CN111559937A - 一种促进果实着色的生物激活素及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种促进果实着色的生物激活素及其制备方法与应用。本发明将多种营养物质、金雀异黄素、生物活性诱导物质分别溶于水或氢氧化钾溶液中制成均一的A溶液、B溶液和C溶液，再将三种溶液相互混合定容后制成生物激活素，该制备方法简单、快捷。本发明制备出的生物激活素不仅含有植物果实发育所需的氮、磷、钾、硼、锌等营养物质，还含有促进花青苷形成的生物刺激分子、花青苷合成底物诱导因子等，能够促进花青苷合成，明显提高果实的外观颜色和着色率，还可以增加果实的重量及甜度，进而提高果实的口感和品质，且其施用安全高效、无毒无害，适用于多种植物的种植。

Description

一种促进果实着色的生物激活素及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及农业生物技术领域，具体涉及一种促进果实着色的生物激活素及其制备方法与应用。
背景技术
色泽是影响植物，诸如苹果、梨、桃、葡萄、草莓等果实外观品质的重要因素。通常消费者喜欢挑选外形端正美观、色泽艳丽的水果。所以，如何促进果实着色来提高果实品质是种植者很关心的问题。
而花青苷是引起花果呈显颜色的一种花色素，广泛存在于植物中。果实中的花青苷的积累，可提高果实的抗氧化能力，并且花青苷积累的多少直接影响果实的外观品质和储藏品质。
在目前的植物种植中，促进果实着色的方法主要有：改善树体光照条件、控制氮肥、增施磷钾肥、套袋、摘叶、转果、铺反光膜等。除此之外，还有喷施萘乙酸、乙烯利、脱落酸、硫氰酸盐、赤霉素、烯效唑等传统植物生长调节剂来促进果实着色的做法。虽然植物生长调节剂可以起到着色效果，但因其含有重金属元素，会对食物链造成污染；另外喷施植物生长调节剂后，往往还会引起植物果实呼吸高峰的提前，从而降低果实的耐贮性，货架期缩短。而目前替代植物生长调节剂的其他调节剂着色效果不明显，或者成分较为单一、有效成分含量低，缺少营养物质的补充。因此，需要寻找一种安全、高效、无毒、经济的方法来改善果实外观喝果实的品质。
发明内容
本发明公开了一种促进果实着色的生物激活素及其制备方法与应用，所述生物激活素的制备方法简单，其能够促进花青苷合成，改善果实风味，且安全高效。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明提供了一种促进果实着色的生物激活素的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将磷酸氢二钾、尿素、EDTA-zn、四水八硼酸钠和其他营养物质溶于水后，加入助溶剂形成均一的溶液A；
(2)将金雀异黄素溶于乙醇溶液形成均一的溶液B；
(3)将乙酰丙酸、蛋氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、壳寡糖溶于15-25％氢氧化钾中形成均一的溶液C；
(4)将所述溶液A和溶液C在45-50℃混合反应0.5-1h后，倒入溶液B后混合均匀，再加入表面活性剂，混合均匀定容后得到生物激活素。
进一步的，所述助溶剂的质量百分比为1％-3.5％。
进一步的，所述助溶剂为PVP、山梨糖醇和甘露糖醇中的至少一种。
进一步的，所述步骤(1)中水的体积百分比为62％-68％。
进一步的，所述步骤(2)中乙醇溶液的体积百分比为1％-3％。
进一步的，所述步骤(3)中氢氧化钾溶液体积百分比为2.5％-5％。
进一步的，所述表面活化剂的质量百分比为0.5％。
进一步的，所述表面活化剂为APG、甜菜碱中的至少一种。
进一步的，所述磷酸氢二钾的质量百分比为35％-50％，所述尿素质量百分比为5％-10％，所述EDTA-Zn质量百分比为0.5％-1％，所述四水八硼酸钠质量百分比为1％-3％；所述金雀异黄素的质量百分比为0.1％-0.3％；所述谷氨酸的质量百分比为0.5％-1.5％，所述蛋氨酸的质量百分比为0.2％-0.8％，所述苯丙氨酸的质量百分比为0.2％-0.8％，所述乙酰丙酸的质量百分比为1％-3％，所述壳寡糖的质量百分比为0.2％-0.8％。
进一步的，所述其他营养物质的包括磷酸二氢钾、柠檬酸钾、硝酸钾、硼酸中的至少一种。
进一步的，所述磷酸二氢钾的质量百分比0-5％，所述柠檬酸钾的质量百分比0-15％，所述硝酸钾的质量百分比0-5％，所述硼酸的质量百分比0.1％-0.5％。
在本发明中，所述质量百分比和体积百分比均以所述生物激活素的总体积比较计算得来；其中，上述所有质量的单位均为g，体积的单位均为mL。
本发明还提供了由所述的促进果实着色的生物激活素的制备方法制备得到的生物激活素。
进一步的，所述生物激活素中包含氮40-50g/L、磷100-300g/L、钾150-360g/L、硼2-6g/L、锌0.5-2g/L。
本发明还提供了所述的生物激活素在用于制备促进植物果实着色的制剂中的应用。
进一步的，所述的生物激活素的使用方法为：在植物果实采收前的1-2周，以50-250mL/亩的生物激活素稀释800-1000倍后，向植物的叶面或果实表面均匀喷施1-3次。
进一步的，所述植物为柑橘、番茄、苹果、桃、李子、葡萄、樱桃、荔枝、草莓和芒果。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明以果实生长发育的植物生理生化为指导，在果实发育所需的矿质营养基础上，通过添加促进花青苷形成的生物刺激因子、添加花青苷合成底物诱导因子等，能够提高花青苷合成关键酶苯丙氨酸裂解酶(PAL)和4-羟查尔酮异构酶(CHI)的活性，促进光和作用，诱导形成稳定的花青苷，促进果实成熟期着色，保证了果实采收前着色稳定，提高了果实营养价值和经济价值；
(2)本发明所采用的生物活性物质及营养物质无公害、无残留，并且能够显著促进花青苷合成，改善果实风味，提高果实的甜味和重量，进而提高红果率和果实品质；
(3)本发明的生物激活素的制备方法方便，节省工时，制得的生物激活素使用简单，安全高效、不易产生药害，对人体及环境无毒副作用，有利于植物的种植，并且对增加农民收入具有非常重要的意义。
附图说明
图1为所述生物激活素的柑橘着色试验结果。其中，AC为处理组柑橘果实，BD为对照组柑橘果实，CD为使用所述生物激活素后的柑橘果实。
图2A为处理组番茄；图2B为对照组番茄。
图3A为所述生物激活素处理后的处理组番茄；图3B为同期处理后的对照组番茄。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的说明。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件；未特殊注明的试剂或材料，均为市售产品。
本发明所述的促进果实着色的生物激活素的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0-50g磷酸二氢钾、350-500g磷酸氢二钾、0-150g柠檬酸钾、0-50g硝酸钾、50-100g尿素、5-10g EDTA-Zn、10-30g四水八硼酸钠、1-5g硼酸溶于620-680mL水后，加入10-35g助溶剂形成均一的溶液A；
(2)将1-3g金雀异黄素溶于10-30mL 75-100％乙醇溶液形成均一的溶液B；
(3)将10～30g乙酰丙酸、2～8g蛋氨酸、5-15g谷氨酸、2～8g苯丙氨酸、2～8g壳寡糖溶于25-50mL 15-25％氢氧化钾溶液，形成均一的溶液C；
(4)将所述溶液A和溶液C在45-50℃下混合反应0.5-1h后，倒入溶液B后混合均匀，再加入5g表面活性剂，混合均匀后，定容到1000mL，得到生物激活素。
其中，所述助溶剂为PVP(聚乙烯吡咯烷K30)、山梨糖醇、甘露糖醇中的至少一种。
所述表面活化剂为APG(烷基糖苷)和甜菜碱中的至少一种；制备1000mL生物激活素时，只需保持表面活化剂的质量共为5g即可，既可以使用APG或甜菜碱中的单独一种，也可以将这两种试剂按照任意比例混合。
本发明对不同处理条件下溶液A和溶液C混合情况进行检测，检测结果如表1所示，结果显示溶液A和溶液C在45-50℃下并混合0.5-1h，所混合得到的液体透明度好，该液体在低温、常温条件下均无结晶，且混合时能耗消耗低，混合效率高，因此该条件可以作为溶液A和溶液C的混合条件。
表1不同处理条件下的实验效果
Figure BDA0002501605560000041
本发明所述的生物激活素中包含氮、磷、钾、硼、锌等营养物质；金雀异黄素、乙酰丙酸、谷氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、壳寡糖等生物活性诱导物质，湿润剂和分散剂等表面活性剂；其通过外部补充生物活性诱导物质及营养物质来调控果实内花青苷含量的变化，从而达到果实着色的效果。
其中，蛋氨酸在高等植物中是乙烯生物合成的有效前体；营养元素磷能促进果实成熟，调节激素产生和激素平衡，为植株生长提供能量，含磷化合物可以调节植物内环境，改善着色条件；钾可以促进光合作用，加强糖分由叶片向果实运输并进行贮藏，为花青素的合成提供前体，钾还可以促进番茄红素(亮红类胡罗卜素)的合成；硼有利于授粉，坐果，细胞分化和伸长，糖分运输和细胞壁中胶质合成，从而提高果实产量和贮藏品质，并且硼元素可以花青苷的调节显色反应，从而达到最佳着色效果。
本发明所述的生物激活素的具体使用方法为：在果实采收前的1至2周，将生物激活素稀释800-1000倍后，向叶面或果实表面均匀喷施1-3次；该生物激活素推荐使用量为50-250mL/亩，其中蔬菜50mL/亩，果树250mL/亩，也可根据种植的植物进行适当的调整。
在使用后，所述的生物激活素能够促进果实内花青苷合成，进而增加果实的外观颜色，还可以改善果实风味，显著提高红果率；且该生物激活素因其安全性能高，可以直接喷在果实上，不会灼伤果面，同时还可以提升果实的糖度和质量。
本发明所述的生物激活素适用于苹果、番茄、桃、李子、葡萄、樱桃、荔枝、草莓、柑橘、芒果等植物的种植，对提高果实外观及内在品质及增加农民收入都具有非常重要的意义。
实施例1
所述促进果实着色的生物激活素的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取磷酸二氢钾25g、磷酸氢二钾440g、硝酸钾25g、柠檬酸钾100g、尿素80g，EDTA-Zn 4g、四水八硼酸钠10g，硼酸1g溶于680mL水，再加入10g助溶剂PVP，混合成为均一的溶液A；
(2)称取金雀异黄素2g溶于20mL 95％乙醇，形成均一的溶液B；
(3)称取乙酰丙酸20g、蛋氨酸5g、谷氨酸10g、苯丙氨酸5g、壳寡糖5g溶于50mL15％的氢氧化钾溶液，形成均一的溶液C；
(4)将溶液A和溶液C在45℃下混合反应0.5h后，倒入溶液B，边加边搅拌，使三者混合均匀，再加入表面活性剂APG和甜菜碱共5g，充分搅拌均匀，定容至1000mL，即制得生物激活素。
其中，APG和甜菜碱可按任意比例混合。
在本实施例制得的生物激活素中，各物质的浓度分别为氮40g/L、磷190g/L、钾270g/L、硼2g/L、锌0.5g/L、谷氨酸10g/L、蛋氨酸5g/L、苯丙氨酸5g/L、乙酰丙酸20g/L、金雀异黄素2g/L、壳寡糖5g/L。
实施例2
所述促进果实着色的生物激活素的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取磷酸二氢钾50g、磷酸氢二钾450g、硝酸钾50g、柠檬酸钾100g、尿素75g，EDTA-Zn8g、四水八硼酸钠20g、硼酸2g溶于650mL水中，再加入15g助溶剂山梨糖醇，混合成为均一的溶液A；
(2)称取金雀异黄素3g溶于25mL 95％乙醇，形成均一的溶液B；
(3)称取乙酰丙酸10g、蛋氨酸8g、谷氨酸5g、苯丙氨酸8g、壳寡糖2g溶于35mL 20％的氢氧化钾溶液，形成均一的溶液C；
(4)将溶液A和溶液C在50℃混合反应1h后，倒入溶液B，边加边搅拌，将三者混合均匀，再加入烷基糖苷、甜菜碱表面活性剂共5g，充分搅拌均匀，定容至1000mL，即制得生物激活素。
在本实施例的生物激活素中，各物质浓度分别为氮40g/L、磷200g/L、钾275g/L、硼4g/L、锌1g/L、谷氨酸5g/L、蛋氨酸8g/L、苯丙氨酸8g/L、乙酰丙酸10g/L、金雀异黄素3g/L、壳寡糖2g/L。
实施例3
所述促进果实着色的生物激活素的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取磷酸二氢钾20g、磷酸氢二钾475g、柠檬酸钾125g、尿素90g，EDTA-Zn 7g、四水八硼酸钠20g溶于620mL水中，再加入35g助溶剂山梨糖醇和甘露糖醇1∶1的混合物，混合成为均一的溶液A；
(2)称取金雀异黄素1g溶于10mL 95％乙醇，形成均一的溶液B；
(3)称取乙酰丙酸30g、蛋氨酸3g、谷氨酸15g、苯丙氨酸3g、壳寡糖8g溶于50mL25％的氢氧化钾溶液，形成均一的溶液C；
(4)将溶液A、溶液C在47℃下混合反应1h后，倒入溶液B，边加边搅拌，将三者混合均匀，再加入烷基糖苷、甜菜碱表面活性剂共5g，充分搅拌均匀，定容至1000mL，即制得生物激活素。
在本实施例的生物激活素中，各物质浓度分别为氮40g/L、磷200g/L、钾290g/L、硼4g/L、锌1g/L、谷氨酸15g/L、蛋氨酸3g/L、苯丙氨酸3g/L、乙酰丙酸30g/L、金雀异黄素1g/L、壳寡糖8g/L。
实施例4
在广西南宁武鸣县柑橘园，将本发明制得的生物激活素进行果实着色效果试验。在柑橘园内，选取了两棵生长情况、成熟度、果实颜色均相似的柑橘果树，一棵作为处理组(图1A)，另外一棵则作为对照组(图1B)；在使用时，将250mL本发明生物激活素稀释800倍后，分别于2019年10月30日和11月10日向处理组果树进行叶面喷施2次(叶面喷施至液滴下落为止)，对照组则于相同的时间只喷施与处理组等量的清水，并对柑橘果实着色情况进行记录拍照。结果如图1所示，在使用过生物激活素之后，处理组(图1C)与对照组(图1D)相比，柑橘果实颜色更黄、更鲜艳，说明本发明的生物激活素具有很好的促进植物果实着色的效果。
实施例5
在山西太原清徐县某番茄种植基地，将本发明制得的生物激活素进行番茄果实着色效果试验。选取了两棵番茄植株，如图2所示，一棵作为处理组(图2A)，另外一棵则为对照组(图2B)；在使用时，将50mL本发明生物激活素稀释1000倍后，直接向处理组番茄果实进行喷施，对照组则于相同的时间只喷施与处理组等量的清水，并对番茄果实着色情况、转色时间、单果重等进行检测和记录。
表2不同处理条件对番茄的实验效果
Figure BDA0002501605560000071
结果如图3和表2所示，在使用过本发明的生物激活素之后，处理组(图3A)的番茄果实与对照组(图3B)相比，果实表皮颜色更红，且处理组番茄果实的转色时间更短，只需7.4天，所收获的番茄单果重量也比对照组更重，甜度也更甜，由此说明本发明的生物激活素具有很好的促进植物果实着色的效果，并且具有改善果实风味的功能，可以提高果实的甜度、重量和红果率，进而提高果实的品质。这是因为通过添加本发明的生物激活素能够促进花青苷形成的生物刺激因子、添加花青苷合成底物诱导因子等，提高花青苷合成关键酶苯丙氨酸裂解酶(PAL)和4-羟查尔酮异构酶(CHI)的活性，促进光和作用，诱导形成稳定的花青苷，促进果实成熟期着色，保证了果实采收前着色稳定，提高了果实营养价值和经济价值。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种促进果实着色的生物激活素的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将磷酸氢二钾、尿素、EDTA-Zn、四水八硼酸钠和其他营养物质溶于水后，加入助溶剂形成均一的溶液A；
（2）将金雀异黄素溶于75-100%乙醇溶液形成均一的溶液B；
（3）将乙酰丙酸、蛋氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、壳寡糖溶于15-25%氢氧化钾中形成均一的溶液C；
（4）将所述溶液A和溶液C在45-50℃混合反应0.5-1h后，倒入溶液B后混合均匀，再加入表面活性剂，混合均匀定容后得到生物激活素。
2.根据权利要求1所述的促进果实着色的生物激活素的制备方法，其特征在于，所述其他营养物质的包括磷酸二氢钾、柠檬酸钾、硝酸钾、硼酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的促进果实着色的生物激活素的制备方法，其特征在于，所述助溶剂的质量百分比为1%-3.5%；所述助溶剂为PVP、山梨糖醇和甘露糖醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的促进果实着色的生物激活素的制备方法，其特征在于，所述表面活化剂的质量百分比为0.5%；所述表面活化剂为APG、甜菜碱中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的促进果实着色的生物激活素的制备方法，其特征在于，所述磷酸氢二钾的质量百分比为35%-50%，所述尿素质量百分比为5%-10%，所述EDTA-Zn质量百分比为0.5%-1%，所述四水八硼酸钠质量百分比为1%-3%；所述金雀异黄素的质量百分比为0.1%-0.3%；所述谷氨酸的质量百分比为0.5%-1.5%，所述蛋氨酸的质量百分比为0.2%-0.8%，所述苯丙氨酸的质量百分比为0.2%-0.8%，所述乙酰丙酸的质量百分比为1%-3%，所述壳寡糖的质量百分比为0.2%-0.8%。
6.由权利要求1所述的促进果实着色的生物激活素的制备方法制备得到的生物激活素。
7.根据权利要求6所述的生物激活素，其特征在于，所述生物激活素中包含氮的浓度为40-50g/L、磷的浓度为100-300g/L、钾的浓度为150-360g/L、硼的浓度为2-6g/L、锌的浓度为0.5-2g/L。
8.权利要求6所述的生物激活素在用于制备促进植物果实着色的制剂中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的生物激活素的使用方法为：在植物果实采收前的1-2周，以50-250mL/亩的生物激活素稀释800-1000倍后，向植物的叶面或果实表面均匀喷施1-3次。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的植物为柑橘、番茄、苹果、桃、李子、葡萄、樱桃、荔枝、草莓和芒果。
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