备方法，其特征在于，在发酵过程中通入惰性气体维持无氧环境，所述的惰性气体为氮气或氩气。

9.权利要求1所述的富硒制剂的应用，用于缺硒、贫硒地区的农作物种植施肥用，包括根部施肥和叶面施肥，根部施肥时将富硒制剂稀释15～25倍施用，叶面施肥时将富硒制剂稀释25～35倍施用。

10.根据权利要求9所述的富硒制剂的应用，其特征在于，所述的根部施肥富硒制剂加水稀释15～25倍后均匀地布洒在农作物根部周围土壤中，再覆土盖严，或者以农作物根部为中心等分若干条沟或穴坑，将稀释后的富硒制剂均匀布洒在条沟或穴坑内，再覆土盖严，施肥量：每棵施5～10斤稀释后的富硒制剂。