CN107522549A

CN107522549A - 一种α‑亚麻酸生物菌肥及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN107522549A
Application number: CN201710826898.1A
Authority: CN
Inventors: 夏树文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2017-12-29

Abstract

本发明涉及肥料制作技术领域，具体涉及一种α‑亚麻酸生物菌肥，包括以下重量份数的原料：玉米粉4～8份，红糖0.01～0.1份，亚麻籽粉和/或紫苏籽粉5～10份，亚麻籽油和/或紫苏籽油0.5～3份，动物粪便5～12份，沼泽土10～30份，白浆土5～20份。将上述原料用金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌进行密封发酵，得到α‑亚麻酸生物菌肥。经过发酵后得到的生物菌肥α‑亚麻酸溶解于水溶性成分中，有利于作物对生物菌肥中有效成分的吸收，进而调控作物体内α‑亚麻酸的含量，生产出高含量α‑亚麻酸的产品。

Description

一种α-亚麻酸生物菌肥及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及肥料制作技术领域，具体涉及一种α-亚麻酸生物菌肥及其制备方法和应用。

背景技术

α-亚麻酸(ALA)为全顺式9,12,15-十八碳三烯酸，淡黄色或无色液体，溶点为11.3℃，沸点为230～232℃(17mm Hg)，相对密度为0.9164，溶于乙醇、乙醚。主要代谢产物为二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)。ALA、EPA、DHA组成n-3系列不饱和脂肪酸(PUFA)。ALA是EPA和DHA的前体。EPA是体内三烯酸前列腺素(PGl₃TXA₃)的前体。DHA是大脑、视网膜、神经系统磷脂的主要成分。国际n-3PUFA专业协会1990年确认“ALA是对人体健康非常有益的必需脂肪酸”。1993年WHO/FAO联合声明：“鉴于ALA的重要性和人体普遍摄取不足的现状，建议专项补充ALA”。1998年国际营养协会(IBNA)确认：“二十一世纪脑营养食品就是ALA”。大量研究实验证实：ALA具有调节心脑血管、降低血脂、血压、调节脂质代谢、抗心律失常、抗炎症抗过敏反应、预防癌症、增强智力和视力等功效。据报导：国内年需纯度80％以上的ALA2000吨左右。

目前，含有α-亚麻酸的产品主要为亚麻籽油、亚麻籽粉、牡丹花籽、亚麻酸胶囊等，这些产品中的脂溶性成分均较多。而脂溶性的产品不易被人体代谢吸收，即使食用较多的含有α-亚麻酸的产品，也不能满足人们对α-亚麻酸含量的需求，且人们也不能每天都食用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种α-亚麻酸生物菌肥及其制备方法和应用，使生物菌肥中的α-亚麻酸溶解于水溶性成分中，有利于作物对生物菌肥中有效成分的吸收，进而调控作物体内α-亚麻酸的含量，生产出高含量α-亚麻酸的产品。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种α-亚麻酸生物菌肥，由包括以下重量份数的原料发酵得到：玉米粉4～8份，红糖0.01～0.1份，亚麻籽粉和/或紫苏籽粉5～10份，亚麻籽油和/或紫苏籽油0.5～3份，动物粪便5～12份，沼泽土10～30份，白浆土5～20份。

优选的，所述动物粪便为饲喂α-亚麻酸饲料的鸡和/或猪所产生的粪便。

优选的，所述沼泽土和所述白浆土为酸性土壤。

优选的，所述亚麻籽粉和/或紫苏籽粉的粒径在5毫米以内。

本发明还提供了上述α-亚麻酸生物固体菌肥的制备方法，包括以下步骤：

将上述原料混合后，按照接种量为1％～5％的比例在发酵原料中接入发酵菌，控制发酵原料的水分含量为45％～65％，在17℃～30℃下密封发酵5～15天，得到α-亚麻酸生物菌肥；

所述发酵菌中含有金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌，所述金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌和酵母菌的质量比为5～20份、5～20份、5～15份、5～15份、30～50份。

本发明还提供了上述α-亚麻酸生物液体菌肥的制备方法，包括以下步骤：

将所述原料混合后，按照接种量为1％～5％的比例在发酵原料中接入发酵菌，控制发酵原料的水分含量为80％～300％，在17℃～30℃下密封发酵5～15天，得到α-亚麻酸生物菌肥；

所述发酵菌中含有金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌，所述金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌的质量比为5～20份、5～20份、5～15份、5～15份、30～50份。

本发明还包括上述α-亚麻酸生物菌肥或上述方法制备的α-亚麻酸生物菌肥的应用，所述α-亚麻酸生物菌肥作为底肥或追肥应用于大田作物或经济作物中。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的α-亚麻酸生物菌肥，采用多种高α-亚麻酸的原料经科学配比发酵制备而成。原料中含有亚麻和紫苏籽，提供α-亚麻酸来源。配合玉米粉、红糖及动物粪便，提供发酵所需的合适碳氮源。沼泽土和白浆土为酸性土壤，为发酵提供合适的发酵基质，促使肥料中的a-亚麻酸含量增高。原料来源丰富，成本低。

本发明通过将金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌合理配比，将脂溶性的α-亚麻酸经过培养发酵转化成为高含量α-亚麻酸的水溶性肥料，生产方法简单，成本低。制备出的α-亚麻酸生物固体菌肥能够作为基肥和追肥使用，α-亚麻酸生物液体菌肥可田间喷施。本发明的α-亚麻酸生物菌肥能有效提高作物体内的α-亚麻酸含量，从而生产出高α-亚麻酸含量的作物产品，为人们的日常α-亚麻酸摄入提供高品质产品。

具体实施方式

本发明为了解决α-亚麻酸在脂溶性产品中吸收率低的问题，提供了一种α-亚麻酸生物菌肥及其制备方法，使α-亚麻酸溶解于水溶性成分中，促进作物对生物菌肥中有效成分的吸收，进而调控作物体内α-亚麻酸的含量，生产出高含量α-亚麻酸的产品。

本发明的α-亚麻酸生物菌肥，由包括以下重量份数的原料发酵得到：玉米粉4～8份，红糖0.01～0.1份，亚麻籽粉和/或紫苏籽粉5～10份，亚麻籽油和/或紫苏籽油0.5～3份，动物粪便5～12份，沼泽土10～30份，白浆土5～20份。

本发明的α-亚麻酸生物菌肥原料中含有玉米粉。所述玉米粉的添加量为4～8份，优选为5～7份，更优选为6.25份。玉米粉为本发明的α-亚麻酸生物菌肥发酵提供一定的碳氮源。本发明对玉米粉的种类和来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的玉米粉即可。在本发明中，优选采用萌发玉米粉，以促进发酵菌中金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌的生长。淀粉是玉米种子中含量最好的物质，达70％左右，萌发时会在淀粉酶的作用下，大分子的碳水化合物分解转化为小分子的单糖、寡糖等，使淀粉长链、支链结构减少，直链、短链淀粉数量增加，淀粉颗粒微细化，更有利于微生物的吸收和利用。

本发明的α-亚麻酸生物菌肥原料中含有红糖。所述红糖的添加量为0.01～0.1份，更优选为0.02～0.5份，进一步优选为0.028份。红糖为发酵菌中的微生物生长和繁殖提供碳源和能量，尤其促进酵母菌的生长和繁殖，提高发酵效率。

本发明的α-亚麻酸生物菌肥原料中还含有亚麻籽和紫苏籽。亚麻籽和紫苏籽中含有大量的α-亚麻酸，其中，α-亚麻酸在紫苏籽油中占67％，在亚麻籽油中占55％。亚麻籽和紫苏籽为菌肥发酵提供α亚麻酸来源。

在本发明中，亚麻籽和紫苏籽以粉粹的粉末和植物油的形式添加到原料中进行发酵。其中亚麻籽粉和紫苏籽粉中含有植物纤维素、脂肪酸和多种维生素，为微生物发酵提供多种营养物质。本发明中，优选亚麻籽粉和/或紫苏籽粉的粒径在5毫米以内，更优选为2～3mm。亚麻籽油和紫苏籽油中含有大量的不饱和脂肪酸，其中α-亚麻酸占到很大部分比例。在本发明中，亚麻籽油和紫苏籽油主要是作为α-亚麻酸的供应来源。

本发明中，所述亚麻籽粉和/或紫苏籽粉的添加量为5～10份，优选为6～8份，进一步优选的为6.25份；所述亚麻籽油和/或紫苏籽油的添加量为0.5～3份，优选为1～2份，更优选的为1.25份。

本发明的α-亚麻酸生物菌肥原料中含有动物粪便。动物粪便中含有较多的有机质及氮磷钾等养分，肥效长，释放平稳，是优质的发酵肥料原料。本发明对动物粪便的种类没有特殊限制，优选采用鸡或猪的粪便。猪粪含氮素较多，碳氮比例较小(14：1)，容易被微生物分解，释放出可为作物吸收利用的养分。鸡粪的养分含量很丰富，既有大量的有机质，又有含量较高的氮磷钾养分，适合与各种粪料混合发酵做有机肥。本发明中，所述动物粪便的添加量为5～12份，优选为7～10份，更优选为8.75倍。进一步的，本发明的动物粪便优选为饲喂含有α-亚麻酸饲料的动物所产生的粪便，粪便中含有未吸收的α-亚麻酸，对废弃物综合利用，提高α-亚麻酸的利用率。本发明对含有α-亚麻酸的饲料来源没有特殊限制，采用市售产品，或在饲料中添加市售的α-亚麻酸商品。

本发明的α-亚麻酸生物菌肥原料中含有沼泽土和白浆土。沼泽土是发育于长期积水并生长喜湿植物的低洼地土壤，其表层积聚大量分解程度低的有机质或泥炭，底层有低价铁、锰存在，土壤呈微酸性至酸性反应。白浆土中含有大量的矿质元素，土壤呈微酸性。沼泽土和白浆土为微生物发酵提供了大量的营养元素，促进了微生物的生长和繁殖，同时促使肥料中α-亚麻酸含量增高。沼泽土和白浆土中的有机质和矿质元素也增加了肥料中的营养元素含量，提高肥效。本发明中，以α-亚麻酸生物菌肥原料总重量份数计，所述沼泽土的添加量为10～30份，优选为15～25份，更优选为20份；所述白浆土的添加量为5～20份，优选为9～15份，进一步优选为10份。

上述原料之间科学配比，为微生物发酵提供良好的发酵营养及环境，在微生物的作用下，将脂溶性的α-亚麻酸转化成为有利于作物吸收的水溶性α-亚麻酸肥料。

本发明还提供了上述原料发酵α-亚麻酸生物菌肥的方法，包括以下步骤：将上述原料混合均匀后，在发酵原料中接种发酵菌，密封发酵后得到α-亚麻酸生物菌肥。

本发明中，发酵菌中含有金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌。本发明对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员所熟知的菌种即可，可以采用市售商品。

本发明中，所述金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌的质量比优选为5～20份、5～20份、5～15份、5～15份、30～50份，更优选为10～15份、10～15份、8～12份、7～10份、38～42份。本发明的发酵菌中含有两种细菌，用以产生丙酮、丁醇、乙酸、乳酸、谷氨酸等，细菌能够通过厌氧途径能合成单烯脂肪酸。其中，金黄色葡萄球菌能够产生溶表皮素、蛋白酶、脂肪酶、肽酶等。大肠埃希菌与霉菌和酵母菌一起能够合成含2个、3个、4个甚至更多双键的不饱和脂肪酸。本发明的发酵菌中含有两种霉菌，用来产生淀粉酶、葡萄糖酸、柠檬酸等。高大毛霉能够产生蛋白酶、脂肪酶，具有较强的糖化能力，发酵能产生α-亚麻酸，能将脂肪分解成甘油和脂肪酸。华根霉耐高温，糖化力强，能产生酒精、芳香脂类。酵母菌用以产生甘油、乙醇、酒类等，酵母菌的内质网可以合成脂肪酸、固醇等。本发明将细菌、霉菌和单细胞真菌进行结合，利用这些发酵菌发酵含有α-亚麻酸的脂溶性含量高的原料，将原料中的脂溶性成分转换成水溶性成分，制作出高α-亚麻酸含量的水溶性肥料。

本发明中，发酵菌的接种量为发酵原料质量的1％～5％，更优选为2％～3％。

发酵原料在发酵菌的作用下进行密封发酵。本发明中，发酵温度为17℃～30℃，更优选为20～25℃。发酵时间为5～15天，更优选为10～12天。

本发明中，根据要制作发酵肥料的状态合理控制发酵原料的含水量。若要制作生物固体菌肥，则控制发酵原料的水分含量为45％～65％，优选为50％～55％。制作出的固体肥料适用于作为基肥和追肥使用。若制作的是液体肥料，则发酵过程中，发酵原料的水分含量为80～300％，优选为150～220％。制作出的生物液体菌肥可直接用于田间喷施或滴灌。

经发酵完成后，微生物将发酵原料中的脂溶性α-亚麻酸转化成为水溶性的α-亚麻酸，提高了作物对肥料中α-亚麻酸的吸收利用率，进而调控作物体内α-亚麻酸的含量，生产出高含量α-亚麻酸的产品。本发明的α-亚麻酸生物菌肥为广谱型的发酵有机肥料，适用于多种作物的生长。可应用于水稻、小麦、玉米等大田作物中，也可应用于蔬菜、果树、茶叶等经济作物中。

使用本发明的生物菌肥应用于水稻中，生产出的大米中α-亚麻酸含量达到0.02～0.027g/100g，不饱和脂肪酸含量达到1.27～1.437g/100g；胚芽米糠中α-亚麻酸含量达到0.037～0.049g/100g，不饱和脂肪酸含量达到1.643～2.27g/100g，DHA含量达到0.021～0.029g/100g；稻壳纤维粉中α-亚麻酸含量达到0.033～0.042g/100g，不饱和脂肪酸含量达到1.22～1.768g/100g。可作为日常饮食用高α-亚麻酸产品食用，增加人体α-亚麻酸的摄入量，起到预防治疗高血脂引起的痛风、月经不调等慢性病，防治癌症，营养人体细胞的作用。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

在发酵桶中加入玉米粉6.25kg，红糖0.028kg，亚麻籽粉3kg，紫苏籽粉3.25kg，亚麻籽油0.55kg，紫苏籽油0.7kg，饲喂α-亚麻酸饲料的鸡猪产生的粪便混合物8.75kg，沼泽土20kg，白浆土10kg，水47.5kg，混合均匀后，接种2％的发酵菌，发酵菌中含有质量比为5：10：10：5：40的金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌。密封发酵桶，将发酵桶在25℃下进行发酵，10天后得到α-亚麻酸生物固体菌肥。

实施例2

在发酵桶中加入玉米粉8kg，红糖0.1kg，紫苏籽粉10kg，亚麻籽油2kg，紫苏籽油1kg，饲喂α-亚麻酸饲料的猪产生的粪便12kg，沼泽土30kg，白浆土20kg，水67kg，混合均匀后，接种5％的发酵菌，发酵菌中含有质量比为17：12：10：8：30的金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌。密封发酵桶，将发酵桶在17℃下进行发酵，12天后得到α-亚麻酸生物固体菌肥。

实施例3

在发酵桶中加入玉米粉5kg，红糖0.02kg，亚麻籽粉6kg，亚麻籽油0.5kg，饲喂α-亚麻酸饲料的鸡产生的粪便6kg，沼泽土15kg，白浆土8kg，水55kg，混合均匀后，接种1％的发酵菌，发酵菌中含有质量比为20：16：15：15：50的金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌。密封发酵桶，将发酵桶在20℃下进行发酵，15天后得到α-亚麻酸生物固体菌肥。

实施例4

在发酵桶中加入玉米粉4kg，红糖0.01kg，亚麻籽粉3kg，紫苏籽粉5kg，亚麻籽油2kg，饲喂α-亚麻酸饲料的鸡产生的粪便5kg，沼泽土10kg，白浆土5kg，水100kg，混合均匀后，接种3％的发酵菌，发酵菌中含有质量比为6：12：10：5：45的金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌。密封发酵桶，将发酵桶在30℃下进行发酵，5天后得到α-亚麻酸生物液体菌肥。

实施例5

在发酵桶中加入玉米粉7kg，红糖0.05kg，紫苏籽粉8kg，紫苏籽油2kg，饲喂α-亚麻酸饲料的猪产生的粪便10kg，沼泽土20kg，白浆土15kg，水120kg，混合均匀后，接种4％的发酵菌，发酵菌中含有质量比为13：8：12：7：35的金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌。密封发酵桶，将发酵桶在28℃下进行发酵，7天后得到α-亚麻酸生物液体菌肥。

实施例6

本发明α-亚麻酸生物固体菌肥的α-亚麻酸含量为0.15～0.69g/100g，α-亚麻酸生物液体菌肥的α-亚麻酸含量为0.021～0.289g/100g。

将发酵制得的α-亚麻酸生物菌肥施入水稻田。固体菌肥做基肥、追肥各施一遍，共两遍，每次每亩施用量10kg。液体菌肥每亩施用量一遍0.5kg(兑适量水)，叶面喷施2～4遍。施用本发明的α-亚麻酸生物菌肥收获的水稻与施用不含α-亚麻酸的普通肥料收获的水稻中，α-亚麻酸含量和不饱和脂肪酸含量见下表：

表1：不同肥料收获的水稻中α-亚麻酸含量和不饱和脂肪酸含量

	α-亚麻酸含量(g/100g)	不饱和脂肪酸含量(g/100g)
			普通水稻	0.000～0.018	0.73～1.106
本发明水稻	0.020～0.051	1.25～1.72

由表1可以看出，本发明的α-亚麻酸生物菌肥能够提高作物中的α-亚麻酸含量及不饱和脂肪酸含量，从而生产出高α-亚麻酸含量的作物产品，为人们的日常α-亚麻酸摄入提供高品质产品。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种α-亚麻酸生物菌肥，其特征在于，由包括以下重量份数的原料发酵得到：玉米粉4～8份，红糖0.01～0.1份，亚麻籽粉和/或紫苏籽粉5～10份，亚麻籽油和/或紫苏籽油0.5～3份，动物粪便5～12份，沼泽土10～30份，白浆土5～20份。

2.根据权利要求1所述的α-亚麻酸生物菌肥，其特征在于，所述动物粪便为饲喂α-亚麻酸饲料的鸡和/或猪所产生的粪便。

3.根据权利要求1所述的α-亚麻酸生物菌肥，其特征在于，所述沼泽土和所述白浆土为酸性土壤。

4.根据权利要求1所述的α-亚麻酸生物菌肥，其特征在于，所述亚麻籽粉和/或紫苏籽粉的粒径在5毫米以内。

5.权利要求1～4任意一项所述α-亚麻酸生物固体菌肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述原料混合后，按照接种量为1％～5％的比例在发酵原料中接入发酵菌，控制发酵原料的水分含量为45％～65％，在17℃～30℃下密封发酵5～15天，得到α-亚麻酸生物菌肥；

所述发酵菌包括金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌，所述金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、高大毛霉、华根霉和酵母菌的质量比为5～20份、5～20份、5～15份、5～15份、30～50份。

6.权利要求1～4任意一项所述α-亚麻酸生物液体菌肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.权利要求1～4所述任意一项所述α-亚麻酸生物菌肥或由权利要求5或6所述方法制备的α-亚麻酸生物菌肥的应用，其特征在于，所述α-亚麻酸生物菌肥作为底肥或追肥应用于大田作物或经济作物中。