CN105695546A - 一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法,包括以下主要步骤:将新鲜的水产品下脚料绞碎;绞碎后的水产品下脚料加入到酶解罐中,并添加营养物和水混匀作为发酵培养基;酶解罐中接入能产蛋白酶的耐高温兼性厌氧菌甲基营养型芽孢杆菌(<i>Bacillus methylotrophicus</i>)HL-4同时进行酶解和发酵;发酵液经过滤去除沉淀后即可制备得到液态有机肥成品。本发明技术可以在酶解罐中同时完成了酶解和发酵的过程,简化了设备和操作,显著降低了液态有机肥的生产成本,有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法,属于水产品加工与利用的领域。
背景技术
氨基酸是构成蛋白质的基本单位,是含氮的有机化合物,氨基酸不但能被人、动物直接吸收,而且还能被植物吸收利用,是极好的有机养分。氨基酸液肥,是营养成分以氨基酸为主体使植物可直接吸收利用的液体肥料。氨基酸作为营养物质可以比无机氮肥更快被作物吸收,其对农作物具有增加产量,提高品质,降低农药残留等作用。
鱼蛋白液肥是低值鱼经过酶降解,降解液中添加某些微量元素和活性物质所配制成的有机液体肥料。它除了保留鱼体中丰富的蛋白质、矿质元素等,还含有许多生物活性物质,其促进作物生长、提高作物产量和改善作物果实品质及增强作物抗性等方面的作用,已引起国内外的普遍关注。
目前,将水产品下脚料加工成液态有机肥主要采用酶解和发酵的方法。浙江大学2006年硕士学位论文《利用低值鱼制备鱼蛋白液肥及其生物学效应研究》公开了一种采用酶解的方法制备液态有机肥的方法。专利申请201510055614.4“一种鱼蛋白氨基酸水溶肥料的制备方法”公开了一种乳酸菌发酵和外加蛋白酶酶解的方法制备液态有机肥。酶解法需要外加昂贵的蛋白酶;发酵法需要投入购买昂贵的发酵设备,并且发酵过程动力消耗和人工成本都比较高。无论采用酶解法还是发酵法,生产成本都非常高,制备的液态有机肥很难大规模的应用。
发明内容
针对现有技术将水产蛋白加工成液态有机肥所存在的问题。本发明提供了一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法。本发明的主要目的是提供一种低成本的将水产品下脚料加工成液态有机肥的方法。
为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法,包括如下步骤:
(1)将斜面保藏的能产蛋白酶的耐高温兼性厌氧菌甲基营养型芽孢杆菌(Bacillusmethylotrophicus)HL-4接入到灭菌后冷却的LB液体培养基中,于55℃、150r/min培养12h,制备成BacillusmethylotrophicusHL-4种子液备用;
(2)将新鲜的水产品下脚料绞碎后备用;
(3)将步骤(2)制得的绞碎的水产品下脚料放入到酶解罐中,并往酶解罐中加入水和营养物,混匀后得到液态发酵培养基;
(4)往步骤(3)获得的液态发酵培养上接入步骤(1)所制备的BacillusmethylotrophicusHL-4种子液;
(5)发酵过程的控制:在0h~20h控制发酵温度在45℃~60℃,20h以后控制发酵温度在60℃~75℃,转速为50rpm~100rpm,发酵时间为30h~48h;
(6)成品处理:将步骤(5)得到的发酵液通过过滤去除沉淀得到上清液,收集上清液进行包装后即可得到液态有机肥成品。
所述步骤(1)中所用的能产蛋白酶的耐高温兼性厌氧菌甲基营养型芽孢杆菌(Bacillusmethylotrophicus)HL-4已于2016年1月18日保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为GDMCCNo:60002,保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼广东省微生物研究所。
所述步骤(2)中的水产品下脚料为罗非鱼下脚料、虾头、扇贝裙边、鳕鱼下脚料、鱿鱼下脚料、青鳞鱼下脚料、青鱼下脚料、鲢鱼下脚料、草鱼下脚料和鲣鱼下脚料中的一种。
所述步骤(3)中水产品下脚料的加入量以添加的水产品下脚料的质量占发酵培养基总质量百分比计,为10%~50%。所述步骤(3)中营养物为葡萄糖、氯化钙、氯化亚铁、氯化锌和磷酸氢二钾组成的混合物。所述步骤(3)中的营养物的加入量以添加的营养物的质量占发酵培养基总质量百分比计,分别为:葡萄糖0.01%~5%,氯化钙0.01%~5%,氯化亚铁0.01%~5%,氯化锌0.01%~5%,磷酸氢二钾0.01%~5%。
所述步骤(4)中BacillusmethylotrophicusHL-4种子液的接种量以接入的种子液的质量占发酵培养基总质量百分比计,为1%~9%。
与现有技术相比,本发明具有以下优点和特点。
(1)成本低。与酶解法相比,本发明技术可以不用外加蛋白酶,生产成本大大降低。与发酵法相比,本发明技术的发酵过程是在酶解罐中完成,可以不用投入购买发酵罐及相关的通气设备,并且发酵过程不用通气,生产成本大大降低。
(2)酶解-发酵的完美结合。现有的发酵技术中,原料都需灭菌,这不但增加了能耗,而且又使得水产蛋白的内源酶失活。而本技术中原料无需灭菌,保留了水产蛋白中内源酶的活性。并且本技术采用的兼性厌氧菌发酵,使得在酶解罐中能同时进行酶解和发酵;再加上微生物发酵的温度与内源酶的最适酶解温度一致,使得内源酶酶解与微生物发酵能完美结合在一起。正是由于本发明中充分利用内源酶的酶解作用,使得本发明无需另加蛋白酶。
(3)微生物发酵与微量元素螯合的有机结合。本发明技术在发酵过程添加了微量元素,这些微量元素不仅有利于产酶从而促进水产蛋白的降解,而且还能与产生的氨基酸和小肽螯合,在加上本发明技术采用的是高温发酵,会进一步促进微量元素的螯合。因而本发明技术制备的液态有机肥富含氨基酸微量元素螯合物,会进一步增强它的肥效。
本发明提供了一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法。本发明技术可以显著降低以水产品下脚料制备液态有机肥的生产成本,从而促进以水产品下脚料制备的液态有机肥在农业生产中的广泛应用。本发明技术制备的液态有机肥富含氨基酸、小肽等有机物质,含有丰富的基酸微量元素螯合物。所制作液态有机肥使用无污染、适用性广,具有页面施肥、土壤使用和种子浸泡等方式,具有良好的施用效果,不但作物增产效果显著,而且还能提高农产品的品质。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面就水产品下脚料的种类、发酵参数和发酵方式的选择结合实施例对本发明作进一步描述,但本发明的保护范围不限于此。
实施例1:将斜面保藏的能产蛋白酶的耐高温兼性厌氧菌BacillusmethylotrophicusHL-4接入到灭菌后冷却的LB液体培养基中,于55℃、150r/min培养12h,制备成BacillusmethylotrophicusHL-4种子液备用。将新鲜的罗非鱼下脚料绞碎后备用。将30公斤绞碎的罗非鱼下脚料和100公斤水加入到酶解罐中,并向酶解罐中加入100克葡萄糖、820克氯化钙、750克氯化亚铁、450克氯化锌和750克磷酸氢二钾,获得发酵培养基;往酶解罐中的发酵培养基中加入8公斤BacillusmethylotrophicusHL-4种子液;在0h~20h控制发酵温度在45℃~60℃,20h以后控制发酵温度在60℃~75℃,转速为50rpm~100rpm,发酵时间为40h;发酵结束后发酵液通过过滤去除沉淀得到上清液,上清液包装后即可制备得到液态有机肥成品。
实施例2:将斜面保藏的能产蛋白酶的耐高温兼性厌氧菌BacillusmethylotrophicusHL-4接入到灭菌后冷却的LB液体培养基中,于55℃、150r/min培养12h,制备成BacillusmethylotrophicusHL-4种子液备用。将新鲜的南美白对虾的虾头绞碎后备用。将35公斤绞碎的虾头和100公斤水加入到酶解罐中,并向酶解罐中加入50克葡萄糖、530克食品级氯化钙、450克氯化亚铁、350克氯化锌和650克磷酸氢二钾,获得发酵培养基;往酶解罐中的发酵培养基中加入8公斤BacillusmethylotrophicusHL-4种子液;在0h~20h控制发酵温度在45℃~60℃,20h以后控制发酵温度在60℃~75℃,转速为50rpm~100rpm,时间为38h;发酵结束后发酵液通过过滤去除沉淀得到上清液,上清液包装后即可制备得到液态有机肥成品。
Claims (7)
1.一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:
(1)将斜面保藏的能产蛋白酶的耐高温兼性厌氧菌甲基营养型芽孢杆菌(Bacillusmethylotrophicus)HL-4接入到灭菌后冷却的LB液体培养基中,于55℃、150r/min培养12h,制备成BacillusmethylotrophicusHL-4种子液备用;
(2)将新鲜的水产品下脚料绞碎后备用;
(3)将步骤(2)制得的绞碎的水产品下脚料放入到酶解罐中,并往酶解罐中加入水和营养物,混匀后得到液态发酵培养基;
(4)往步骤(3)获得的液态发酵培养上接入步骤(1)所制备的BacillusmethylotrophicusHL-4种子液;
(5)发酵过程的控制:在0h~20h控制发酵温度在45℃~60℃,20h以后控制发酵温度在60℃~75℃,转速为50rpm~100rpm,发酵时间为30h~48h;
(6)成品处理:将步骤(5)得到的发酵液通过过滤去除沉淀得到上清液,收集上清液进行包装后即可得到液态有机肥成品。
2.根据权利要求1所述的一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法,其特征在于:所述步骤(1)中所用的BacillusmethylotrophicusHL-4在广东省微生物菌种保藏中心的保藏编号为GDMCCNo:60002。
3.根据权利要求1所述的一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法,其特征在于:所述步骤(2)中的水产品下脚料为罗非鱼下脚料、虾头、扇贝裙边、鳕鱼下脚料、鱿鱼下脚料、青鳞鱼下脚料、青鱼下脚料、鲢鱼下脚料、草鱼下脚料和鲣鱼下脚料中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法,其特征在于:所述步骤(3)中水产品下脚料的加入量以添加的水产品下脚料的质量占发酵培养基总质量百分比计,为10%~50%。
5.根据权利要求1所述的一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法,其特征在于:所述步骤(3)中营养物为葡萄糖、氯化钙、氯化亚铁、氯化锌和磷酸氢二钾所组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法,其特征在于:所述步骤(3)中的营养物的加入量以添加的营养物的质量占发酵培养基总质量百分比计,分别为:葡萄糖0.01%~5%,氯化钙0.01%~5%,氯化亚铁0.01%~5%,氯化锌0.01%~5%,磷酸氢二钾0.01%~5%。
7.根据权利要求1所述的一种利用水产品下脚料发酵制备液态有机肥的方法,其特征在于:所述步骤(4)中BacillusmethylotrophicusHL-4种子液的接种量以接入的种子液的质量占发酵培养基总质量百分比计,为1%~9%。
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