CN108424213A - 一种富硒米及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富硒米及其制备方法，属于农产品技术领域。所述富硒米在水稻抽穗期间喷洒富硒有机溶液，所述的富硒有机溶液包含螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液，钙、镁离子拮抗剂，水，聚天冬氨酸，蛋白酶K，细菌纤维素；所述的富硒米是经过富硒有机溶液配置、施用等步骤制得。本发明通过采用聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素为补强体系，提高富硒米的硒含量和亩产量。
Description
技术领域
本发明属于农产品技术领域，具体涉及一种富硒米及其制备方法。
背景技术
硒是对人体和动物极为重要的微量元素之一。虽然硒在人体和动物中含量极少，但具有极为重要的生理功能。适量摄入硒不仅能预防缺硒引起的克山病和大骨节病，而目能增强机体的抗氧化作用和拮抗重金属的毒性。硒还是一些癌基因的表达调控因子，能够诱导癌细胞程序性死亡，对癌症的预防和治疗具有重要作用。水稻属非聚硒植物，但对硒仍具有一定的生物富集能力和有机转化能力。水稻从土壤中吸收的硒大部分被转化为有机态，积累分布于全株。水稻对硒的富集利用是一个非恒定的主动吸收过程。在最初的幼苗阶段，水稻吸收的硒主要积累在根系、顶叶及嫩叶，随着水稻的生长发育，硒开始在各器官中逐渐积累，各器官的硒含量与该器官的发育成熟程度呈正相关，但就水稻整个生育进程而言，其对硒的富集高峰期为拔节期至灌浆期。与大多数微量元素的浓度效应一样，低浓度硒能够促进作物生长，硒过量则对生长产生毒害。适量施硒能够增强水稻种子活力，提高秧苗素质和促进分蘖早生、快发。低浓度硒对稻谷发芽有促进作用，但随着硒浓度的提高，促进作用逐渐变为毒害作用。在硒对水稻幼苗生长影响方面，低浓度硒对水稻幼苗的生长，总体上表现为促进增重和增高的效应。在产量形成方面，施用硒肥具有一定的增产效应。硒在水稻体内各器官的最终含量分布为：不施硒肥时，根系中的含量最高，茎、叶次之，籽粒中最少；施硒肥后，籽粒中的硒含量显著提高，已超过茎、叶，但仍低于根系。籽粒中硒含量同时还受品种的富硒能力、供硒水平、硒肥施用时间和施用方式等因素的制约。施硒、补硒是水稻富硒栽培技术体系中的一个环节，要做好水稻富硒栽培，生产出优质的富硒稻米，就必须注意硒肥的合理施用。
中国专利文献“富硒米及其生产方法(授权公告号：CN101702991B)”公开了富硒米及其生产方法，该富硒米通过施用富硒有机溶液制备得到，所述富硒有机溶液由下述重量份的原料组成的：螯合硒溶液10-30质量份，螯合锌溶液10-30质量份，螯合铁溶液20-40质量份，硼酸溶液10-30质量份，钙、镁离子拮抗剂1-10质量份，水10-30质量份。本发明所提供的富硒大米的栽培种植技术解决了水稻体内硒含量低，稻谷产量低的问题，在提高水稻体内有机硒含量的同时，大幅度提高稻谷产量，但种植得到的富硒有机溶液的利用不高，制备得到的富硒米的硒含量和产量还有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种富硒米及其制备方法，以解决在专利文献“富硒米及其生产方法(授权公告号：CN101702991B)”公开的富硒大米的栽培种植技术的基础上，优化富硒有机溶液的组分、用量、方法等，提高富硒米的硒含量和产量的技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种富硒米，在水稻抽穗期间喷洒富硒有机溶液，所述的富硒有机溶液包含螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液，钙、镁离子拮抗剂，水，聚天冬氨酸，蛋白酶K，细菌纤维素；所述螯合硒溶液为豆粕水解液中的氨基酸与亚硒酸钠摩尔配比2∶1，在常压下，pH值为8.5，温度为80摄氏度下进行螯合反应1.5-2小时制得；
所述螯合锌溶为豆粕水解液中氨基酸与硫酸锌摩尔配比在2∶1，调节pH值为7，螯合反应2.5小时制得；
所述螯合铁溶液为常压下豆粕水解液中氨基酸与硫酸亚铁摩尔配比4∶1，调节pH值为5，水浴50摄氏度，螯合反应2小时制得；
所述聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素的重量比为(2-8)：(1-3)：(3-9)。
进一步地，所述聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素的重量比为5：2：6。
进一步地，所述富硒有机溶液以重量份为单位，包括以下原料：螯合硒溶液10-30质量份，螯合锌溶液10-30质量份，螯合铁溶液20-40质量份，硼酸溶液10-30质量份，钙、镁离子拮抗剂1-10质量份，水10-30质量份，聚天冬氨酸2-8质量份，蛋白酶K 1-3质量份，细菌纤维素3-9质量份。
进一步地，所述聚天冬氨酸的分子量为1500-3000。
本发明还提高一种上述的富硒米的制备方法，包括以下步骤：
(1)配置螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液；(2)螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液，钙、镁离子拮抗剂，水，聚天冬氨酸，蛋白酶K，细菌纤维素按比例充分混合制备得到富硒有机溶液；(3)每亩稻田取200-400毫升富硒有机溶液，溶于20-30千克水中，混合均匀后，在水稻10％-30％抽穗时期对水稻叶面喷施一次前述富硒有机溶液；(4)在水稻齐穗时期喷施一次浓度为0.1-0.2％的硼酸溶液每亩20-40千克，待水稻成熟后，收获制得。
本发明具有以下有益效果：
(1)由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3制得的富硒米的硒含量和亩产量显著高于对比例5制得的富硒米的硒含量和亩产量；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-4的数据可见，聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素在生产富硒米中起到了协同作用，协同提高了富硒米的硒含量和亩产量；这是：
聚天冬氨酸是一种带有羧酸侧链的聚合氨基酸，对硒元素具有螯合作用，可以富集微量元素供给植物，聚天冬氨酸因其结构主链上的肽键易受微生物、真菌等作用而断裂，可以起到缓释硒元素的效果，使植物更有效地利用肥料，提高农作物的硒含量和亩产量；蛋白酶K可以促进植物细胞吸收硒元素，并能与硒元素形成有机态硒，从而增加硒元素的利用率，并与聚天冬氨酸一起配合，蛋白酶K与硒形成的有机态硒由于分子间氢键的作用更容易与聚天冬氨酸分子链结合，从而在聚天冬氨酸被分解时，起到缓释硒的效果，并且其在停留期间能起到分解蛋白质和聚天冬氨酸，从而能增加供给植物的养分，从而提高硒元素的吸收量和含量；细菌纤维素为细菌自然生成提取的纳米尺度纤维，能良好的贴合在叶面表面，从而起到长久停留的效果，细菌纤维素平均直径为1-10nm，并且其表面丰富的极性基团，能够利用其分子间作用力和表面效应，与聚天冬氨酸和蛋白酶K的极性基团结合，从而实现三者复合，从而使两者在溶液的分散更均匀和稳定，从而提高硒元素的含量和亩产量。螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液可以起到一定缓释硒、锌、铁的作用，但是在其在叶子表面粘附性差，停留时间短，本发明中通过添加聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素的协同组合物可以有效改善上述缺点，根据上述的协同作用机理，进一步促进硒元素在叶子表面的停留时间和粘附性，并利用生物作用将硒转换成生物体更容易吸收的组分，从而提高硒元素的含量和亩产量。
(3)由对比例6-8的数据可见，聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素的重量比不在(2-8)：(1-3)：(3-9)范围内时，制得的富硒米的硒含量和亩产量与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值。本发明聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素作为补强体系，实施例1-3控制生产富硒米时通过添加聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素的重量比为(3-9)：(2-5)：(1-3)，实现在补强体系中利用聚天冬氨酸富集硒元素，使硒元素集中在叶面表面上；蛋白酶K与聚天冬氨酸一起使用，提高硒元素的吸收率和实现缓释效果；细菌纤维素改善聚天冬氨酸、蛋白酶K的分散性并提高在叶面的停留时间，使得聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素构成的补强体系在本发明的富硒米的制备中，提高富硒米的硒含量和亩产量。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述富硒米，在抽穗期间施用富硒有机溶液，所述富硒有机溶液以重量份为单位，包括以下原料：螯合硒溶液10-30质量份，螯合锌溶液10-30质量份，螯合铁溶液20-40质量份，硼酸溶液10-30质量份，钙、镁离子拮抗剂1-10质量份，水10-30质量份，聚天冬氨酸2-8质量份，蛋白酶K 1-3质量份，细菌纤维素3-9质量份。
所述螯合硒溶液为豆粕水解液中的氨基酸与亚硒酸钠摩尔配比2∶1，在常压下，pH值为8.5，温度为80摄氏度下进行螯合反应1.5-2小时制得。所述螯合锌溶为豆粕水解液中氨基酸与硫酸锌摩尔配比在2∶1，调节pH值为7，螯合反应2.5小时制得。所述螯合铁溶液为常压下豆粕水解液中氨基酸与硫酸亚铁摩尔配比4∶1，调节pH值为5，水浴50摄氏度，螯合反应2小时制得。所述聚天冬氨酸的分子量为1500-3000。
所述富硒米的制备方法，包括以下步骤：
(1)配置螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液；
(2)螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液，钙、镁离子拮抗剂，水，聚天冬氨酸，蛋白酶K，细菌纤维素按比例充分混合制备得到富硒有机溶液；
(3)每亩稻田取200-400毫升富硒有机溶液，溶于20-30千克水中，混合均匀后，在水稻10％-30％抽穗时期对水稻叶面喷施一次前述富硒有机溶液
(4)在水稻齐穗时期喷施一次浓度为0.1-0.2％的硼酸溶液每亩20-40千克，待水稻成熟后，收获制得。
实施例1
一种富硒米，在抽穗期间施用富硒有机溶液，所述富硒有机溶液以重量份为单位，包括以下原料：螯合硒溶液20质量份，螯合锌溶液20质量份，螯合铁溶液30质量份，硼酸溶液20质量份，钙、镁离子拮抗剂5质量份，水20质量份，聚天冬氨酸5质量份，蛋白酶K 2质量份，细菌纤维素6质量份。
所述螯合硒溶液为豆粕水解液中的氨基酸与亚硒酸钠摩尔配比2∶1，在常压下，pH值为8.5，温度为80摄氏度下进行螯合反应1.8小时制得。所述螯合锌溶为豆粕水解液中氨基酸与硫酸锌摩尔配比在2∶1，调节pH值为7，螯合反应2.5小时制得。所述螯合铁溶液为常压下豆粕水解液中氨基酸与硫酸亚铁摩尔配比4∶1，调节pH值为5，水浴50摄氏度，螯合反应2小时制得。所述聚天冬氨酸的分子量为2000。
所述富硒米的制备方法，包括以下步骤：
(1)配置螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液；
(2)螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液，钙、镁离子拮抗剂，水，聚天冬氨酸，蛋白酶K，细菌纤维素按比例充分混合制备得到富硒有机溶液；
(3)每亩稻田取300毫升富硒有机溶液，溶于25千克水中，混合均匀后，在水稻20％抽穗时期对水稻叶面喷施一次前述富硒有机溶液
(4)在水稻齐穗时期喷施一次浓度为0.1％的硼酸溶液每亩30千克，待水稻成熟后，收获制得。
实施例2
一种富硒米，在抽穗期间施用富硒有机溶液，所述富硒有机溶液以重量份为单位，包括以下原料：螯合硒溶液10质量份，螯合锌溶液30质量份，螯合铁溶液20质量份，硼酸溶液30质量份，钙、镁离子拮抗剂1质量份，水30质量份，聚天冬氨酸2质量份，蛋白酶K 3质量份，细菌纤维素3质量份。
所述螯合硒溶液为豆粕水解液中的氨基酸与亚硒酸钠摩尔配比2∶1，在常压下，pH值为8.5，温度为80摄氏度下进行螯合反应1.5小时制得。所述螯合锌溶为豆粕水解液中氨基酸与硫酸锌摩尔配比在2∶1，调节pH值为7，螯合反应2.5小时制得。所述螯合铁溶液为常压下豆粕水解液中氨基酸与硫酸亚铁摩尔配比4∶1，调节pH值为5，水浴50摄氏度，螯合反应2小时制得。所述聚天冬氨酸的分子量为1500。
所述富硒米的制备方法，包括以下步骤：
(1)配置螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液；
(2)螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液，钙、镁离子拮抗剂，水，聚天冬氨酸，蛋白酶K，细菌纤维素按比例充分混合制备得到富硒有机溶液；
(3)每亩稻田取400毫升富硒有机溶液，溶于20千克水中，混合均匀后，在水稻10％抽穗时期对水稻叶面喷施一次前述富硒有机溶液
(4)在水稻齐穗时期喷施一次浓度为0.1％的硼酸溶液每亩40千克，待水稻成熟后，收获制得。
实施例3
一种富硒米，在抽穗期间施用富硒有机溶液，所述富硒有机溶液以重量份为单位，包括以下原料：螯合硒溶液30质量份，螯合锌溶液10质量份，螯合铁溶20-40质量份，硼酸溶液10质量份，钙、镁离子拮抗剂10质量份，水10质量份，聚天冬氨酸8质量份，蛋白酶K 1质量份，细菌纤维素9质量份。
所述螯合硒溶液为豆粕水解液中的氨基酸与亚硒酸钠摩尔配比2∶1，在常压下，pH值为8.5，温度为80摄氏度下进行螯合反应2小时制得。所述螯合锌溶为豆粕水解液中氨基酸与硫酸锌摩尔配比在2∶1，调节pH值为7，螯合反应2.5小时制得。所述螯合铁溶液为常压下豆粕水解液中氨基酸与硫酸亚铁摩尔配比4∶1，调节pH值为5，水浴50摄氏度，螯合反应2小时制得。所述聚天冬氨酸的分子量为3000。
所述富硒米的制备方法，包括以下步骤：
(1)配置螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液；
(2)螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液，钙、镁离子拮抗剂，水，聚天冬氨酸，蛋白酶K，细菌纤维素按比例充分混合制备得到富硒有机溶液；
(3)每亩稻田取200毫升富硒有机溶液，溶于30千克水中，混合均匀后，在水稻30％抽穗时期对水稻叶面喷施一次前述富硒有机溶液
(4)在水稻齐穗时期喷施一次浓度为0.2％的硼酸溶液每亩20千克，待水稻成熟后，收获制得。
对比例1
与实施例1的生产工艺基本相同，唯有不同的是制备富硒有机溶液的原料中缺少聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素。
对比例2
与实施例1的生产工艺基本相同，唯有不同的是制备富硒有机溶液的原料中缺少聚天冬氨酸。
对比例3
与实施例1的生产工艺基本相同，唯有不同的是制备富硒有机溶液的原料中缺少蛋白酶K。
对比例4
与实施例1的生产工艺基本相同，唯有不同的是制备富硒有机溶液的原料中缺少细菌纤维素。
对比例5
采用中国专利文献“富硒米及其生产方法(授权公告号：CN101702991B)”中具体实施例1-6所述的方法生产富硒米。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备富硒米的原料中聚天冬氨酸为1份、蛋白酶K为5份、细菌纤维素为2份。
对比例7
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备富硒米的原料中聚天冬氨酸为12份、蛋白酶K为0.5份、细菌纤维素为12份。
对比例8
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备富硒米的原料中聚天冬氨酸为1份、蛋白酶K为5份、细菌纤维素为10份。
根据实施例1-3和对比例1-8的工艺生产富硒米，并测试硒含量和亩产量，结果如下表所示。
| 实验项目 | 硒含量(ug/Kg) | 亩产量(Kg/hm) |
| 实施例1 | 256 | 673 |
| 实施例2 | 252 | 669 |
| 实施例3 | 248 | 671 |
| 对比例1 | 195 | 645 |
| 对比例2 | 238 | 666 |
| 对比例3 | 245 | 668 |
| 对比例4 | 236 | 664 |
| 对比例5 | 120-194 | 603-642 |
| 对比例6 | 197 | 648 |
| 对比例7 | 204 | 653 |
| 对比例8 | 201 | 651 |
由上表可知：(1)由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3制得的富硒米的硒含量和亩产量显著高于对比例5制得的富硒米的硒含量和亩产量；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-4的数据可见，聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素在生产富硒米中起到了协同作用，协同提高了富硒米的硒含量和亩产量；这是：
聚天冬氨酸是一种带有羧酸侧链的聚合氨基酸，对硒元素具有螯合作用，可以富集微量元素供给植物，聚天冬氨酸因其结构主链上的肽键易受微生物、真菌等作用而断裂，可以起到缓释硒元素的效果，使植物更有效地利用肥料，提高农作物的硒含量和亩产量；蛋白酶K可以促进植物细胞吸收硒元素，并能与硒元素形成有机态硒，从而增加硒元素的利用率，并与聚天冬氨酸一起配合，蛋白酶K与硒形成的有机态硒由于分子间氢键的作用更容易与聚天冬氨酸分子链结合，从而在聚天冬氨酸被分解时，起到缓释硒的效果，并且其在停留期间能起到分解蛋白质和聚天冬氨酸，从而能增加供给植物的养分，从而提高硒元素的吸收量和含量；细菌纤维素为细菌自然生成提取的纳米尺度纤维，能良好的贴合在叶面表面，从而起到长久停留的效果，细菌纤维素平均直径为1-10nm，并且其表面丰富的极性基团，能够利用其分子间作用力和表面效应，与聚天冬氨酸和蛋白酶K的极性基团结合，从而实现三者复合，从而使两者在溶液的分散更均匀和稳定，从而提高硒元素的含量和亩产量。螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液可以起到一定缓释硒、锌、铁的作用，但是在其在叶子表面粘附性差，停留时间短，本发明中通过添加聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素的协同组合物可以有效改善上述缺点，根据上述的协同作用机理，进一步促进硒元素在叶子表面的停留时间和粘附性，并利用生物作用将硒转换成生物体更容易吸收的组分，从而提高硒元素的含量和亩产量。
(3)由对比例6-8的数据可见，聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素的重量比不在(2-8)：(1-3)：(3-9)范围内时，制得的富硒米的硒含量和亩产量与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值。本发明聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素作为补强体系，实施例1-3控制生产富硒米时通过添加聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素的重量比为(3-9)：(2-5)：(1-3)，实现在补强体系中利用聚天冬氨酸富集硒元素，使硒元素集中在叶面表面上；蛋白酶K与聚天冬氨酸一起使用，提高硒元素的吸收率和实现缓释效果；细菌纤维素改善聚天冬氨酸、蛋白酶K的分散性并提高在叶面的停留时间，使得聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素构成的补强体系在本发明的富硒米的制备中，提高富硒米的硒含量和亩产量。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (5)
1.一种富硒米，其特征在于：在水稻抽穗期间喷洒富硒有机溶液，所述的富硒有机溶液包含螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液，钙、镁离子拮抗剂，水，聚天冬氨酸，蛋白酶K，细菌纤维素；
所述螯合硒溶液为豆粕水解液中的氨基酸与亚硒酸钠摩尔配比2∶1，在常压下，pH值为8.5，温度为80摄氏度下进行螯合反应1.5-2小时制得；
所述螯合锌溶为豆粕水解液中氨基酸与硫酸锌摩尔配比在2∶1，调节pH值为7，螯合反应2.5小时制得；
所述螯合铁溶液为常压下豆粕水解液中氨基酸与硫酸亚铁摩尔配比4∶1，调节pH值为5，水浴50摄氏度，螯合反应2小时制得；
所述聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素的重量比为(2-8)：(1-3)：(3-9)。
2.根据权利要求1所述的富硒米，其特征在于，所述聚天冬氨酸、蛋白酶K、细菌纤维素的重量比为5：2：6。
3.根据权利要求1所述的富硒米，其特征在于，所述富硒有机溶液以重量份为单位，包括以下原料：螯合硒溶液10-30质量份，螯合锌溶液10-30质量份，螯合铁溶液20-40质量份，硼酸溶液10-30质量份，钙、镁离子拮抗剂1-10质量份，水10-30质量份，聚天冬氨酸2-8质量份，蛋白酶K 1-3质量份，细菌纤维素3-9质量份。
4.根据权利要求1或3所述的富硒米，其特征在于，所述聚天冬氨酸的分子量为1500-3000。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的富硒米的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配置螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液；(2)螯合硒溶液，螯合锌溶液，螯合铁溶液，硼酸溶液，钙、镁离子拮抗剂，水，聚天冬氨酸，蛋白酶K，细菌纤维素按比例充分混合制备得到富硒有机溶液；(3)每亩稻田取200-400毫升富硒有机溶液，溶于20-30千克水中，混合均匀后，在水稻10％-30％抽穗时期对水稻叶面喷施一次前述富硒有机溶液；(4)在水稻齐穗时期喷施一次浓度为0.1-0.2％的硼酸溶液每亩20-40千克，待水稻成熟后，收获制得。
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| CN112094152A (zh) * | 2020-10-30 | 2020-12-18 | 广西壮族自治区农业科学院 | 一种葛根富硒专用有机肥 |
| CN112778035A (zh) * | 2019-11-10 | 2021-05-11 | 湖南金泰米业有限公司 | 水稻叶面肥及其制备方法 |
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