CN106810351A - 一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及肥料制备技术领域。本发明公开了一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法，其包括制浆、灭菌、除异味、酶制剂准备、酶解、灭活和复配等步骤，其中的酶制剂使用蛋白酶和矿物载体制成。水产品加工副产物分解彻底，易于作物的吸收和利用；本发明中的制备方法，较少产生废弃物，不会对环境造成污染，而且本制备方法效率较高；利用本发明中的方法制备得到的氨基酸叶面肥具有配伍合理，营养物质充分等特点，而且由于其具有与叶面更好的亲和性，使其能在蔬菜叶面停留更长的时间，也使得叶面肥中营养物质能跟更充分的被叶面吸收。

Description

一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法

技术领域

本发明涉及叶面肥制备技术领域，尤其是涉及一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法。

背景技术

液体蛋白肥料是用废弃动植物蛋白制作的一种农作物肥料。液体蛋白肥中通常含有大量生物肽，氨基酸的含量尤为丰富，并且含有多种常量元素、微量元素、维生素等，这种肥料可以借助于与其他有效成分的协同作用，提高植物的抗病、抗逆性，能改善作物的品质，促进植物生长，是一种新型、环保型动植物蛋白肥料。氨基酸叶面肥是液体蛋白肥中的一种主要肥料。

我国是一个海洋大国，海洋水产的捕捞加工相当发达，在海洋水产加工的过程中往往会产生大量的水产品加工副产物，这些水产品加工副产物通常被当作废弃物而遗弃，大量水产品加工副产物遗弃后往往会造成严重的环境污染问题，同时也造成了巨大的资源浪费，

因此，一种既能解决水产品加工副产物造成的污染和浪费问题，又要能解决我国当下作物肥料紧缺现状的，能够提供大量质优肥料的工艺变得具有异常广阔的前景。

中国专利公告号CN1260183C，公告日2006年6月21日，公布了一种鱼蛋白生物肽肥料的制备方法，其特征是先将鲜鱼、鲜鱼皮或鲜鱼骨的下脚料粉碎，用酸调节pH至1～6.5，再加入降解胰蛋白酶或胃蛋白酶进行降解，然后过滤，在0～40℃浓缩，灭菌。该发明的鱼蛋白生物肽肥料含有生物肽，氨基酸的含量尤为丰富，并且含有多种常量元素、微量元素、维生素等，这种肥料可以借助于与其他有效成分的协同作用，提高植物的抗病、抗逆性，能改善作物的品质，促进植物生长，是一种新型、环保型动物蛋白肥料。但是该种方法制备蛋白肥存在效率低下，制得的液体蛋白肥料配伍不合理，缺少一些作物生长的必要元素等缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种制备得到的氨基酸叶面肥蛋白质、多肽含量高，营养丰富、配伍合理，制备工艺简单高效，较少产生污染物的水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法，包括以下步骤：

a）制浆：向水产品副产物中加入其重量2～4倍的水，接着打成浆料，制得原料浆；

b）灭菌：向原料浆中通入氯气处理10～20分钟；

c）除异味：将经灭菌处理后的原料浆在60～80℃温度下加热20～30分钟，之后滤去水分，并用水清洗3～6次，清洗后加入滤去水分干物质重量的2～4倍的水，制得原料处理浆；

d）酶制剂准备：将蛋白酶、矿物载体和水按2～3：1～2：3～5的重量比混合，在30～50℃温度下，以40～50rpm的转速搅拌10～15分钟，再以5～10rpm的转速搅拌30～40分钟，然后滤除液体，得到酶制剂；

e）酶解：将原料处理浆与酶制剂按照1：0.8～1.5的重量比混合，并在50～70℃下以20～40rpm速率搅拌1～3分钟，然后以5～7rpm速率搅拌反应8～10小时，然后分离酶制剂，制得酶解液；

f）灭活：向酶解液中加入氢氧化钠溶液使酶解液的pH值为8.5～9，搅拌10～20分钟后加入盐酸使酶解液的pH值为6.5～7.5，制得水产品副产物酶解液；

g）复配：将水产品副产物酶解液、磷酸氢二钾、海藻酸钠、蔗糖酯和卵磷脂按150：2～4：1～3：1～2：4～6的重量比混合均匀，制得氨基酸叶面肥。

水产品副产物往往来源较复杂，存放的时间也会有较大的差异，其中不乏微生物含量超标甚至出现腐败等情况，因此需要采用氯气这类高效、处理后危害小的杀菌方法对获得的水产品副产物进行灭菌处理，氯气与水反应后会生产盐酸和次氯酸，次氯酸主要起到杀菌灭菌的作用，而盐酸则会降低原料浆的pH值，使原料浆的pH值处于酸性到强酸性状态，这一pH范围有利于蛋白质的水解，可以大大加快后续蛋白质酶解的速率；灭菌处理后，获得的水产品副产物由于之前存放时间过长，可能存在异味，同时也因为经过氯气灭菌处理，残留的少量氯气也会带来异味，在进一步处理之前需将异味除去，加热的除异味方式，即简单又有效，能够除去大部分的异味，但是在这里除异味时由于可能有余氯存在，除异味时要适量加水或者注意操作环境的通风等措施，防止余氯危害操作者健康；本发明中酶制剂通过将具有活性的蛋白酶负载在具有多孔道结构的复合无机载体上，这样可以增大酶解反应的反应面积，同时也利于酶解反应后酶制剂的回收再利用，这样在生产上能够节约大量的生产成本，也能提高生产效率；酶解反应，依据所采用的蛋白酶种类的不同选择合适的pH值和相应的反应温度，再辅以慢速搅拌，使水产品副产物与蛋白酶能够充分接触，也保证酶制剂能后成分均匀的分布，不会发生沉降和团聚；酶制剂分离后得到的水产品副产物酶解液中可能会存在部分未被分离的酶制剂和蛋白酶，为了防止这些蛋白酶在今后的存储过程中对蛋白肥料的品质造成影响，或者在施用过程中对作物产生不良影响，对蛋白酶的灭活变得不可或缺；由于由水产品副产物制得的液体蛋白肥中的营养物质主要以氨基酸等为主，因此为了弥补其中钾、磷元素的缺乏，需要再对制得的水产品酶解液进行复配钾、磷元素，同时由于氨基酸叶面肥适用于蔬菜的叶面，而蔬菜叶面因结构或分泌物的原因呈现疏水性，为保证叶面肥能够更长时间的停留在蔬菜叶面，因此需要添加一些具有表面活性的物质以改善叶面肥与叶面的亲和性。

作为优选，蛋白酶为菠萝蛋白酶或无花果蛋白酶。

作为优选，步骤b中，灭菌处理时原料浆中氯气的浓度为120～180mg/L。

作为优选，步骤e在原料处理浆与酶制剂混合前，调节原料处理浆的pH值至5.5～6。

作为优选，矿物载体由以下步骤制得：

1）将膨润土粉碎至200～300目，之后在550～650℃下煅烧2～3小时，冷却后加入到氯化钠溶液中，浸泡1～2小时；

2）将珍珠岩粉碎至20～30目，然后在550～750℃下煅烧1～1.5小时，接着在1200～1400℃下煅烧1～30秒，之后冷却至350～400℃，取出加入到氯化钠溶液中，浸泡2～4小时；

3）将步骤1和步骤2得到的产物混合，超声处理20～40分钟，之后过滤并用氯化钠溶液冲洗2～5次，干燥后制得复合无机矿物；

4）将复合无机矿物粉碎至40～100目制得矿物载体。

膨润土是一种层状硅酸盐矿物，其层间离子主要是镁离子、钙离子、钠离子和钾离子等，具有较高的水合能力，通常含有较多的层间水，在加热后层间水失去，可以形成较宽的层间结构，同时由于膨润土层电荷数量较大，具有较高的离子交换性能，因为这两点原因，膨润土在经处理后能够很好的吸附酶解所需的蛋白酶。先将膨润土经过这中低温的煅烧，在其不丧失吸水性能的前提下，使其的层间距增大，使其层间拥有足够承载蛋白酶的空间；氯化钠溶液浸泡可以使膨润土层间的二价大离子被交换为钠离子，膨润土层间离子被交换成钠离子后可以更好的使蛋白酶吸附在其上，且不会是蛋白酶失活。珍珠岩与膨润土相类似，但是其受热后膨胀的效果更佳，这样可以与膨润土形成配合，大量具有较小层间距的膨润土与少量具有更大层间距的珍珠岩相协同，使负载蛋白酶的效果更佳的好，也可以增加蛋白酶的回收率。

作为优选，氯化钠溶液为重量百分浓度为45～50%的氯化钠水溶液。

因此，本发明具有以下有益效果：

（1）水产品加工副产物分解彻底，易于作物的吸收和利用；

（2）本发明中的制备方法，较少产生废弃物，不会对环境造成污染，而且本制备方法效率较高；

（3）利用本发明中的方法制备得到的氨基酸叶面肥具有配伍合理，营养物质充分等特点，而且由于其具有与叶面更好的亲和性，使其能在蔬菜叶面停留更长的时间，也使得叶面肥中营养物质能跟更充分的被叶面吸收。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法，包括以下步骤：

a）制浆：向水产品副产物中加入其重量2倍的水，接着打成浆料，制得原料浆；

b）灭菌：向原料浆中通入氯气处理10分钟，灭菌处理时原料浆中氯气的浓度为120mg/L；

c）除异味：将经灭菌处理后的原料浆在60℃温度下加热20分钟，之后滤去水分，并用水清洗3次，清洗后加入滤去水分干物质重量的2倍的水，制得原料处理浆；

d）酶制剂准备：将菠萝蛋白酶、矿物载体和水按2：1：3的重量比混合，在30℃温度下，以40rpm的转速搅拌10分钟，再以5rpm的转速搅拌30分钟，然后滤除液体，得到酶制剂；

e）酶解：将原料处理浆与酶制剂按照1：0.8的重量比混合，并在50℃下以20rpm速率搅拌1分钟，然后以5rpm速率搅拌反应8小时，然后分离酶制剂，制得酶解液；原料处理浆与酶制剂混合前，调节原料处理浆的pH值至5.5；

f）灭活：向酶解液中加入氢氧化钠溶液使酶解液的pH值为8.5，搅拌10分钟后加入盐酸使酶解液的pH值为6.5，制得水产品副产物酶解液；

g）复配：将水产品副产物酶解液、磷酸氢二钾、海藻酸钠、蔗糖酯和卵磷脂按150：2：1：1：4的重量比混合均匀，制得氨基酸叶面肥；

其中，矿物载体由以下步骤制得：

1）将膨润土粉碎至200目，之后在550℃下煅烧2小时，冷却后加入到氯化钠溶液中，浸泡1小时；

2）将珍珠岩粉碎至20目，然后在550℃下煅烧1小时，接着在1200℃下煅烧1秒，之后冷却至350℃，取出加入到氯化钠溶液中，浸泡2小时；

3）将步骤1和步骤2得到的产物混合，超声处理20分钟，之后过滤并用氯化钠溶液冲洗2次，干燥后制得复合无机矿物；

4）将复合无机矿物粉碎至40目制得矿物载体；

上述氯化钠溶液为重量百分浓度为45%的氯化钠水溶液。

实施例2

一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法，包括以下步骤：

a）制浆：向水产品副产物中加入其重量3倍的水，接着打成浆料，制得原料浆；

b）灭菌：向原料浆中通入氯气处理14分钟，灭菌处理时原料浆中氯气的浓度为140mg/L；

c）除异味：将经灭菌处理后的原料浆在65℃温度下加热25分钟，之后滤去水分，并用水清洗4次，清洗后加入滤去水分干物质重量的3倍的水，制得原料处理浆；

d）酶制剂准备：将菠萝蛋白酶、矿物载体和水按2.5：1.5：4的重量比混合，在35℃温度下，以45rpm的转速搅拌12分钟，再以7rpm的转速搅拌35分钟，然后滤除液体，得到酶制剂；

e）酶解：将原料处理浆与酶制剂按照1：1的重量比混合，并在60℃下以25rpm速率搅拌2分钟，然后以6rpm速率搅拌反应9小时，然后分离酶制剂，制得酶解液；原料处理浆与酶制剂混合前，调节原料处理浆的pH值至5.5；

f）灭活：向酶解液中加入氢氧化钠溶液使酶解液的pH值为8.5，搅拌15分钟后加入盐酸使酶解液的pH值为6.9，制得水产品副产物酶解液；

g）复配：将水产品副产物酶解液、磷酸氢二钾、海藻酸钠、蔗糖酯和卵磷脂按150：3：2：1.5：5的重量比混合均匀，制得氨基酸叶面肥；

其中，矿物载体由以下步骤制得：

1）将膨润土粉碎至240目，之后在590℃下煅烧2.5小时，冷却后加入到氯化钠溶液中，浸泡1.5小时；

2）将珍珠岩粉碎至24目，然后在600℃下煅烧1.2小时，接着在1250℃下煅烧10秒，之后冷却至370℃，取出加入到氯化钠溶液中，浸泡3小时；

3）将步骤1和步骤2得到的产物混合，超声处理25分钟，之后过滤并用氯化钠溶液冲洗3次，干燥后制得复合无机矿物；

4）将复合无机矿物粉碎至60目制得矿物载体；

上述氯化钠溶液为重量百分浓度为45%的氯化钠水溶液。

实施例3

一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法，包括以下步骤：

a）制浆：向水产品副产物中加入其重量3倍的水，接着打成浆料，制得原料浆；

b）灭菌：向原料浆中通入氯气处理15分钟，灭菌处理时原料浆中氯气的浓度为140mg/L；

c）除异味：将经灭菌处理后的原料浆在75℃温度下加热25分钟，之后滤去水分，并用水清洗5次，清洗后加入滤去水分干物质重量的3倍的水，制得原料处理浆；

d）酶制剂准备：将无花果蛋白酶、矿物载体和水按2.5：1.5：4的重量比混合，在45℃温度下，以45rpm的转速搅拌13分钟，再以8rpm的转速搅拌35分钟，然后滤除液体，得到酶制剂；

e）酶解：将原料处理浆与酶制剂按照1：1.2的重量比混合，并在60℃下以35rpm速率搅拌2分钟，然后以6rpm速率搅拌反应9小时，然后分离酶制剂，制得酶解液；原料处理浆与酶制剂混合前，调节原料处理浆的pH值至6；

f）灭活：向酶解液中加入氢氧化钠溶液使酶解液的pH值为9，搅拌15分钟后加入盐酸使酶解液的pH值为7，制得水产品副产物酶解液；

g）复配：将水产品副产物酶解液、磷酸氢二钾、海藻酸钠、蔗糖酯和卵磷脂按150：3：2：1.5：5的重量比混合均匀，制得氨基酸叶面肥；

其中，矿物载体由以下步骤制得：

1）将膨润土粉碎至250目，之后在600℃下煅烧2.5小时，冷却后加入到氯化钠溶液中，浸泡1.5小时；

2）将珍珠岩粉碎至25目，然后在650℃下煅烧1.3小时，接着在1300℃下煅烧20秒，之后冷却至380℃，取出加入到氯化钠溶液中，浸泡3小时；

3）将步骤1和步骤2得到的产物混合，超声处理35分钟，之后过滤并用氯化钠溶液冲洗4次，干燥后制得复合无机矿物；

4）将复合无机矿物粉碎至80目制得矿物载体；

上述氯化钠溶液为重量百分浓度为50%的氯化钠水溶液。

实施例4

一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法，包括以下步骤：

a）制浆：向水产品副产物中加入其重量4倍的水，接着打成浆料，制得原料浆；

b）灭菌：向原料浆中通入氯气处理20分钟，灭菌处理时原料浆中氯气的浓度为180mg/L；

c）除异味：将经灭菌处理后的原料浆在80℃温度下加热30分钟，之后滤去水分，并用水清洗6次，清洗后加入滤去水分干物质重量的4倍的水，制得原料处理浆；

d）酶制剂准备：将无花果蛋白酶、矿物载体和水按3：2：5的重量比混合，在50℃温度下，以50rpm的转速搅拌15分钟，再以10rpm的转速搅拌40分钟，然后滤除液体，得到酶制剂；

e）酶解：将原料处理浆与酶制剂按照1：1.5的重量比混合，并在70℃下以40rpm速率搅拌3分钟，然后以7rpm速率搅拌反应10小时，然后分离酶制剂，制得酶解液；原料处理浆与酶制剂混合前，调节原料处理浆的pH值至6；

f）灭活：向酶解液中加入氢氧化钠溶液使酶解液的pH值为9，搅拌20分钟后加入盐酸使酶解液的pH值为7.5，制得水产品副产物酶解液；

g）复配：将水产品副产物酶解液、磷酸氢二钾、海藻酸钠、蔗糖酯和卵磷脂按150：4：3：2：6的重量比混合均匀，制得氨基酸叶面肥；

其中，矿物载体由以下步骤制得：

1）将膨润土粉碎至300目，之后在650℃下煅烧3小时，冷却后加入到氯化钠溶液中，浸泡2小时；

2）将珍珠岩粉碎至30目，然后在750℃下煅烧1.5小时，接着在1400℃下煅烧30秒，之后冷却至400℃，取出加入到氯化钠溶液中，浸泡4小时；

3）将步骤1和步骤2得到的产物混合，超声处理40分钟，之后过滤并用氯化钠溶液冲洗5次，干燥后制得复合无机矿物；

4）将复合无机矿物粉碎至100目制得矿物载体；

上述氯化钠溶液为重量百分浓度为50%的氯化钠水溶液。

应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法，其特征在于包括以下步骤：

a）制浆：向水产品副产物中加入其重量2～4倍的水，接着打成浆料，制得原料浆；

b）灭菌：向原料浆中通入氯气处理10～20分钟；

c）除异味：将经灭菌处理后的原料浆在60～80℃温度下加热20～30分钟，之后滤去水分，并用水清洗3～6次，清洗后加入滤去水分干物质重量的2～4倍的水，制得原料处理浆；

d）酶制剂准备：将蛋白酶、矿物载体和水按2～3：1～2：3～5的重量比混合，在30～50℃温度下，以40～50rpm的转速搅拌10～15分钟，再以5～10rpm的转速搅拌30～40分钟，然后滤除液体，得到酶制剂；

e）酶解：将原料处理浆与酶制剂按照1：0.8～1.5的重量比混合，并在50～70℃下以20～40rpm速率搅拌1～3分钟，然后以5～7rpm速率搅拌反应8～10小时，然后分离酶制剂，制得酶解液；

f）灭活：向酶解液中加入氢氧化钠溶液使酶解液的pH值为8.5～9，搅拌10～20分钟后加入盐酸使酶解液的pH值为6.5～7.5，制得水产品副产物酶解液；

g）复配：将水产品副产物酶解液、磷酸氢二钾、海藻酸钠、蔗糖酯和卵磷脂按150：2～4：1～3：1～2：4～6的重量比混合均匀，制得氨基酸叶面肥。

2.根据权利要求1所述的一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法，其特征在于：所述的蛋白酶为菠萝蛋白酶或无花果蛋白酶。

3.根据权利要求1所述的一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法，其特征在于：所述步骤b中，灭菌处理时原料浆中氯气的浓度为120～180mg/L。

4.根据权利要求1所述的一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法，其特征在于：所述步骤e在原料处理浆与酶制剂混合前，调节原料处理浆的pH值至5.5～6。

5.根据权利要求1所述的一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法，其特征在于：所述的矿物载体由以下步骤制得：

1）将膨润土粉碎至200～300目，之后在550～650℃下煅烧2～3小时，冷却后加入到氯化钠溶液中，浸泡1～2小时；

2）将珍珠岩粉碎至20～30目，然后在550～750℃下煅烧1～1.5小时，接着在1200～1400℃下煅烧1～30秒，之后冷却至350～400℃，取出加入到氯化钠溶液中，浸泡2～4小时；

3）将步骤1和步骤2得到的产物混合，超声处理20～40分钟，之后过滤并用氯化钠溶液冲洗2～5次，干燥后制得复合无机矿物；

4）将复合无机矿物粉碎至40～100目制得矿物载体。

6.根据权利要求5所述的一种水解水产品副产物制备氨基酸叶面肥的方法，其特征在于：所述的氯化钠溶液为重量百分浓度为45～50%的氯化钠水溶液。