CN107396937A - 一种除藻剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种除藻剂及其制备方法。该制备方法，包括以下步骤：（1）培养酵母菌，然后提取酵母菌胞外物质；（2）采用有机萃取剂提取水葫芦化感物质；（3）制备除藻剂。本发明方法制备得到的除藻剂可有效抑制水体中藻类的生长，无化学污染。

Description

一种除藻剂及其制备方法
技术领域
本发明属于生物环保技术领域，具体涉及一种除藻剂及其制备方法。
背景技术
水培蔬菜是无土栽培的一种形式，是指用营养液来进行的一种新的蔬菜栽培技术，这项技术是当今世界上最先进的栽培技术之一。由于诸多优势的存在，使得水培蔬菜迅速的发展。水培蔬菜不单只为提供优质的蔬菜，而且还可以做成观赏盆景美化环境。可用于做观赏盆景的多为叶菜类蔬菜，这类蔬菜具有生长速度快，观赏性强，种类丰富等特点。这类水培蔬菜用于室内绿化可通过植物的生理作用调节温度与湿度，保持室内的碳氧平衡。结合养鱼，开发出更具有观赏性的鱼菜共生系统，动静结合，带给人们更多精神层面上的享受，既净化空气也陶冶情操。
这种系统有别于传统的水培系统生产食用蔬菜，它更多的具有观赏性和精神满足的特点。营养液在为水培蔬菜提供营养的同时，也为藻类的滋生营造了良好的条件。适合的光照，充足的营养不仅仅让蔬菜生长好，另一方面也让藻类在营养液中大量生长。藻类的出现不但影响整体美观，而且附着在根系表面的藻类也对植物根系吸收营养造成了一定的抑制，对植物的生长产生了一定的竞争效果。在鱼菜共养体系中，藻类的过度生长会吸收水中的溶解氧，让里面的鱼因无法摄入足够的氧气而死亡。而这种藻类大量滋生是水培过程中常见且不可避免的问题，于是如何除去营养液中已经生长出来的藻类和怎么抑制藻类的扩展蔓延成为了水培蔬菜的技术问题。然而目前市场上已有的除藻剂存在化学污染、价格贵、不适于鱼菜共养体系等诸多问题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种除藻剂及其制备方法，可有效解决现有除藻剂存在化学污染，不适用于鱼菜共养体系的问题。
一种除藻剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）配置YPD培养基，加入占培养基重量2%~4%的几丁质粉末和3%~5%的氯化钠，然后接种占培养基重量0.5%的酵母菌，于20~25℃下，培养36~48h后，离心，过滤，收集滤液，得酵母菌胞外物质，备用；
（2）将水葫芦根部粉碎，加入有机萃取剂，萃取2~3次，每次2~3h，然后合并萃取液，减压浓缩，挥干有机溶剂，得提取物；其中，有机萃取剂与水葫芦粉末的体积重量比为5~6:1；有机萃取剂包括丙酮和乙酸乙酯，且两者的体积比为3~5:0.8~1；
（3）将酵母菌胞外物质和提取物混合，并加入占酵母菌胞外物质重量5%~10%的硫酸铜和3~5%的氯化钙，搅拌均匀，然后将其加入可生物降解聚合物中，并制备为颗粒，于40~50℃干燥灭菌，即得除藻剂；其中，可生物降解聚合物与酵母菌胞外物质的重量比为5~8:1~2；酵母菌胞外物质和提取物的重量比为1~2:0.5~0.8。
进一步地，步骤（1）中几丁质粉末为培养基重量的2.4%。
进一步地，步骤（1）中氯化钠为培养基重量的3.3%。
进一步地，步骤（2）中丙酮和乙酸乙酯的体积比为3:0.8。
进一步地，步骤（3）中硫酸铜为酵母菌胞外物质重量的5.6%。
进一步地，步骤（3）中可生物降解聚合物与酵母菌胞外物质的重量比为6:1。
进一步地，步骤（3）中可生物降解聚合物为聚乳酸、聚乙醇酸和聚己内酯中的一种或多种。
进一步地，步骤（3）中酵母菌胞外物质和提取物的重量比为1:0.8。
上述方法制备得到的除藻剂。
本发明的有益效果为：
1、rubisco酶是藻类光合作用C3途径中最重要的酶，具有4种存在形式，其第二种形式由2~8个大亚基组成，广泛存在于藻类的光合部位，随着藻类的衰老，第二种形式的rubisco酶也会自然被降解，使其降解的主要物质为活性氧和蛋白水解酶，而酵母菌胞外物质含有大量的活性氧和蛋白水解酶，活性氧可改变第二种形式的rubisco酶构象，使其更容易被蛋白水解酶降解；通过降解第二种形式的rubisco酶可有效的阻断藻类光合作用的C3途径，使藻类无法进行光合作用，以达到除藻的目的。
2、N-苯基-2-萘胺是水葫芦提取物中的主要成分，为水葫芦在生长过程中自然分泌的化感物质，可破坏藻细胞中的藻胆蛋白，降低藻细胞中藻胆蛋白的含量，而藻胆蛋白作为藻类光合作用中的捕光色素复合体，是一种能捕获光能的跨膜蛋白，在藻类光合作用中具有重要作用；另外，N-苯基-2-萘胺还可在一定程度上破坏藻细胞内类囊体结构，而藻胆蛋白以及ATP合成酶等均以一定形式存在于类囊体上，因此，采用N-苯基-2-萘胺处理，可破坏藻细胞光合作用光反应阶段的酶系统，以达到降低甚至阻断藻细胞光合作用光反应阶段的目的；而酵母菌胞外物质可有效的阻断藻类光合作用的C3途径，两者以1:0.8的比例配合，可有效的降低对光合作用整个过程的效率，甚至阻断光合作用的进行，以达到除藻的目的。
3、当酵母菌胞外物质和提取物的重量比为1:0.8时，N-苯基-2-萘胺能使藻细胞内的抗氧化酶活性降至最低，使得酵母菌胞外物质中含有的活性氧成分可最大限度的发挥效果。
4、几丁质和氯化钠均可提升酵母菌胞外物质成分的活性，两者单独使用时，均可使酵母菌胞外物质成分的活性提升20%~25%，当两者以一定的比例混合加入培养基中，几丁质和氯化钠之间具有协同作用，相互促进，达到共同增强酵母菌胞外物质活性的目的，可使酵母菌胞外物质活性提升40%~45%，进一步增强对藻类生长的抑制作用。
5、硫酸铜也常被用作一种除藻剂使用，将其与N-苯基-2-萘胺和酵母菌胞外物质混合，一起作为除藻剂的主要成分，可进一步提升除藻剂对藻类生长的抑制效果。
6、采用可生物降解聚合物作为除藻剂的外包物质，在将除藻剂投放进入水体中后，可生物降解聚合物包裹的酵母菌胞外物质、N-苯基-2-萘胺和硫酸铜可缓慢释放进入水体中，延长除藻剂的作用时间。
7、本发明中采用的物质包括天然的酵母菌提取物和水葫芦提取物，以及硫酸铜、氯化钙和可降解的聚合物，各项物质均不会对环境造成化学污染，同时，也适用于鱼菜供养体系。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1
一种除藻剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）配置YPD培养基，加入占培养基重量4%的几丁质粉末和5%的氯化钠，然后接种占培养基重量0.5%的酵母菌，于25℃下，培养48h后，提取酵母菌胞外物质，备用；
（2）将水葫芦根部粉碎，加入有机萃取剂，萃取2~3次，每次3h，然后合并萃取液，减压浓缩，挥干有机溶剂，得提取物；其中，有机萃取剂与水葫芦粉末的体积重量比为6:1；有机萃取剂包括丙酮和乙酸乙酯，且两者的体积比为5:0.8；
（3）将酵母菌胞外物质和提取物混合，并加入占酵母菌胞外物质重量10%的硫酸铜和5%的氯化钙，搅拌均匀，然后将其加入聚已内酯中，并制备为颗粒产物，于50℃干燥灭菌，即得除藻剂；其中，聚已内酯与酵母菌胞外物质的重量比为8:2；酵母菌胞外物质和提取物的重量比为1:0.5。
实施例2
一种除藻剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）配置YPD培养基，加入占培养基重量2.4%的几丁质粉末和3.3%的氯化钠，然后接种占培养基重量0.5%的酵母菌，于25℃下，培养40h后，提取酵母菌胞外物质，备用；
（2）将水葫芦根部粉碎，加入有机萃取剂，萃取2~3次，每次3h，然后合并萃取液，减压浓缩，挥干有机溶剂，得提取物；其中，有机萃取剂与水葫芦粉末的体积重量比为5:1；有机萃取剂包括丙酮和乙酸乙酯，且两者的体积比为3:0.8；
（3）将酵母菌胞外物质和提取物混合，并加入占酵母菌胞外物质重量5.6%的硫酸铜和4.2%的氯化钙，搅拌均匀，然后将其加入聚已内酯中，并制备为颗粒产物，于50℃干燥灭菌，即得除藻剂；其中，聚已内酯与酵母菌胞外物质的重量比为6:1；酵母菌胞外物质和提取物的重量比为1:0.8。
实施例3
一种除藻剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）配置YPD培养基，加入占培养基重量2%的几丁质粉末和3%的氯化钠，然后接种占培养基重量0.5%的酵母菌，于25℃下，培养42h后，提取酵母菌胞外物质，备用；
（2）将水葫芦根部粉碎，加入有机萃取剂，萃取3次，每次2h，然后合并萃取液，减压浓缩，挥干有机溶剂，得提取物；其中，有机萃取剂与水葫芦粉末的体积重量比为6:1；有机萃取剂包括丙酮和乙酸乙酯，且两者的体积比为3:1；
（3）将酵母菌胞外物质和提取物混合，并加入占酵母菌胞外物质重量10%的硫酸铜和5%的氯化钙，搅拌均匀，然后将其加入聚已内酯中，并制备为颗粒产物，于50℃干燥灭菌，即得除藻剂；其中，聚已内酯与酵母菌胞外物质的重量比为5:2；酵母菌胞外物质和提取物的重量比为2:0.5。
对比例
名称：杀菌灭藻剂N-351；
公司：淄博华诺水处理技术有限公司；
主要成分：季铵盐与异噻唑啉酮。
检测
于同一条件下，向水培系统中分别加入等量的实施例1~3制备得到的除藻剂，以及对比例中的除藻剂，其中，对比例中的除藻剂等量加入三组水培系统中，然后以生菜为栽培对象，一个月后检测生菜的生长指标及藻类含量，其结果见表1。
表1不同除藻剂处理后生菜的生长状况
由表1数据可得，经实施例1~3制备得到的除藻剂处理后，生菜的各项生长指标均优于对比例，每平方厘米中藻类的含量也低于对比例，且实施例2的各项数据也稍微优于实施例1和实施例3，由此表明，本发明中提及的各项成分以一定的比例配合，在经由本发明方法制备后，不仅能有效除去水培系统中的藻类物质，还可有效促进培育作物的生长发育。

Claims (9)

1.一种除藻剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配置YPD培养基，加入占培养基重量2%~4%的几丁质粉末和3%~5%的氯化钠，然后接种占培养基重量0.5%的酵母菌，于20~25℃下，培养36~48h后，离心，过滤，收集滤液，得酵母菌胞外物质，备用；
（2）将水葫芦根部粉碎，加入有机萃取剂，萃取2~3次，每次2~3h，然后合并萃取液，减压浓缩，挥干有机溶剂，得提取物；其中，有机萃取剂与水葫芦粉末的体积重量比为5~6:1；有机萃取剂包括丙酮和乙酸乙酯，且两者的体积比为3~5:0.8~1；
（3）将酵母菌胞外物质和提取物混合，并加入占酵母菌胞外物质重量5%~10%的硫酸铜和3~5%的氯化钙，搅拌均匀，然后将其加入可生物降解聚合物中，并制备为颗粒，于40~50℃干燥灭菌，即得除藻剂；其中，可生物降解聚合物与酵母菌胞外物质的重量比为5~8:1~2；酵母菌胞外物质和提取物的重量比为1~2:0.5~0.8。
2.根据权利要求1所述的除藻剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述几丁质粉末为培养基重量的2.4%。
3.根据权利要求1所述的除藻剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述氯化钠为培养基重量的3.3%。
4.根据权利要求1所述的除藻剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述丙酮和乙酸乙酯的体积比为3:0.8。
5.根据权利要求1所述的除藻剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述硫酸铜为酵母菌胞外物质重量的5.6%。
6.根据权利要求1所述的除藻剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述可生物降解聚合物与酵母菌胞外物质的重量比为6:1。
7.根据权利要求1所述的除藻剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述可生物降解聚合物为聚乳酸、聚乙醇酸和聚己内酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的除藻剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述酵母菌胞外物质和提取物的重量比为1:0.8。
9.采用权利要求1~8任一项所述的方法制备得到的除藻剂。
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