CN105027878B - 一种中低镍盐碱地种植盐地碱蓬及提取植物盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中低镍盐碱地种植盐地碱蓬及提取植物盐的方法，所述方法包括盐碱地的选择、盐碱地改良、土壤中的镍吸附处理、种植盐地碱蓬、提取植物盐；所述土壤中的镍吸附处理，间种菘蓝和紫罗兰进行土壤中镍的吸附，所述的菘蓝和紫罗兰的间种比例，优选为2:1；所述的菘蓝和紫罗兰的间种，种植密度优选为10×20cm。本发明显著降低中低镍盐碱地土壤中的镍含量，土壤中镍含量由原来的300mg/kg降低至32mg/kg。本发明制备的植物盐中，镍含量降低至0.004mg/kg。解决了中低镍盐碱地种植盐地碱蓬提取的植物盐中镍含量过高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物盐的提取方法，具体涉及一种中低镍盐碱地种植盐地碱蓬及提取植物盐的方法，属于盐碱地改造以及综合利用领域。
背景技术
由于人们对健康追求的提高，对食盐的要求也不仅限于无机食盐，继而开始关注于营养更合理的有机植物保健盐。植物盐，是以植物作为原料，矿物质含量丰富，比例均衡，符合低钠、保健等要求，并且有机污染物和重金属含量极微，是新型的食盐品种，有广阔的发展空间和利用价值。植物盐不同于传统的海湖盐和进矿盐，生产植物盐的植物要求是可食用，耐盐，聚盐的植物，因此生产出的植物盐就不同于市场上的低钠盐和平衡保健盐，植物盐除各种矿物元素和营养物质均衡外，相对靠矿物质和食盐混合达到的传统盐，其均质化和流动性的需求更容易达到。
现有技术制备的植物盐中存在以下缺陷：
（1）进行土壤中的镍吸附处理后，盐碱地土壤中镍含量降低不明显。
（2）中低镍盐碱地，由于盐碱地中镍含量比较高，在此种盐碱地中种植出的盐地碱蓬中镍含量比较高，因此从盐地碱蓬中提取的植物盐中镍含量高。在与人体接触时，镍离子可以通过毛孔和皮脂腺渗透到皮肤里面去，从而引起皮肤过敏发炎，其临床表现为皮炎和湿疹。一旦出现致敏，镍过敏能常无限期持续。患者所受的压力、汗液、大气与皮肤的湿度和磨擦会加重镍过敏的症状，镍过敏性皮炎临床表现为瘙痒、丘疹性或丘疹水疱性的皮炎，伴有苔藓化。
（3）现有技术制备的植物盐中Fe、VC、VB6、VB12、天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸等营养成份含量比较低。
发明内容
本发明针对以上不足，提供一种中低镍盐碱地种植盐地碱蓬及提取植物盐的方法，实现以下发明目的：
（1）本发明制备的植物盐中，镍含量显著降低；
（2）本发明制备的植物盐中，氯化钠含量达37%，氯化钾含量达10%，Mg的含量达3.5%，Ca的含量达8.7%；
（3）本发明制备的植物盐中，Fe、VC、VB6、VB12、天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸等有益成分的含量显著提高；
（4）本发明显著降低中低镍盐碱地土壤中的镍含量；
（5）本发明有效改良种植区域的盐碱地土壤，降低土壤含盐量，降低土壤碱化度，降低土壤容重。
为解决上述技术问题，采用以下技术方案：
一种中低镍盐碱地种植盐地碱蓬及提取植物盐的方法，所述方法包括盐碱地的选择、盐碱地改良、土壤中的镍吸附处理、种植盐地碱蓬、提取植物盐。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述土壤中的镍吸附处理，间种菘蓝和紫罗兰进行土壤中镍的吸附，所述的菘蓝和紫罗兰的间种比例，优选为2:1。
所述的菘蓝和紫罗兰的间种，种植密度优选为10×20cm。
所述土壤中的镍吸附处理，处理后土壤中镍含量降至32mg/kg。
所述方法制备的植物盐中，镍含量为0.004mg/kg。
所述的提取植物盐，包括酶提取，所述酶提取，取碱蓬粉200g，加入2升水，加入纤维素酶、蛋白酶各1万单位，37-45℃处理40-120min，煮沸，降温到60-65℃。
所述的提取植物盐，包括吸附杂质，所述吸附杂质，向经过酶处理的溶液中，加入3-5mm的微晶石4-5g，搅拌保温60分钟。
所述的提取植物盐，包括纯化氨基酸，所述纯化氨基酸，将浓缩后的溶液，倒入732阳离子交换树脂柱，使溶液在树脂层停留10-30min，用蒸馏水冲洗树脂至流出液变清后，用0.5-4mol/L 的氨水进行洗脱。
所述的盐碱地选择，各项指标为：土壤pH为8.3-8.6，土壤含盐量为2.5-4.4%，土壤含镍量为300mg/kg，土壤的碱化度为8-12%，土壤的容重为1.62-1.63g/cm3。
采用以上技术方案，有益效果为：
（1）本发明制备的植物盐中，镍含量降低至0.004mg/kg。
（2）本发明制备的植物盐中，氯化钠含量达37%，氯化钾含量达10%，Mg的含量达3.5%，Ca的含量达8.7%。
（3）本发明制备的植物盐中， Fe的含量为840mg/kg、VC的含量为43.5mg/g、VB6的含量为37.9 mg/g、VB12的含量为10.2 mg/g、天冬氨酸的含量为27.7 mg/g、谷氨酸的含量为37.5mg/g、精氨酸的含量为20.5 mg/g。赖氨酸的含量为16.8 mg/g，苯丙氨酸的含量为8.7 mg/g，甘氨酸的含量为15.9 mg/g。
（4）本发明显著降低中低镍盐碱地土壤中的镍含量，土壤中镍含量由原来的300mg/kg降低至32mg/kg。
（5）本发明有效改良种植区域的盐碱地土壤，降低土壤含盐量，降低土壤碱化度，降低土壤容重，土壤含盐量为0.6-0.9%，土壤pH为7.6-7.7，土壤的碱化度为3-4%，土壤的容重为0.95-0.98g/cm3。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1 一种中低镍盐碱地种植盐地碱蓬及提取植物盐的方法
（一）盐碱地的选择
土壤pH为8.3-8.6，土壤含盐量为2.5-4.4%，土壤含镍量为300mg/kg，土壤的碱化度为8-12%，土壤的容重为1.62-1.63g/cm3。
（二）盐碱地改良
施用土壤改良剂，进行盐碱地改良。
改良剂各组分的质量比例为：钾长石8-10份、水解聚丙烯腈3-5份、芦笋渣1～3份、硼酸3-5份、锯末7-10份、黄腐酸 12-15份、生物炭6-8份、聚乙烯醇5-7份、聚合氨基酸3-5份、凝结芽孢杆菌0.05-0.07份、野茄香粉 7-9份、保水剂0.2-0.8份。
改良剂的制备方法：将钾长石、芦笋渣、硼酸、锯末、生物炭、野茄香混合、粉碎，再加入水解聚丙烯腈、黄腐酸、聚乙烯醇、聚合氨基酸，置于预混机中混合30分钟，向预混后的混合物中加入凝结芽孢杆菌、保水剂，混合，即得成品。
改良剂的施用方法：将改良剂均匀铺撒在碱性土壤表面，并用翻耕机器翻混均匀即可，改良剂用量根据碱性土壤pH确定。
（三）土壤中的镍吸附处理
在盐碱地间种菘蓝和紫罗兰，进行土壤中镍吸附处理，包括以下步骤：
步骤1、播种育苗
菘蓝的播种：播前用40℃温水浸泡种子4h，捞出晾干后随即拌细沙进行播种，在苗床上开沟，沟距宽20-25cm，沟深2cm，将种子均匀播入沟内，覆土1cm左右，稍加镇压，播种量为22.5kg/hm2～30kg/hm2。
紫罗兰的播种：采种宜选单瓣花者为母本，播前土壤宜较潮润，种子不宜过密，播种适温16℃至18℃，播种时要将土壤浇足水，播后盖一薄层细土，播后不宜直接浇水，若土壤变干发白，可采用喷洒方式来保持土壤湿润，播种后注意遮荫，15天右即可出苗。
两种植物高度长至8-12cm时，移栽到盐碱地进行间种，移栽时不要伤到根须，并要带土球。
步骤2、间种菘蓝和紫罗兰
春天2-3月，在盐碱地间种菘蓝和紫罗兰，采用一定的间种比例和种植密度，定植后浇足定根水，隔天浇水一次，每隔10天施一次腐熟液肥，见花后立即停止施肥。
步骤3、管理
种植后进行日常管理，菘蓝和紫罗兰种植后刈割2次，收获时间分别为移栽后6个月、12个月，每次取样后菘蓝和紫罗兰的留茬高度为6.5cm。
（四）种植盐地碱蓬
间种菘蓝和紫罗兰一年后，收割、整地、种植盐地碱蓬，盐地碱蓬的种植方法为：
步骤1、整理土地
施入养分含量在30％以上的复混复合肥375kg/hm2作为基肥，然后采用机械翻耕表层土壤，将土块耙碎疏松表土，使地表平整无明显凸凹起伏，使表层土壤平整细碎；将表层土壤用农用机械堆积成垄，其中，垄底宽0.50米，垄顶宽0.40米，垄高为0.30米，垄下沟宽为0.70米。
步骤2、滴灌带布设
毛管滴灌带布设采用“一管一行”方式，滴灌毛管间距0.9m，滴灌灌水器流量控制在2L/h；
步骤3、播种
播种期为4月中旬到5月初，采用滴灌，播种采取干播湿出的方式，将盐地碱蓬种子与湿沙土混合拌匀，混合比例约为1:120，然后沿毛管均匀条播于地表，播种深度为3-5cm，播种完毕即开始滴灌以使种子粘附于地表，以免被风吹散。
步骤4、灌溉
灌水量约为120m3/hm2，根据出苗情况，在灌水时在未出苗的区域进行补播以保证全苗，灌水频率根据土壤干湿状况，在盐地碱蓬生长前期，即苗期、分枝期，每3-5天滴灌1次；盐地碱蓬生长中期，即分枝期、花期，每7－10天滴灌1次；盐地碱蓬生长后期，即花期、果期，每15-20天滴灌1次，每次灌量为110-130m3-100m3/hm2，总灌水量为2500-2700m3/hm2，9月底停水。
碱蓬种植一年后，收获，用于提取植物盐。
（五）提取植物盐
步骤1、粉碎
将清洗后的碱蓬在60-80℃烘干，切成10mm大小的段，用粉碎机粗碎，得粗粉；将上述粗粉加入球磨机，球磨机转速为40-50转/分，经过0.5-3小时球磨粉碎，过40目筛。
步骤2、酶提取
取将上述碱蓬粉200g，加入2升水，加入纤维素酶、蛋白酶各1万单位，37-45℃处理40-120min，煮沸，降温到60-65℃。
步骤3、吸附杂质
将3-5mm的微晶石4-5g，加入上述溶液中，搅拌保温60分钟，吸附杂质。
步骤4、浓缩
浓缩温度为75～90℃，真空度为-0.05～-0.1MPa，滤液浓缩至原体积的1/3～ 1/4。
步骤5、纯化氨基酸
将上述浓缩后的溶液，倒入732阳离子交换树脂柱中，溶液缓慢流入树脂层，使其在树脂层停留10-30min，以便使碱蓬中氨基酸充分结合到树脂，用蒸馏水冲洗树脂，以除去水溶性糖等杂质，当流出液变清后，用0.5-4mol/L 的氨水进行洗脱，收集洗脱液至茚三酮检测无色为止，将洗脱液减压蒸馏浓缩至干，得到游离的氨基酸，经干燥得氨基酸粉。
步骤6、收集其他有益成分
在上述5步骤中用蒸馏水冲洗树脂时，流出液变清前，收集流出液，进行结晶，保持温度为60-70℃，真空度为0.8-0.9Mpa的条件下进行浓缩结晶，结晶产物和上一步中氨基酸粉进行混合，得植物盐成品。
实施例2 菘蓝和紫罗兰的间种比例单因素分析
采用实施例1中的盐碱地的选择、盐碱地改良、土壤中的镍吸附处理的方法，改变菘蓝和紫罗兰的间种比例，保持菘蓝和紫罗兰的种植密度为10×20 cm，见表1。
表1 菘蓝和紫罗兰的间种比例单因素分析
间种比例为3:2，即每种植3行菘蓝，需种植2行紫罗兰；
其余间种比例均遵循上述解释。
实施例10 菘蓝和紫罗兰的种植密度单因素分析
采用实施例1中的盐碱地的选择、盐碱地改良、土壤中的镍吸附处理的方法，改变菘蓝和紫罗兰的种植密度，保持菘蓝和紫罗兰的间种比例为2:1，见表2。
表2菘蓝和紫罗兰的种植密度单因素分析
实施例18 测定土壤中镍含量
实施例3-9，间种菘蓝和紫罗兰，一年后，测定土壤中镍含量，具体指标见表3；
实施例11-17，间种菘蓝和紫罗兰，一年后，测定土壤中镍含量，具体指标见表4。
表3 土壤中镍含量
由实验结果可知，实施例6是优选实施例，即菘蓝和紫罗兰的间种比例最优为2:1。
表4 土壤中镍含量
由实验结果可知，实施例13是优选实施例，即菘蓝和紫罗兰的种植密度优选为10×20cm。
实施例19 一种中低镍盐碱地种植盐地碱蓬及提取植物盐的方法
优选实验组
（一）盐碱地的选择
（二）盐碱地改良
（三）土壤中的镍吸附处理
（四）种植盐地碱蓬
（五）提取植物盐
上述（一）至（五）均采用实施例1的方法，在土壤中的镍吸附处理步骤中，采用菘蓝和紫罗兰的最优间种比例，即2:1，采用菘蓝和紫罗兰的最优种植密度，即10×20cm；间种菘蓝和紫罗兰，一年后，土壤中镍含量为32mg/kg。
制备的植物盐中镍含量以及主要营养物质的含量见表5。
表5 植物盐中镍含量及主要营养物质的含量
对照组1
采用实施例1的盐碱地的选择、盐碱地改良、种植盐地碱蓬、提取植物盐步骤，无土壤的镍吸附处理步骤，本对照组提取的植物盐中镍含量见表6。
对照组2
采用实施例3所述的间种比例，即菘蓝和紫罗兰的间种比例为0:1，种植密度为10×40cm，采用实施例1的盐碱地的选择、盐碱地改良、土壤中的镍吸附处理、种植盐地碱蓬、提取植物盐方法，得到植物盐中镍含量见表6。
对照组3
采用实施例9所述的间种比例，即菘蓝和紫罗兰的间种比例为1:0，种植密度为10×40cm，采用实施例1的盐碱地的选择、盐碱地改良、土壤中的镍吸附处理、种植盐地碱蓬、提取植物盐方法，得到植物盐中镍含量见表6。
表6 植物盐中镍含量
本发明有效改良盐碱地土壤，降低土壤含盐量，降低土壤pH，降低土壤碱化度，降低土壤容重，碱蓬收获后，土壤含盐量为0.6-0.9%，土壤pH为7.6-7.7，土壤的碱化度为3-4%，土壤的容重为0.95-0.98g/cm3。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种中低镍盐碱地种植盐地碱蓬及提取植物盐的方法，其特征在于：所述方法，包括盐碱地的选择、盐碱地改良、土壤中的镍吸附处理、种植盐地碱蓬、提取植物盐；
所述盐碱地的选择，各项指标为：土壤pH为8.3～8.6，土壤含盐量为2.5～4.4%，土壤含镍量为300mg/kg，土壤的碱化度为8～12%，土壤的容重为1.62～1.63g/cm3；
所述盐碱地改良，施用土壤改良剂进行盐碱地改良；所述改良剂各组分的质量比例为：钾长石8～10份、水解聚丙烯腈3～5份、芦笋渣1～3份、硼酸3～5份、锯末7～10份、黄腐酸12～15份、生物炭6～8份、聚乙烯醇5～7份、聚合氨基酸3～5份、凝结芽孢杆菌0.05～0.07份、野茄香粉 7～9份、保水剂0.2～0.8份；
所述土壤中的镍吸附处理，间种菘蓝和紫罗兰进行土壤中镍的吸附，所述的菘蓝和紫罗兰的间种比例为2:1；
所述的菘蓝和紫罗兰的间种，种植密度为10×20cm；
菘蓝和紫罗兰种植后进行日常管理，菘蓝和紫罗兰种植后刈割2次，收获时间分别为移栽后6个月、12个月，每次取样后菘蓝和紫罗兰的留茬高度为6.5cm；
所述土壤中的镍吸附处理，处理后土壤中镍含量降至32mg/kg；
所述提取植物盐，步骤如下：
步骤1、粉碎
将清洗后的碱蓬在60～80℃烘干，切成10mm大小的段，用粉碎机粗碎，得粗粉；将上述粗粉加入球磨机，球磨机转速为40～50转/分，经过0.5～3小时球磨粉碎，过40目筛；
步骤2、酶提取
取上述碱蓬粉200g，加入2升水，加入纤维素酶、蛋白酶各1万单位，37～45℃处理40～120min，煮沸，降温到60～65℃；
步骤3、吸附杂质
将3～5mm的微晶石4～5g，加入上述溶液中，搅拌保温60分钟，吸附杂质；
步骤4、浓缩
浓缩温度为75～90℃，真空度为-0.05～-0.1MPa，滤液浓缩至原体积的1/4～1/3；
步骤5、纯化氨基酸
将上述浓缩后的溶液，倒入732阳离子交换树脂柱中，溶液缓慢流入树脂层，使其在树脂层停留10～30min，以便使碱蓬中氨基酸充分结合到树脂，用蒸馏水冲洗树脂，以除去水溶性糖等杂质，当流出液变清后，用0.5～4mol/L 的氨水进行洗脱，收集洗脱液至茚三酮检测无色为止，将洗脱液减压蒸馏浓缩至干，得到游离的氨基酸，经干燥得氨基酸粉；
步骤6、收集其他有益成分
在上述步骤5 中用蒸馏水冲洗树脂时，流出液变清前，收集流出液，进行结晶，保持温度为60～70℃，真空度为0.8～0.9MPa的条件下进行浓缩结晶，结晶产物和上一步中氨基酸粉进行混合，得植物盐成品；
所述方法制备的植物盐中，镍含量为0.004mg/kg。
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