CN107417394A - 一种基于茎秆叶类的发酵物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于茎秆叶类的发酵物，由按照重量份计的以下组分制备而成：葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子1‑300份；茄果科植物茎秆及茄果科植物叶子0‑100份；高粱粉1‑10份；玉米粉1‑10份。本发明所提供的基于茎秆叶类的发酵物原料种类简单，来源广泛易得，成本低，基于配方原料可得到多种产品，应用范围广，且产品的有效利用率大。本发明还公开了一种基于茎秆叶类的发酵物的制备方法，包括蒸煮步骤、糖化步骤、发酵步骤、蒸馏步骤和干燥步骤，步骤少，流程简单，生产安全性高，可操作性强。

Description

一种基于茎秆叶类的发酵物及其制备方法

技术领域

本发明涉及废弃物利用技术领域，尤其涉及一种基于茎秆叶类的发酵物及其制备方法。

背景技术

依据我国发展生态环境保护、低碳、循环、有机农业，保障食品安全的农业发展规划，本着提高农产品品质、降低生产成本的目的，研究农作物生物有机肥成为一种必然趋势。

酒糟(渣)就是生物有机肥的一种，其不仅是一种环境友好型绿色生物有机肥，也是一种养分完全的生物肥源。酒糟肥不仅是增辟肥源的有效方法，对改良土壤也有很大作用，具体来说，酒糟生物有机肥有以下优势：

(1)能为土壤提供丰富的养分。酒糟中含有氨基酸、多糖及脂类和醇类。氨基酸、多糖及脂类均是植物生长所需养分，醇类在土壤可以抑制有害真菌的存活。此外，酒糟中含有氮、磷、钾、钙、镁和各种微量元素。

(2)能使土壤中难溶性养分转化，以利于作物的吸收利用。酒糟中的有机酸能使土壤中难溶性的磷、钾转化为作物能利用的有效性磷、钾。

(3)能改善土壤的物理化学性状。酒糟翻入土壤后，在微生物的作用下，不断地分解，除释放出大量有效养分外，还形成腐殖质，腐殖质与钙结合能使土壤胶结成团粒结构，有团粒结构的土壤疏松、透气，保水保肥力强，调节水、肥、气、热的性能好，有利于作物生长。

(4)促进土壤微生物的活动。酒糟施入土壤后，增加了新鲜有机能源物质，使微生物迅速繁殖，活动增强，促进腐殖质的形成，养分的有效化，加速土壤熟化。

目前，对绿色药肥已有少量研究，如申请号为200810017355.6的专利文件，公开了一种生物多效肥料，由草珊瑚、秦皮、百部、苦参、松针、板兰根、黄柏、芦荟、腐植酸与氮、磷、钾无机肥料组成；组分的重量百分比为：草珊瑚浸出物1-2.5％、百部浸出物1-2.5％、黄柏浸出物1-2.5％、芦荟浸出物5-10％、松针10-15％、板兰根7-10％、秦皮7-10％、苦参10-15％、腐植酸15-20％、有效氮10-20％、五氧化二磷5-10％、氧化钾5-l0％。该生物多效肥料能广泛适用于玉米、棉花、油菜、花生、豆类及蚕桑、茶林、果树、各种蔬菜等经济作物。

又如申请号为200910000714.1的专利文件，公开了一种中草药多功能有机肥，由以下重量份数的原料组成：中药成份5、有机物质95；所述中药成份由以下重量分数的中药材制成：苦参15-20％、黄等10-15％、雷公藤15-18％、草乌15-18％、棣籽20-22％、皂角5-15％、百部5-7％；所述有机物质由以下重量分数的原料组成：豆粕15.8％、糖醛渣21％、农作物秸秆粉31.6％、草木灰31.6％。该中草药多功能有机肥生产工艺简单，适用范围广。

但是，现有的生态有机肥存在以下缺陷：

(1)有效成分利用率低，施用量大，施用成本高；

(2)制备原料种类多，成本高，不适合中国农业目前的生产需求；

(3)原料与产品一一对应，基于相同的原料仅能获取单一的产品，针对的应用范围较窄。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种基于茎秆叶类的发酵物，原料种类简单，来源广泛易得，成本低，基于配方原料可得到多种产品，应用范围广，且产品的有效利用率大。

本发明的目的之二在于提供一种基于茎秆叶类的发酵物的制备方法，步骤少，流程简单，生产安全性高，可操作性强。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种基于茎秆叶类的发酵物，由按照重量份计的以下组分制备而成：

进一步地，所述葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子包括：

第一葫芦科植物茎秆及第一葫芦科植物叶子；

第二葫芦科植物茎秆及第二葫芦科植物叶子；

第三葫芦科植物茎秆及第三葫芦科植物叶子。

进一步地，在所述葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子中，葫芦科植物茎秆和葫芦科植物叶子按照任意比例混合；在所述茄果科植物茎秆及茄果科植物叶子中，茄果科植物茎秆和茄果科植物叶子按照任意比例混合。

进一步地，由按照重量份计的以下组分制备而成：

西瓜茎秆及西瓜叶1-99份； 甜瓜茎秆及甜瓜叶1-99份；

番茄茎秆及番茄叶1-99份； 黄瓜茎秆及黄瓜叶1-99份；

高粱粉1-10份；玉米粉1-10份。

进一步地，由按照重量份计的以下组分制备而成：

西瓜茎秆及西瓜叶0-170份； 甜瓜茎秆及甜瓜叶1-200份；

高粱粉1-10份；玉米粉1-10份。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种基于茎秆叶类的发酵物的制备方法，包括：

蒸煮步骤：将配方量的葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子、茄果科植物茎秆及茄果科植物叶子、高粱粉和玉米粉混合，输送至蒸煮锅中蒸煮，得到蒸煮物料；

糖化步骤：取所述蒸煮物料，加入糖化酶，糖化，得到糖化醪；

发酵步骤：取所述糖化醪，加入酒曲，发酵，得到发酵产物；

蒸馏步骤：将所述发酵产物进行蒸馏，得到蒸馏产物和酒糟；

干燥步骤：将所述酒糟进行干燥，得到最终的发酵物。

进一步地，还包括提纯步骤：所述发酵产物进行蒸馏时，收集蒸馏气体并输送至冷凝塔中，冷凝成液体后再输送至提馏塔中进行提纯，得到纯度为95-99％的工业酒精。

进一步地，在所述蒸煮步骤中：将配方量的葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子、茄果科植物茎秆及茄果科植物叶子粉碎至0.5-1cm，得到粉碎料；然后将所述粉碎料、配方量的高粱粉和玉米粉混合，搅拌均匀后，输送至管道式连续蒸煮器中，在120-140℃的蒸汽中蒸煮15-25min，接着降温至60-65℃，得到所述蒸煮物料。

进一步地，在所述糖化步骤中，以所述蒸煮物料计，按照1-2g/kg加入糖化酶，控制糖化时间为30-60min；在所述发酵步骤中，以所述糖化醪计，按照1-5g/kg添加酒曲，设置发酵温度为32-38℃，发酵时间为27-33h，pH值为4.2-4.7。

进一步地，在所述干燥步骤中，将所述酒糟输送至烘干塔中，将所述酒糟的水分降至42-47％，得到淡水鱼饲料；或者，将所述酒糟的水分降至23-27％，得到有机肥料。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明所提供的基于茎秆叶类的发酵物，原料种类简单，来源广泛易得，成本低，基于配方原料可得到多种产品(酒精和淡水鱼饲料/有机肥料)，应用范围广，且产品的有效利用率大，具体分析如下：

①葫芦科类植物茎秆叶和茄果类植物茎秆叶中含有大量的糖分，制备成有机肥料后，能够实现有机植物种植的丰产增收(提质降本)，在不使用农药的前途下，最大安全度的保证有机农产品能够收获和丰收；

②解决植物生产中的连作障碍(重茬)问题，所获取的绿色有机肥料能够增加土壤有机质含量和微量元素。特别是增加植物生殖生长和营养生长所必须吸收的有机营养元素：比如葡萄糖、果糖、低聚糖、核苷酸、维生素、氨基酸等等，这些有机营养都是通过该绿色有机肥料的腐植化过程中提供给植物生长全过程的；

③通过酒糟有机肥自身所具备的有效药物元素抑制土壤中的有害微生物，改善土壤微生物环境，达到修复和提高土壤的化学质量标准，为植物健康生长提供良好的土壤环境；

④葫芦科类植物茎秆叶和茄果类植物茎秆叶中含有大量的糖分，通过增加土壤中的腐植酸和植物纤维修复土壤胶体和团粒结构性状，改善土壤PH值；达到修复和提高土壤物理质量标准；

⑤变废为宝，科学利用，保障有机农产品稳产前提下，努力实现高产。

⑥作为鱼饲料，经过发酵后，产品里的营养成分有利于鱼类吸收，为饲养鱼类保持良好的健康状况、最佳的生长、最佳的产量提供必要的营养需求；并且来源于植物茎秆和叶子，利用环境废弃物，成本低，有利于获得更高的利润。

(2)本发明所提供的基于茎秆叶类的发酵物的制备方法步骤少，流程简单，生产安全性高，可操作性强，通过该方法可以获取不同的产品，包括蒸馏产物(酒精)和酒糟(淡水鱼饲料/有机肥料)，也即是说基于相同的原料能够获取多个不同的产品，扩大了应用范围。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种基于茎秆叶类的发酵物，由按照重量份计的以下组分制备而成：

作为进一步的实施方式，在葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子中，葫芦科植物茎秆和葫芦科植物叶子按照任意比例混合；在茄果科植物茎秆及茄果科植物叶子中，茄果科植物茎秆和茄果科植物叶子按照任意比例混合。

大多数葫芦科的植物是爬藤植物，在采集葫芦科植物的时候，直接把全部藤茎取回来即可，包括茎秆和叶子，收取方便；茄果科植物也一样，直接把藤茎收集即可。

本发明实施例中的葫芦科植物可以包括：西瓜、甜瓜、黄瓜、瓢瓜、冬瓜、南瓜和丝瓜等；茄果类植物可以包括番茄、茄子和辣椒等。

本发明实施例通过大量试验和选优，以茎秆叶类为原料，经过发酵获得适于生产有机农产品的生物有机肥的药肥，其特别有利于有机农产品的培育，其技术原理如下所述：

酒糟中的有机成分：阿司匹林是人类常用的具有解热和镇痛等作用的一种药品，它的学名叫乙酰水杨酸；含有丰富的天然药用成份，如多糖、黄酮、酚、植物蛋白(小肽)、皂苷、香豆精、生物碱、甾体、萜类、苷类，有机酸、胡萝卜素、维生素E、咖啡因等化学成分和一些人体必需的微量元素。

科学家在酒糟乙醇提取物进行了研究，通过多种色谱分离得到6个化合物，经理化和波谱法分别鉴定为：香草酸、苯甲酸、山柰酚3-O-β-D-吡喃葡萄醛酸苷、槲皮素、β-谷甾醇及胡萝卜苷。前三种化合物具有抗菌，驱虫，抗病毒的药效机理。

利用本发明实施例所提供的基于茎秆叶类的发酵物作为有机肥料，能够为农作物提供丰富的营养，减少病虫害，使得农作物长势更好，提高收益。

一种基于茎秆叶类的发酵物的制备方法，包括：

蒸煮步骤：将配方量的葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子、茄果科植物茎秆及茄果科植物叶子、高粱粉和玉米粉混合，输送至蒸煮锅中蒸煮，得到蒸煮物料；

糖化步骤：取蒸煮物料，加入糖化酶，糖化，得到糖化醪；

发酵步骤：取糖化醪，加入酒曲，发酵，得到发酵产物；

蒸馏步骤：将发酵产物进行蒸馏，得到蒸馏产物和酒糟；

干燥步骤：将酒糟进行干燥，得到最终的发酵物。

作为进一步的实施方式，还包括提纯步骤：发酵产物进行蒸馏时，收集蒸馏气体并输送至冷凝塔中，冷凝成液体后再输送至提馏塔中进行提纯，得到纯度为95-99％的工业酒精。

作为进一步的实施方式，在蒸煮步骤中：将配方量的葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子、茄果科植物茎秆及茄果科植物叶子粉碎至0.5-1cm，得到粉碎料；然后将粉碎料、配方量的高粱粉和玉米粉混合，搅拌均匀后，输送至管道式连续蒸煮器中，在120-140℃的蒸汽中蒸煮15-25min，接着降温至60-65℃，得到蒸煮物料。

作为进一步的实施方式，在糖化步骤中，以蒸煮物料计，按照1-2g/kg加入糖化酶，控制糖化时间为30-60min；在发酵步骤中，以糖化醪计，按照1-5g/kg添加酒曲，设置发酵温度为32-38℃，发酵时间为27-33h，pH值为4.2-4.7。

作为进一步的实施方式，在干燥步骤中，将酒糟输送至烘干塔中，将酒糟的水分降至42-47％，得到淡水鱼饲料；或者，将酒糟的水分降至23-27％，得到有机肥料。

本发明实施例所提供的基于茎秆叶类的发酵物的制备方法步骤少，流程简单，生产安全性高，可操作性强，通过该方法可以获取不同的产品，包括蒸馏产物(酒精)和酒糟(淡水鱼饲料/有机肥料)，也即是说基于相同的原料能够获取多个不同的产品，扩大了应用范围。

以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。

为了简化表述方式，本发明实施例中的葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子简称为葫芦科植物茎秆叶，例如，西瓜茎秆及西瓜叶称为西瓜茎秆叶；本发明实施例中的茄果科植物茎秆及茄果科植物叶子简称为茄果科植物茎秆叶，例如，番茄茎秆和番茄叶简称为番茄茎秆叶。

实施例1-5

一种基于茎秆叶类的发酵物，由葫芦科植物茎秆叶、茄果科植物茎秆叶、高粱粉和玉米粉发酵而成。具体见下表1。

表1实施例1-5的基于茎秆叶类的发酵物的配方表

一种基于茎秆叶类的发酵物的制备方法，包括以下步骤：

蒸煮步骤：将配方量的葫芦科植物茎秆叶、茄果科植物茎秆叶粉碎至0.5-1cm，得到粉碎料；然后将粉碎料、配方量的高粱粉和玉米粉混合，搅拌均匀后，输送至管道式连续蒸煮器中，在130℃的蒸汽中蒸煮20min，接着降温至63℃，得到蒸煮物料；

糖化步骤：取蒸煮物料，以蒸煮物料计，按照1g/kg加入糖化酶，控制糖化时间为30-60min，得到糖化醪；

发酵步骤：取糖化醪，以糖化醪计，按照2g/kg添加酒曲(大曲)，设置发酵温度为35℃，发酵时间为30h，pH值为4.2-4.7，得到发酵产物；

蒸馏步骤：将发酵产物输送至蒸馏塔中进行蒸馏，得到蒸馏气体和酒糟；

提纯步骤：收集酒精蒸馏气体并输送至冷凝塔中，冷凝成酒精液体后再输送至提馏塔中进行提纯，得到纯度为95-99％的工业酒精，将工业酒精输送至成品罐；

干燥步骤：将酒糟输送至烘干塔中，将酒糟的水分降至45％，得到淡水鱼饲料；或者，将酒糟的水分降至25％，得到有机肥料。

效果评价及性能检测

1、发酵产物重量计算

分别计算实施例1-5的工业酒精和淡水鱼饲料/有机肥料(淡水鱼饲料和有机肥料为择一产品，只能取其一的重量)的重量，结果见下表2所示。

表2实施例1-5的基于茎秆叶类的发酵物的重量记录表

重量/kg	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						工业酒精	70	54	65	60	73
淡水鱼饲料	700	690	734	675	692
						有机肥料	600	580	607	645	683

2、施用效果实验

2.1试验目的

为探索甜瓜施用本发明实施例所提供的有机肥料(生态型酒糟类生物有机药肥)对甜瓜生长发育规律、抗性表现和产量结果的影响，设计并实施本试验，为甜瓜绿色无公害化及有机化生产提供科学依据。

2.2试验设计

采用大区对比试验，分别施用实施例1的有机肥料和市面上的常规复合肥。施肥结构为：进行底肥和一次追肥。施用有机肥料时，底肥和追肥均为实施例1的有机肥料。施用复合肥时，底肥和追肥均为复混肥(N：P：K＝22：11：12)。大区面积为667m²；设三个重复。

表3实施例1有机肥料和常规复合肥对比表

单位：公斤/亩

2.3供试材料

供试甜瓜品种为玉金香；有机肥料为实施例1的生态型酒糟类生物有机药肥；复混肥为市场上购买的普通商品肥。

2.4供试田块基本情况

供试田块位于西安市阎良区关山镇水寨村2组；土壤类型为灰土质嵝土。质地中壤，土壤肥力中等；前茬为玉米，单产706公斤；排灌条件优等，交流便利。

2.5实施例1的有机肥料与普通复合肥对甜瓜植株性状的影响：(见下表4)

表4实施例1有机肥料和常规复合肥对比甜瓜植株性状影响记录表

2.6实施例1的有机肥料与普通复合肥对甜瓜果实性状的影响：(见下表5)

表5实施例1有机肥料和常规复合肥对比甜瓜果实性状影响记录表

2.7实施例1的有机肥料与普通复合肥对甜瓜果实品质的影响：(见下表6)

表6实施例1的有机肥料与普通复合肥对比甜瓜果实品质影响记录表

2.8实施例1的有机肥料与普通复合肥对甜瓜的经济性状和产量影响：(见下表7)：

表7实施例1的有机肥料与普通复合肥对甜瓜经济性状及产量比较的影响记录表(3个重复平均值)

2.9实施例1的有机肥料与普通复合肥的试验结果抗逆性比较分析

整个甜瓜生育期观察和调查两处理抗逆性表现，主要抗拟性见下表8。从表8可知，实施例1的有机肥料有利于提高甜瓜综合抗性，最终直接或间接影响到甜瓜结果率和单瓜重，表7的经济性状表现也验证了这一点。

表8实施例1的有机肥料与普通复合肥的抗逆性比较表

单位：％

2.10讨论

1、本试验表明，在中等肥力或偏上田块，栽培甜瓜，亩施本发明实施例所提供的有机肥料500公斤，完全能够满足甜瓜对三大营养元素的需求，实现高产。

2、本发明实施例1所提供的有机肥料养分丰富，尤其钾素含量高，而且速缓兼备持效期长，既不会造成甜瓜疯长，也不会导致脱肥早衰。

3、相对市面上的常规复合肥而言，本发明实施例的有机肥料肥效较缓，作追肥应尽可能早施，即在甜瓜生长高峰出现前施下，宁可肥等苗，不可苗等肥，以满足甜瓜正常生长需求。

2.11总结

本发明实施例所提供的有机肥料和普通复合肥对甜瓜的影响，包括：植株性状(表4)，果实性状(表5)，果实品质(表6)，经济性状及产量(表7)，抗逆性(表8)。甜瓜种植上施用本发明实施例1的有机肥料表现出较好的综合性状，具体表现在：生长势强、产量高、果实光泽度好、果形美观、抗病性强、皮薄肉厚、甜度高、芳香味浓。由此说明在果蔬生产中本发明实施例1的有机肥料减少了农化物对农田环境的污染，节约了生产投资，有利于促进绿色、有机农产品生产，同时还提高了农作物抗逆性，优化了品质。因此，大力开发本发明实施例的有机肥料，是发展可持续农业和循环、生态有机农业的重要环节。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于茎秆叶类的发酵物，其特征在于，由按照重量份计的以下组分制备而成：

2.如权利要求1所述的基于茎秆叶类的发酵物，其特征在于，所述葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子包括：

第一葫芦科植物茎秆及第一葫芦科植物叶子；

第二葫芦科植物茎秆及第二葫芦科植物叶子；

第三葫芦科植物茎秆及第三葫芦科植物叶子。

3.如权利要求1或2所述的基于茎秆叶类的发酵物，其特征在于，在所述葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子中，葫芦科植物茎秆和葫芦科植物叶子按照任意比例混合；在所述茄果科植物茎秆及茄果科植物叶子中，茄果科植物茎秆和茄果科植物叶子按照任意比例混合。

4.如权利要求1所述的基于茎秆叶类的发酵物，其特征在于，由按照重量份计的以下组分制备而成：

西瓜茎秆及西瓜叶1-99份；甜瓜茎秆及甜瓜叶1-99份；

番茄茎秆及番茄叶1-99份；黄瓜茎秆及黄瓜叶1-99份；

高粱粉1-10份；玉米粉1-10份。

5.如权利要求1所述的基于茎秆叶类的发酵物，其特征在于，由按照重量份计的以下组分制备而成：

西瓜茎秆及西瓜叶0-170份；甜瓜茎秆及甜瓜叶1-200份；

高粱粉1-10份；玉米粉1-10份。

6.一种如权利要求1所述的基于茎秆叶类的发酵物的制备方法，其特征在于包括：

蒸煮步骤：将配方量的葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子、茄果科植物茎秆及茄果科植物叶子、高粱粉和玉米粉混合，输送至蒸煮锅中蒸煮，得到蒸煮物料；

糖化步骤：取所述蒸煮物料，加入糖化酶，糖化，得到糖化醪；

发酵步骤：取所述糖化醪，加入酒曲，发酵，得到发酵产物；

蒸馏步骤：将所述发酵产物进行蒸馏，得到蒸馏产物和酒糟；

干燥步骤：将所述酒糟进行干燥，得到最终的发酵物。

7.如权利要求6所述的基于茎秆叶类的发酵物的制备方法，其特征在于，还包括提纯步骤：所述发酵产物进行蒸馏时，收集蒸馏气体并输送至冷凝塔中，冷凝成液体后再输送至提馏塔中进行提纯，得到纯度为95-99％的工业酒精。

8.如权利要求6所述的基于茎秆叶类的发酵物的制备方法，其特征在于，在所述蒸煮步骤中：将配方量的葫芦科植物茎秆及葫芦科植物叶子、茄果科植物茎秆及茄果科植物叶子粉碎至0.5-1cm，得到粉碎料；然后将所述粉碎料、配方量的高粱粉和玉米粉混合，搅拌均匀后，输送至管道式连续蒸煮器中，在120-140℃的蒸汽中蒸煮15-25min，接着降温至60-65℃，得到所述蒸煮物料。

9.如权利要求6所述的基于茎秆叶类的发酵物的制备方法，其特征在于，在所述糖化步骤中，以所述蒸煮物料计，按照1-2g/kg加入糖化酶，控制糖化时间为30-60min；

在所述发酵步骤中，以所述糖化醪计，按照1-5g/kg添加酒曲，设置发酵温度为32-38℃，发酵时间为27-33h，pH值为4.2-4.7。

10.如权利要求6所述的基于茎秆叶类的发酵物的制备方法，其特征在于，在所述干燥步骤中，将所述酒糟输送至烘干塔中，将所述酒糟的水分降至42-47％，得到淡水鱼饲料；或者，将所述酒糟的水分降至23-27％，得到有机肥料。