CN105218248A

CN105218248A - 一种生防活性液体海藻肥的制备方法

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Publication number: CN105218248A
Application number: CN201510697469.XA
Authority: CN
Inventors: 卢秀丽; 吴仕鹏; 程跃谟; 高杰; 石长春; 贾福强; 王群; 孙继
Original assignee: QINGDAO JUDAYANG ALGAE INDUSTRY GROUP Co Ltd
Current assignee: QINGDAO JUDAYANG ALGAE INDUSTRY GROUP Co Ltd
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明公开了一种生防活性液体海藻肥的制备方法，属于农用生物肥料技术领域。该方法首先将脱胶海藻渣进行超声处理得样品一，然后向该样品一中加入复合酶进行反应；将酶解后的反应物进行固液分离，收集酶解液；最后向该酶解液中加入脱乙酰度大于90％的水溶性壳聚糖和分子量为2000～3000的水溶性壳寡糖，制得复合液体肥。首先对脱胶海藻渣进行超声波处理，超声波的声空化作用能够改变纤维的结构，使纤维的无定型区域加大，有利于后面的酶解反应高效进行，提高反应速率和产率，本发明选用低聚壳聚糖与海藻渣提取物的复配使用，两种原料优势互补，肥料功能更全，肥效更高，本发明制备得到的肥料是一种治疗、防病与调理功能兼具的新型海藻生防肥料。

Description

一种生防活性液体海藻肥的制备方法

技术领域

本发明涉及农用生物肥料技术领域，具体涉及一种生防活性液体海藻肥的制备方法。

背景技术

海藻除了具有可食用性外，还具有巨大的工业价值，目前对大型海藻的加工主要涉及海藻酸盐、琼胶和卡拉胶等的生产，海藻胶特别是褐藻胶工业提取工艺中产生的废渣大量排放会造成环境压力等问题。而在海藻胶工业提取工艺的固体残渣(以下简称脱胶海藻渣)中，经检测分析含有大量的纤维素、半纤维素、木质素、蛋白和微量元素等成分，具体组分检测结果如表1和表2所示，在脱胶海藻渣的蛋白氨基酸分析结果中含有常见的20种氨基酸的17种，除了天冬酰胺、谷氨酰胺和色氨酸，其它氨基酸成分都含有，这些数据足以证明脱胶海藻渣是一种非常有利用价值的物质。

表1脱胶海藻渣的组份分析检测结果

目前现有技术中对于海藻渣的回收利用主要体现在制备液体肥方面，如CN101585723A公开了一种海藻生物长效肥的制备方法，以海藻渣为活性载体，将海藻提取物内的多种活性物质和营养成分全部包裹，进行生化反应，制成无毒、无污染、纯天然的海藻生物长效肥；CN102408282A公开了一种有机海藻肥及其作为高效盐碱土改良剂的应用，即将海藻工业废渣采用微好氧发酵技术进行发酵腐熟而得到有机海藻肥，或将得到的有机海藻肥与麦麸、秸秆、中药渣、果渣、活性污泥或酒糟中的一种或几种混合物复配而成的复合有机海藻肥。这些现有技术都利用海藻渣生产肥料，但是，其海藻渣中的植物营养成分没有得到充分利用，造成了海藻渣中营养物质的浪费。

表2脱胶海藻渣氨基酸分析结果

名称	百分含量g/100g	名称	百分含量g/100g
				天冬氨酸	2.04	酪氨酸	0.12
苏氨酸	1.02	苯丙氨酸	0.53
				丝氨酸	1.05	赖氨酸	1.32
谷氨酸	2.87	缬氨酸	0.13
				甘氨酸	1.14	组氨酸	0.15
丙氨酸	1.13	精氨酸	0.56
				半胱氨酸	1.09	脯氨酸	0.38
蛋氨酸	0.56	亮氨酸	1.41
				异亮氨酸	0.57	合计	16.78％

发明内容

本发明的目的在于提供一种生防活性液体海藻肥的制备方法，该制备方法利用超声波辅助酶解方法提取海藻成分，使海藻中的营养物质得到充分利用，并且，分离后的酶解液与复合壳聚糖进一步复合来制备液体肥，能使肥效更强。

其技术解决方案包括：

一种复合液体肥的制备方法，其采用脱胶海藻渣为原料，所述方法依次包括以下步骤：

a、提取脱胶海藻渣中的有效成分，首先将脱胶海藻渣进行超声波处理，得样品一，调节所述样品一的pH为6～7.5，在搅拌状态下加入复合酶，所述复合酶的添加量为样品一质量的0.1～1％，混合均匀后在水浴中搅拌酶解一段时间，得酶解后的反应物；所述的复合酶按照质量百分比包括：20～25％的纤维素酶、8～12％的果胶酶、7～10％的壳聚糖酶、7～12％的半纤维素酶、21～27％的木瓜蛋白酶、14～20％的中性蛋白酶和10～15％的胰蛋白酶；

b、将酶解后的反应物进行固液分离，收集酶解液；

c、向步骤b所得酶解液中加入不同分子量复合的壳聚糖，壳聚糖的加入量为酶解液体积的0.2％，反应即得复合液体肥。

上述技术方案直接带来的有益技术效果是：

脱胶海藻渣的主要成分是纤维素，纤维素高分子存在无定型区域，孔隙、空洞为纤维的断裂和破裂提供了条件，首先对脱胶海藻渣进行超声波处理，超声波的声空化作用能够改变纤维的结构，使纤维的无定型区域加大，有利于后面的酶解反应高效进行，提高反应速率和产率；超声处理后接着向样品一中加入复合酶，复合酶除有常规的纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶，还添加了特异性的胰蛋白酶、中性蛋白酶及半纤维素酶、壳聚糖酶，其中的壳聚糖酶对脱胶海藻渣的酶解效果显著，配合其他的酶使用发挥协同作用，酶解效率更高。

作为本发明的一个优选方案，步骤a中，脱胶海藻渣超声波处理步骤为：将脱胶海藻渣与水按照质量比1:3～5混合均匀，放置于超声波样品处理机中，设定功率300～400W，温度45～55℃，时间30～50min。

上述技术方案直接带来的有益技术效果是：

超声波温度、时间、脱胶海藻渣与水的质量比的限定，均可以强化提取分离过程，可有效提高提取分离率。

作为本发明的另一个优选方案，步骤a中，水浴温度为45～60℃，酶解时间为4～6h。

上述酶解时间可使酶解效果更加显著。

优选的，步骤c中，所述壳聚糖为脱乙酰度大于90％的水溶性壳聚糖和分子量为2000～3000的水溶性壳寡糖，二者的质量比依次为2:3。

上述技术方案直接带来的有益技术效果是：

水溶性壳聚糖10％的水溶液粘度是11cps，加之脱胶海藻渣提取物中提取的天然多糖，可以使肥料有效附着于植物表面发挥作用，又不会影响植物的呼吸作用；不同分子量的壳聚糖按一定比例添加复配能够起到高效抑菌、抗病效果，生防活性效果更显著。

首先在原料的选取方面，本发明选用脱胶海藻渣，既使得脱胶海藻渣得到了充分利用，又增加了对副产物的综合利用；在制备方法方面，对脱胶海藻渣中的有效成分提取时，选用的是生物酶法，该方法不会产生任何废水的排放等问题，并且该处理方法耗能低、产率高、清洁无污染、酶解后的滤渣经过发酵可直接制成施用的有机肥。

本发明选用低聚壳聚糖与海藻渣提取物的复配使用，两种原料优势互补，肥料功能更全，肥效更高，本发明制备得到的肥料是一种治疗、防病与调理功能兼具的生防性肥料。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明复合液体肥的制备工艺流程图。

具体实施方式

本发明公开了一种生防活性液体海藻肥的制备方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

首先对本发明所用主要原料的来源、所采用的装置做部分说明：

脱胶海藻渣：取自聚大洋藻业集团有限公司生产的褐藻胶的副产物；

复合酶为纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶，中性蛋白酶、壳聚糖酶。

壳聚糖酶为中国海洋大学医药学院提供；

胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶为南宁庞博生物工程有限公司销售；

果胶酶、纤维素酶、为夏盛实业集团有限公司提供；

半纤维素酶为诺维信中国生物技术有限公司提供；

水溶性壳聚糖、水溶性壳寡糖由潍坊东兴甲壳制品厂提供；

超声波样品处理机为济宁金百特工程机械有限公司JBT/C-YCL400T/3P(D)。

如图1所示，本发明液体肥的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、首先向固体海藻渣中加入水，水的加入量是固体海藻渣的3～5倍，混合均匀得海藻渣液，将海藻渣液放入超声波样品处理机中，设定功率为300～400W，温度45～55℃，时间30～50min，进行超声波处理，得样品一；

步骤2、调节样品一的pH为6～7.5，在搅拌状态下加入复合酶酶解，复合酶的添加量为样品一质量的0.1～1％，混合均匀后在水浴中搅拌酶解4～6小时，得酶解后的反应物；上述的复合酶按照质量百分比包括：20～25％的纤维素酶、8～12％的果胶酶、7～10％的壳聚糖酶、7～12％的半纤维素酶、21～27％的木瓜蛋白酶、14～20％的中性蛋白酶和10～15％的胰蛋白酶；

步骤3、将酶解后的反应物降温至室温，用高速冷冻离心机进行固液分离，收集上清液即得到的酶解液，离心机为湖南湘仪离心机有限公司GL-21M高速冷冻离心机；

步骤4、向步骤3所得酶解液中加入不同分子量复合的壳聚糖，分别是脱乙酰度大于90％的水溶性壳聚糖和分子量2000-3000的水溶性壳寡糖，二者的质量比为2:3，反应即得复合液体肥。

下面结合具体实施例对本发明制备方法做进一步说明。

实施例1：

本实施例液体肥的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、首先向固体海藻渣中加入水，水的加入量是固体海藻渣的3倍，混合均匀得海藻渣液，将海藻渣液放入超声波样品处理机中，设定功率为300W，温度55℃，时间30min，进行超声波处理，得样品一；

步骤2、调节样品一的pH为7.5，在搅拌状态下加入复合酶酶解，复合酶的添加量为样品一质量的1％，混合均匀后在水浴中搅拌酶解4小时，得酶解后的反应物；上述的复合酶按照质量百分比包括：25％的纤维素酶、8％的果胶酶、7％的壳聚糖酶、12％的半纤维素酶、21％的木瓜蛋白酶、20％的中性蛋白酶和10％的胰蛋白酶；

实施例2：

本实施例液体肥的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、首先向固体海藻渣中加入水，水的加入量是固体海藻渣的5倍，混合均匀得海藻渣液，将海藻渣液放入超声波样品处理机中，设定功率为400W，温度45℃，时间50min，进行超声波处理，得样品一；

步骤2、调节样品一的pH为6，在搅拌状态下加入复合酶酶解，复合酶的添加量为样品一质量的0.1％，混合均匀后在水浴中搅拌酶解6小时，得酶解后的反应物；上述的复合酶按照质量百分比包括：20％的纤维素酶、12％的果胶酶、10％的壳聚糖酶、7％的半纤维素酶、27％的木瓜蛋白酶、14％的中性蛋白酶和15％的胰蛋白酶；

实施例3：

本实施例液体肥的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、首先向固体海藻渣中加入水，水的加入量是固体海藻渣的4倍，混合均匀得海藻渣液，将海藻渣液放入超声波样品处理机中，设定功率为400W，温度50℃，时间40min，进行超声波处理，得样品一；

步骤2、调节样品一的pH为7，在搅拌状态下加入复合酶酶解，复合酶的添加量为样品一质量的0.5％，混合均匀后在水浴中搅拌酶解4小时，得酶解后的反应物；上述的复合酶按照质量百分比包括：23％的纤维素酶、10％的果胶酶、8％的壳聚糖酶、10％的半纤维素酶、25％的木瓜蛋白酶、16％的中性蛋白酶和13％的胰蛋白酶；

实施例4：

本实施例液体肥的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、首先向固体海藻渣中加入水，水的加入量是固体海藻渣的4倍，混合均匀得海藻渣液，将海藻渣液放入超声波样品处理机中，设定功率为350W，温度50℃，时间30min，进行超声波处理，得样品一；

步骤2、调节样品一的pH为7.5，在搅拌状态下加入复合酶酶解，复合酶的添加量为样品一质量的1％，混合均匀后在水浴中搅拌酶解5小时，得酶解后的反应物；上述的复合酶按照质量百分比包括：25％的纤维素酶、10％的果胶酶、7％的壳聚糖酶、10％的半纤维素酶、21％的木瓜蛋白酶、20％的中性蛋白酶和10％的胰蛋白酶；

需要说明的是，在本说明书的教导下本领域技术人员所做出的任何等同方式，或明显变型方式均应在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种生防活性液体海藻肥的制备方法，其采用脱胶海藻渣为原料，其特征在于，所述方法依次包括以下步骤：

b、将酶解后的反应物进行固液分离，收集酶解液；

c、向步骤b所得酶解液中加入不同分子量复合的壳聚糖，壳聚糖的加入量为酶解液体积的0.2％，反应即得海藻肥。

2.根据权利要求1所述的生防活性液体海藻肥的制备方法，其特征在于，步骤a中，脱胶海藻渣超声波处理步骤为：将脱胶海藻渣与水按照质量比1:3～5混合均匀，放置于超声波样品处理机中，设定功率300～400W，温度45～55℃，时间30～50min。

3.根据权利要求1所述的生防活性液体海藻肥的制备方法，其特征在于：步骤a中，水浴温度为45～60℃，酶解时间为4～6h。

4.根据权利要求1所述的生防活性液体海藻肥的制备方法，其特征在于：步骤c中，所述壳聚糖为脱乙酰度大于90％的水溶性壳聚糖和分子量为2000～3000的水溶性壳寡糖，二者的质量比依次为2:3。