CN110915823A - 一种促进种子萌发的天然产物提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种促进种子萌发的天然产物提取方法，包括：将海藻洗净，粉碎，烘干，研磨得到预处理海藻；向预处理海藻中加入水，搅拌均匀，送入酶解罐中，加入复合酶搅拌，匀质处理，终止酶解反应得到酶解海藻；在避光状态中对酶解海藻进行超声处理，先向酶解海藻中加入无水乙醇进行一次超声处理，过滤得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤渣中加入第一乙醇溶液进行二次超声处理，过滤得到第二滤液和第二滤渣；向第二滤渣继续加入第二乙醇溶液进行三次超声处理，过滤得到第三滤液；合并第一滤液、第二滤液、第三滤液得到粗提取液；将粗提取液进行避光状态下振荡处理，然后真空旋转蒸发，过滤，透析，浓缩，干燥得到促进种子萌发的天然提取产物。
Description
技术领域
本发明涉及植物萃提技术领域，尤其涉及一种促进种子萌发的天然产物提取方法。
背景技术
海藻是海洋有机物的原始生产者，具有强大的吸附能力，可以浓缩相当于自身44万倍的海洋物质，营养极其丰富。从海藻中提取的有利于植物生长发育的天然生物活性物质和矿质营养元素极其丰富，有蛋白质、脂肪、糖，还有各种植物激素、矿物质和微量元素，它们不仅是人们喜欢的营养，也是植物们生长所需要的营养，这些营养成份可刺激植物体内非特异性活性因子的产生，调节内源激素平衡，可以让植物长的更高、促进发芽，结的果更大、更甜，而且有利于土壤的维护，更有利于人体的健康。
近年来，随着全球气候、环境的逐渐恶化，各类病虫害、干旱、高低温胁迫等问题日趋严重，并影响到农作物的生长发育，使作物的产量和品质下降，人们已不满足于植物自然生长，为了早日使苗木成才，使蔬菜快速开花结果，成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种促进种子萌发的天然产物提取方法，所得天然提取产物可以促进种子萌发和植物生长，种子发芽率提高60％以上，种子萌发后的成活率高，而且处理效果好，无毒性残留，有广阔的应用前景。
一种促进种子萌发的天然产物提取方法，包括如下步骤：
S1、将海藻洗净，粉碎，烘干，研磨得到预处理海藻；
S2、向预处理海藻中加入水，搅拌均匀，送入酶解罐中，加入复合酶搅拌，匀质处理，终止酶解反应得到酶解海藻；
S3、在避光状态中对酶解海藻进行超声处理，先向酶解海藻中加入无水乙醇进行一次超声处理，过滤得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤渣中加入第一乙醇溶液进行二次超声处理，过滤得到第二滤液和第二滤渣；向第二滤渣继续加入第二乙醇溶液进行三次超声处理，过滤得到第三滤液；合并第一滤液、第二滤液、第三滤液得到粗提取液；
S4、将粗提取液进行避光状态下振荡处理，然后真空旋转蒸发，过滤，透析，浓缩，干燥得到促进种子萌发的天然提取产物。
优选地，海藻为海带、螺旋藻、鼠尾藻、马尾藻、裙带菜、羊栖菜、鹿角菜中至少一种。
优选地，S1中，研磨成200目粉末。
优选地，S2中，向预处理海藻、水、复合酶的质量比为10-20：30-40：0.01-0.02。
优选地，S2中，复合酶包括纤维素酶和果胶酶，纤维素酶为葡聚糖外切酶、葡聚糖内切酶、β-葡萄糖苷酶、纤维二糖酶中的任意一种。
优选地，S2中，酶解温度为30-40℃，酶解时间为20-40h。
优选地，S2中，匀质处理时间为10-18min，匀质压强为0.2-0.28Mpa。
优选地，S3的超声处理中，超声频率为25-32kHz，超声功率为300-400w；一次超声处理20-60min，二次超声处理10-16min，三次超声处理20-30min。
优选地，S3中，酶解海藻、无水乙醇、第一乙醇溶液、第二乙醇溶液的质量比为10-20：30-40：30-40：20-30，第一乙醇溶液浓度为70-80wt％，第二乙醇溶液浓度为82-90wt％。
优选地，S4中，振荡时间为24-30h。
优选地，S4中，真空旋转蒸发至体系中乙醇含量小于35wt％，旋转蒸发温度为45-50℃。
优选地，S4中，采用低温浓缩和冷冻干燥的方式得到促进种子萌发的天然提取产物。
采用本发明所得天然产物含有丰富的细胞分裂素、植物生长素、类植物生长素、甜菜碱、吲哚乙酸等，在植物正常生长的基础上，可额外提供促进植物生长、发育的生理活性物质，这些成分不仅易于被植物吸收，促进细胞分裂，加快植物细胞新陈代谢的速度，而且能促进植物快速且正常地生长、成熟。
本发明将海藻经过粉碎后，烘干，可促使海藻内部复杂结构得以分离，经过研磨后加入水，使海藻内部结构再次吸水膨胀，疏松后的海藻更便于复合酶进行充分酶解，再经过匀质处理，使料液内部物质溶出程度极高；接着经过三次超声处理，大大提高了提取率，有效提高海藻提取效率，节约海藻资源，同时前处理可缩短提取时间，节约了能源，降低了成本，工艺简单，操作方便，便于工业化，本发明可缩短提取时间40％以上，节约能耗50-60％。
本发明所得天然提取产物作为植物生长调节剂，应用于蔬菜培植、果树栽培，可解决如何在对环境没有污染、不改变植物生长机制的前提下使植物正常快速生长的问题，而且所用海藻易于养殖，成本较低，提高海藻附加值，可以大规模推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
一种促进种子萌发的天然产物提取方法，包括如下步骤：
S1、将10kg螺旋藻洗净，粉碎成糊状，烘干，研磨成200目粉末，得到预处理海藻；
S2、向10kg预处理海藻中加入40kg水，搅拌均匀，送入酶解罐中，加入10g复合酶搅拌，酶解温度为40℃，酶解时间为20h，匀质处理18min，匀质压强为0.2Mpa，终止酶解反应得到酶解海藻；
复合酶包括：5g葡聚糖外切酶和5g果胶酶；
S3、在避光状态中对20kg酶解海藻进行超声处理，超声频率为25kHz，超声功率为400w；先向酶解海藻中加入30kg无水乙醇进行一次超声处理60min，过滤得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤渣中加入30kg浓度为80wt％第一乙醇溶液进行二次超声处理10min，过滤得到第二滤液和第二滤渣；向第二滤渣继续加入30kg浓度为82wt％第二乙醇溶液进行三次超声处理30min，过滤得到第三滤液；合并第一滤液、第二滤液、第三滤液得到粗提取液；
S4、将粗提取液进行避光状态下振荡处理24h，然后真空旋转蒸发至体系中乙醇含量小于35wt％，旋转蒸发温度为50℃，过滤，透析，低温浓缩，冷冻干燥得到促进种子萌发的天然提取产物。
实施例2
一种促进种子萌发的天然产物提取方法，包括如下步骤：
S1、将4kg海带、6kg马尾藻洗净，粉碎成糊状，烘干，研磨成200目粉末，得到预处理海藻；
S2、向20kg预处理海藻中加入30kg水，搅拌均匀，送入酶解罐中，加入20g复合酶搅拌，酶解温度为30℃，酶解时间为40h，匀质处理10min，匀质压强为0.28Mpa，终止酶解反应得到酶解海藻；
复合酶包括：5gβ-葡萄糖苷酶、5g纤维二糖酶和10g果胶酶；
S3、在避光状态中对10kg酶解海藻进行超声处理，超声频率为32kHz，超声功率为300w；先向酶解海藻中加入40kg无水乙醇进行一次超声处理20min，过滤得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤渣中加入40kg浓度为70wt％第一乙醇溶液进行二次超声处理16min，过滤得到第二滤液和第二滤渣；向第二滤渣继续加入20kg浓度为90wt％第二乙醇溶液进行三次超声处理20min，过滤得到第三滤液；合并第一滤液、第二滤液、第三滤液得到粗提取液；
S4、将粗提取液进行避光状态下振荡处理30h，然后真空旋转蒸发至体系中乙醇含量小于35wt％，旋转蒸发温度为45℃，过滤，透析，低温浓缩，冷冻干燥得到促进种子萌发的天然提取产物。
实施例3
一种促进种子萌发的天然产物提取方法，包括如下步骤：
S1、将17kg马尾藻、13kg裙带菜用清水洗净，采用粉碎机打碎成糊状，在温度60℃烘干，研磨成200目粉末，得到预处理海藻；
S2、向18kg预处理海藻中加入33kg水，搅拌均匀，送入酶解罐中，加入18g复合酶，在温度33℃酶解35h，送入匀质机中匀质处理12min，匀质压强为0.26Mpa，低温终止酶解反应，得到酶解海藻；
复合酶包括：6g葡聚糖外切酶、6g纤维二糖酶和6g果胶酶；
S3、在避光状态中对13kg酶解海藻进行超声处理，超声频率为30kHz，超声功率为330w，先向酶解海藻中加入38kg无水乙醇，一次超声处理30min，过滤得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤渣中加入37kg浓度为73wt％第一乙醇溶液，二次超声处理14min，过滤得到第二滤液和第二滤渣；向第二滤渣继续加入22kg浓度为88wt％第二乙醇溶液，三次超声处理22min，过滤得到第三滤液；合并第一滤液、第二滤液、第三滤液得到粗提取液；
S4、将粗提取液置于棕色瓶中，接着置于振荡器中振荡28h，然后置于真空旋转蒸发仪中进行旋蒸至体系中乙醇含量小于35％，旋蒸温度为46℃，过滤除去黑绿色沉淀(即海藻色素类物质)，透析除盐，低温浓缩，冷冻干燥得到1.13kg促进种子萌发的天然提取产物，其得率为3.77％。
实施例4
一种促进种子萌发的天然产物提取方法，包括如下步骤：
S1、将14kg海带、13kg鼠尾藻、13kg羊栖菜用清水洗净，采用粉碎机打碎成糊状，在温度70℃烘干，研磨成200目粉末，得到预处理海藻；
S2、向12kg预处理海藻中加入37kg水，搅拌均匀，送入酶解罐中，加入12g复合酶，在温度36℃酶解25h，送入匀质机中匀质处理16min，匀质压强为0.22Mpa，低温终止酶解反应，得到酶解海藻；
复合酶包括：3g葡聚糖内切酶、3gβ-葡萄糖苷酶和6g果胶酶；
S3、在避光状态中对17kg酶解海藻进行超声处理，超声频率为26kHz，超声功率为370w，先向酶解海藻中加入32kg无水乙醇，一次超声处理50min，过滤得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤渣中加入33kg浓度为77wt％第一乙醇溶液，二次超声处理12min，过滤得到第二滤液和第二滤渣；向第二滤渣继续加入28kg浓度为84wt％第二乙醇溶液，三次超声处理28min，过滤得到第三滤液；合并第一滤液、第二滤液、第三滤液得到粗提取液；
S4、将粗提取液置于棕色瓶中，接着置于振荡器中振荡26h，然后置于真空旋转蒸发仪中进行旋蒸至体系中乙醇含量小于35％，旋蒸温度为48℃，过滤除去黑绿色沉淀(即海藻色素类物质)，透析除盐，低温浓缩，冷冻干燥得到1.38kg促进种子萌发的天然提取产物，其得率为4.60％。
实施例5
一种促进种子萌发的天然产物提取方法，包括如下步骤：
S1、将15kg海带、15kg螺旋藻用清水洗净，采用粉碎机打碎成糊状，在温度65℃烘干，研磨成200目粉末，得到预处理海藻；
S2、向15kg预处理海藻中加入35kg水，搅拌均匀，送入酶解罐中，加入15g复合酶，在温度35℃酶解30h，送入匀质机中匀质处理14min，匀质压强为0.24Mpa，低温终止酶解反应，得到酶解海藻；
复合酶包括：4g葡聚糖内切酶、4gβ-葡萄糖苷酶、2g纤维二糖酶和5g果胶酶；
S3、在避光状态中对15kg酶解海藻进行超声处理，超声频率为28kHz，超声功率为350w，先向酶解海藻中加入35kg无水乙醇，一次超声处理40min，过滤得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤渣中加入35kg浓度为75wt％第一乙醇溶液，二次超声处理13min，过滤得到第二滤液和第二滤渣；向第二滤渣继续加入25kg浓度为86wt％第二乙醇溶液，三次超声处理25min，过滤得到第三滤液；合并第一滤液、第二滤液、第三滤液得到粗提取液；
S4、将粗提取液置于棕色瓶中，接着置于振荡器中振荡27h，然后置于真空旋转蒸发仪中进行旋蒸至体系中乙醇含量小于35％，旋蒸温度为47℃，过滤除去黑绿色沉淀(即海藻色素类物质)，透析除盐，低温浓缩，冷冻干燥得到1.49kg促进种子萌发的天然提取产物，其得率为4.97％。
对比例1
一种天然产物提取方法，包括如下步骤：
S1、将15kg海带、15kg螺旋藻用清水洗净，采用粉碎机打碎成糊状，晾干得到物料a；
S2、向15kg物料a中加入35kg水，搅拌均匀，送入酶解罐中，加入15g复合酶，在温度35℃酶解30h，送入匀质机中匀质处理14min，匀质压强为0.24Mpa，低温终止酶解反应，得到物料b；
复合酶包括：4g葡聚糖内切酶、4gβ-葡萄糖苷酶、2g纤维二糖酶和5g果胶酶；
S3、在避光状态中对15kg物料b进行超声处理，超声频率为28kHz，超声功率为350w，先向物料b中加入35kg无水乙醇，一次超声处理40min，过滤得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤渣中加入35kg浓度为75wt％第一乙醇溶液，二次超声处理13min，过滤得到第二滤液和第二滤渣；向第二滤渣继续加入25kg浓度为86wt％第二乙醇溶液，三次超声处理25min，过滤得到第三滤液；合并第一滤液、第二滤液、第三滤液得到物料c；
S4、将物料c置于棕色瓶中，接着置于振荡器中振荡27h，然后置于真空旋转蒸发仪中进行旋蒸至体系中乙醇含量小于35％，旋蒸温度为47℃，过滤除去黑绿色沉淀(即海藻色素类物质)，透析除盐，低温浓缩，冷冻干燥得到0.92kg天然提取产物，其得率为3.07％。
对比例2
一种天然产物提取方法，包括如下步骤：
S1、将15kg海带、15kg螺旋藻用清水洗净，加入35kg水，搅拌均匀，送入酶解罐中，加入15g复合酶，在温度35℃酶解30h，送入匀质机中匀质处理14min，匀质压强为0.24Mpa，低温终止酶解反应，得到物料b；
复合酶包括：4g葡聚糖内切酶、4gβ-葡萄糖苷酶、2g纤维二糖酶和5g果胶酶；
S2、在避光状态中对15kg物料b进行超声处理，超声频率为28kHz，超声功率为350w，先向物料b中加入35kg无水乙醇，一次超声处理40min，过滤得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤渣中加入35kg浓度为75wt％第一乙醇溶液，二次超声处理13min，过滤得到第二滤液和第二滤渣；向第二滤渣继续加入25kg浓度为86wt％第二乙醇溶液，三次超声处理25min，过滤得到第三滤液；合并第一滤液、第二滤液、第三滤液得到物料c；
S3、将物料c置于棕色瓶中，接着置于振荡器中振荡27h，然后置于真空旋转蒸发仪中进行旋蒸至体系中乙醇含量小于35％，旋蒸温度为47℃，过滤除去黑绿色沉淀(即海藻色素类物质)，透析除盐，低温浓缩，冷冻干燥得到0.63kg天然提取产物，其得率为2.10％。
对比例3
一种天然产物提取方法，包括如下步骤：
S1、将15kg海带、15kg螺旋藻用清水洗净，采用粉碎机打碎成糊状，在温度65℃烘干，研磨成200目粉末，得到物料a；
S2、向15kg物料a中加入35kg水，搅拌均匀，送入酶解罐中，加入15g复合酶，在温度35℃酶解30h，送入匀质机中匀质处理14min，匀质压强为0.24Mpa，低温终止酶解反应，得到物料b；
复合酶包括：10g胰蛋白酶和5g果胶酶；
S3、在避光状态中对15kg物料b进行超声处理，超声频率为28kHz，超声功率为350w，先向物料b中加入35kg无水乙醇，一次超声处理40min，过滤得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤渣中加入35kg浓度为75wt％第一乙醇溶液，二次超声处理13min，过滤得到第二滤液和第二滤渣；向第二滤渣继续加入25kg浓度为86wt％第二乙醇溶液，三次超声处理25min，过滤得到第三滤液；合并第一滤液、第二滤液、第三滤液得到物料c；
S4、将物料c置于棕色瓶中，接着置于振荡器中振荡27h，然后置于真空旋转蒸发仪中进行旋蒸至体系中乙醇含量小于35％，旋蒸温度为47℃，过滤除去黑绿色沉淀(即海藻色素类物质)，透析除盐，低温浓缩，冷冻干燥得到1.12kg天然提取产物，其得率为3.73％。
对比例4
一种天然产物提取方法，包括如下步骤：
S1、将15kg海带、15kg螺旋藻用清水洗净，采用粉碎机打碎成糊状，在温度65℃烘干，研磨成200目粉末，得到物料a；
S2、向15kg物料a中加入35kg水，搅拌均匀，送入酶解罐中，加入15g复合酶，在温度35℃酶解30h，低温终止酶解反应，得到物料b；
复合酶包括：4g葡聚糖内切酶、4gβ-葡萄糖苷酶、2g纤维二糖酶和5g果胶酶；
S3、在避光状态中对15kg物料b进行超声处理，超声频率为28kHz，超声功率为350w，先向物料b中加入35kg无水乙醇，一次超声处理40min，过滤得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤渣中加入35kg浓度为75wt％第一乙醇溶液，二次超声处理13min，过滤得到第二滤液和第二滤渣；向第二滤渣继续加入25kg浓度为86wt％第二乙醇溶液，三次超声处理25min，过滤得到第三滤液；合并第一滤液、第二滤液、第三滤液得到物料c；
S4、将物料c置于棕色瓶中，接着置于振荡器中振荡27h，然后置于真空旋转蒸发仪中进行旋蒸至体系中乙醇含量小于35％，旋蒸温度为47℃，过滤除去黑绿色沉淀(即海藻色素类物质)，透析除盐，低温浓缩，冷冻干燥得到1.08kg天然提取产物，其得率为3.60％。
由实施例5和对比例1-4对比可知：采用本发明方法可以提高提取物的得率。
采用实施例5所得促进种子萌发的天然提取产物对植物进行实验，分别选取板栗南瓜和杭茄(板栗南瓜属于葫芦科南瓜族南瓜属南瓜种，而杭茄属于茄科茄族茄属茄亚属茄种)，对两者的种子发芽、根须生长、株苗生长进行测试。
将实施例5所得促进种子萌发的天然提取产物用水稀释至浓度分别为100μg/mL、200μg/mL，采用清水作为阴性对照，采用市售普通液体肥作为阳性对照；将板栗南瓜和杭茄的种子分别置于各组溶液中浸泡。
I、种子发芽率：
(1)板栗南瓜
(2)杭茄
| 第6天 | 第7天 | 第8天 | |
| 实施例5(100μg/mL) | 3％ | 29％ | 92％ |
| 实施例5(200μg/mL) | 16％ | 47％ | 100％ |
| 阴性对照 | 0％ | 0％ | 27％ |
| 阳性对照 | 0％ | 4％ | 65％ |
由上表可知：板栗南瓜种子从第2天开始发芽，杭茄种子从第6天开始发芽，而两个对照组在当时均为发芽；当到第8天时，实验组的杭茄种子基本发芽，而两个对照组发芽率仅为27％和65％，证实本发明所得促进种子萌发的天然提取产物可以促进种子萌芽。
II、根须生长
(1)板栗南瓜
(2)杭茄
由上表可知：本发明所得促进种子萌发的天然提取产物可以促进植物根须生长。
III、株苗生长(以株高进行测量)
(1)板栗南瓜
(2)杭茄
由上表可知：本发明所得促进种子萌发的天然提取产物可以促进植物株苗生长。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种促进种子萌发的天然产物提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将海藻洗净，粉碎，烘干，研磨得到预处理海藻；
S2、向预处理海藻中加入水，搅拌均匀，送入酶解罐中，加入复合酶搅拌，匀质处理，终止酶解反应得到酶解海藻；
S3、在避光状态中对酶解海藻进行超声处理，先向酶解海藻中加入无水乙醇进行一次超声处理，过滤得到第一滤液和第一滤渣；向第一滤渣中加入第一乙醇溶液进行二次超声处理，过滤得到第二滤液和第二滤渣；向第二滤渣继续加入第二乙醇溶液进行三次超声处理，过滤得到第三滤液；合并第一滤液、第二滤液、第三滤液得到粗提取液；
S4、将粗提取液进行避光状态下振荡处理，然后真空旋转蒸发，过滤，透析，浓缩，干燥得到促进种子萌发的天然提取产物。
2.根据权利要求1所述促进种子萌发的天然产物提取方法，其特征在于，S1中，研磨成200目粉末。
3.根据权利要求1所述促进种子萌发的天然产物提取方法，其特征在于，S2中，向预处理海藻、水、复合酶的质量比为10-20：30-40：0.01-0.02。
4.根据权利要求1所述促进种子萌发的天然产物提取方法，其特征在于，S2中，复合酶包括纤维素酶和果胶酶，纤维素酶为葡聚糖外切酶、葡聚糖内切酶、β-葡萄糖苷酶、纤维二糖酶中的任意一种。
5.根据权利要求1所述促进种子萌发的天然产物提取方法，其特征在于，S2中，酶解温度为30-40℃，酶解时间为20-40h。
6.根据权利要求1所述促进种子萌发的天然产物提取方法，其特征在于，S2中，匀质处理时间为10-18min，匀质压强为0.2-0.28Mpa。
7.根据权利要求1所述促进种子萌发的天然产物提取方法，其特征在于，S3的超声处理中，超声频率为25-32kHz，超声功率为300-400w；一次超声处理20-60min，二次超声处理10-16min，三次超声处理20-30min。
8.根据权利要求1所述促进种子萌发的天然产物提取方法，其特征在于，S3中，酶解海藻、无水乙醇、第一乙醇溶液、第二乙醇溶液的质量比为10-20：30-40：30-40：20-30，第一乙醇溶液浓度为70-80wt％，第二乙醇溶液浓度为82-90wt％。
9.根据权利要求1所述促进种子萌发的天然产物提取方法，其特征在于，S4中，振荡时间为24-30h。
10.根据权利要求1所述促进种子萌发的天然产物提取方法，其特征在于，S4中，真空旋转蒸发至体系中乙醇含量小于35wt％，旋转蒸发温度为45-50℃。
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
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-
2019
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Patent Citations (6)
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| CN114680031A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-07-01 | 优奈尔生物科技有限公司 | 一种提高无籽西瓜幼苗成活率的方法 |
| CN114680031B (zh) * | 2022-01-25 | 2023-09-05 | 优奈尔生物科技有限公司 | 一种提高无籽西瓜幼苗成活率的方法 |
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