CN114395607A - 一种海藻低聚肽粉及其制备方法 - Google Patents

一种海藻低聚肽粉及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于海藻深加工技术领域，具体涉及一种海藻低聚肽粉及其制备方法。本发明的海藻低聚肽粉通过在强碱性条件下进行水解并结合特定的蛋白酶酶解步骤制得，其肽含量高，制备方法简单高效，能够有效促进有益微生物菌群增加，有助于形成合理的土壤菌群结构，发挥菌群优势，提高土壤肥质。

Description

一种海藻低聚肽粉及其制备方法
技术领域
本发明属于海藻深加工技术领域，具体涉及一种海藻低聚肽粉及其制备方法。
背景技术
可食用的海藻是重要的海洋生物之一，是人类的绿色食品源。常见的可食用海藻有：孔石莼、鼠尾藻、裙带菜、螺旋藻等。对于海藻的深加工，主要集中在海藻多糖领域。
中国授权专利CN108048097B公开了一种海藻类土壤有益微生物促进剂，由以下重量份的原料制得：海藻酸100-120份、壳寡糖60-80份、菊粉10-20份、低聚果糖5-10份、多聚赖氨酸3-5份、大蒜多糖2-4份、海藻多糖5-10份、半胱氨酸0.5份。该发明海藻类土壤有益微生物促进剂配方合理，各组分协同作用，能够很好促进土壤中有益微生物菌群的增加，形成合理的土壤菌群结构。
中国授权专利CN103864534B公开了一种含海藻成分的果树专用肥及其制造方法。采用风化煤、硫酸、气氨、磷酸一铵、尿素、氯化钾、海藻提取液以及硫酸锌、硼砂经合理配比和特殊工艺造粒而成；富含有机质和多种微量元素，具有肥效利用率高、肥效持续时间长、有利于改善土壤的特点。其采用的海藻提取液通过如下制备方法得到：所述海藻是海带、马尾藻、泡叶藻中的一种或几种的混合物，所述海藻提取液由如下方法制备，将上述海藻粉碎后浸入1-2倍重量的清水中，加热升温至70-80℃，用氢氧化钾调节pH值为8-8.5，保温并搅拌30分钟，冷却至常温后采用200目绢筛过滤得到一次滤液和一次滤渣；取一次滤液等重量的清水注入一次滤渣中，搅拌的同时加入硫酸调节pH值为2-3，搅拌60分钟，采用200目绢筛过滤得到二次滤液和二次滤渣，将一次滤液和二次滤液等比例混合得到所述海藻提取液。
虽然将海藻多糖应用于农业肥料中促进土壤有益微生物菌群的增加已经有所报道，但如何进一步提高海藻提取物在促进土壤中有益微生物菌群的增加中的作用仍然是需要进一步解决的技术问题。
本申请发明人拟从海藻中高效提取海藻低聚肽粉，以进一步提高海藻提取物促进土壤中有益微生物菌群增加的作用效果。中国专利申请CN106119327A公开了一种从海藻中提取低聚肽制作海藻低聚肽粉的方法，具体步骤包括将海藻洗净、晒干，粉碎，得到海藻粉；加水、磨浆；将海藻浆液加热，调节pH至3.3～4.0，加入果胶酶，搅拌酶解；加入NaOH，调节pH至7.0～9.0，加入复合蛋白酶，搅拌酶解；升温灭酶，固液分离，收集液相；采用膜过滤方法处理清液，收集透过液；将透过液进行电渗析、活性炭精制、脱炭，蒸发浓缩、干燥得海藻低聚肽粉。但该方法操作复杂，且其主要目的在于提供有益于人体健康的产品，也没有公开将其用于促进土壤中有益微生物菌群的增加。
中国授权专利CN102228125B公开了一种海藻活性肽的制备方法，以食品级海藻酸钠为原料，通过复合酶耦合催化水解，对酶加量、pH值、水解温度和水解时间等关键工艺参数进行控制，保证酶水解效率；水解液进行失活、脱色以及过滤处理后得到海藻多肽提取液；将该提取液分别通过分子量为1000Da和300Da的纳滤膜进行纯化、浓缩处理，得到分子量在300～1000Da范围内的海藻活性肽产品，经灭菌真空干燥后得到海藻活性肽成品。但该专利以海藻酸钠而非海藻作为原料，限制了其在实际生产中的应用。
发明内容
为了进一步提高海藻提取物在促进土壤中有益微生物菌群增加的作用效果，本发明提供一种海藻低聚肽粉及其制备方法。具体而言，本发明采用如下技术方案。
本发明提供一种海藻低聚肽粉的制备方法，包括如下步骤：
（1）将海藻洗净，晾晒风干；
（2）将干燥的海藻经超微粉碎机粉碎后，过筛；
（3）将粉碎后的海藻浸入1-2倍重量的清水中，加热升温至70-80℃，用氢氧化钾调节pH值为10-11，保温并搅拌40-80分钟，冷却至常温后进行过滤；
（4）调节滤液pH值至6-8，加入菠萝蛋白酶，常温酶解3-5h；
（5）调节酶解液pH值至3-4，加入果胶酶，常温酶解2-3h；
（6）在步骤（5）所得到的酶解液中加入活性炭，搅拌均匀之后过滤得滤液，滤液经真空干燥得海藻低聚肽粉。
在本发明的一个优选实施方式中，所述海藻选自海带、鼠尾藻、裙带菜、紫菜、浒苔或螺旋藻中的一种或者多种；优选为海带或鼠尾藻；特别优选为鼠尾藻。通过采用鼠尾藻作为原料，能够进一步提高所得到的海藻低聚肽粉中肽的含量。
在本发明的一个优选实施方式中，所述菠萝蛋白酶的添加量为海藻微粉重量的0.05-0.2%。
在本发明的一个优选实施方式中，所述果胶酶的添加量为海藻微粉重量的0.1-0.3%。
本发明还涉及利用上述方法制备得到的海藻低聚肽粉，在本发明的一个优选实施方式中，所述海藻低聚肽粉中肽的含量为60wt%以上；优选为65wt%以上。
本发明还涉及上述海藻低聚肽粉在促进有益微生物菌群增加中的应用。在本发明的一个优选实施方式中，所述有益微生物菌群是指土壤中的有益微生物菌群。
在本发明的一个优选实施方式中，所述有益微生物菌群包括固氮菌和/或土壤杆菌。
本发明还涉及一种促进有益微生物菌群增加的促进剂，其包括上述海藻低聚肽粉100-200份，壳寡糖 70-150份、菊粉15-30份、低聚果糖8-15份、多聚赖氨酸 4-8份以及半胱氨酸 0.5-2份。
本发明的有益效果如下。
本发明通过在强碱性条件下进行水解并结合特定的蛋白酶酶解步骤制备海藻低聚肽粉，使得所得到的海藻低聚肽粉含有高含量的肽，制备方法简单高效，能够有效促进有益微生物菌群增加，有助于形成合理的土壤菌群结构，发挥菌群优势，提高土壤肥质。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如无特殊说明，本发明实施例中所涉及的试剂均为市售产品，均可以通过商业渠道购买获得。
实施例1：海带低聚肽的制备
（1）将海带洗净，晾晒风干；
（2）将干燥的海带经超微粉碎机粉碎后，过100目筛；
（3）将粉碎后的海带浸入1-2倍重量的清水中，加热升温至70-80℃，用氢氧化钾调节pH值为10.5，保温并搅拌60分钟，冷却至常温后进行过滤；
（4）滤液中加入HCl，调节pH值至7.0，加入海带粉0.1wt%的菠萝蛋白酶（20万U/g），常温酶解4h；
（5）再加入HCl，调节pH值至3.5，加入海带粉0.2wt%果胶酶（3万U/g），常温酶解3h；
（6）在酶解液中加入3wt%的活性炭，搅拌均匀之后过滤得滤液，滤液经真空干燥得海藻低聚肽粉，经检测，其中肽的含量为65.4wt%。
其中，肽的含量按照如下方法进行测定：
将待测样品海藻低聚肽粉0.5g，加入10mL 的10%三氯乙酸（TCA），160 r/min振荡30 min，而后4000 r/min离心15 min，取上清液做适当稀释后用Folin-酚法测定蛋白质总量，具体而言，取甲液：A、B液的混合物，A液50份，B液1份。A液为10g Na2CO3，2g NaOH和0.25g酒石酸钾钠，定容到500 mL；B液为0.5 g CuSO4定容到100 mL。乙液：Folin-酚试剂。标准曲线的制作：在分析天平上精确称取0.0250 g结晶牛血清白蛋白，用蒸馏水溶解后转入100mL容量瓶中，配成250 μg/mL的牛血清白蛋白溶液。按一定的比例配成蛋白质含量为0 μg/mL、50 μg/mL、100 μg/mL、150 μg/mL、200 μg/mL、250 μg/mL，总体积为1 mL的溶液。各加入5 mL甲试剂，混合后室温下放置10 min，再各加入0.5 mL乙液，立即混匀。30 min后，以不含蛋白质的溶液做对照，在650 nm处测定各溶液的吸光度，做出标准曲线。样品的测定：同标准曲线。根据样品在650 nm处的吸光度，计算得到海藻低聚肽粉中肽的含量为0.327g。
实施例2：鼠尾藻低聚肽粉的制备
（1）将鼠尾藻洗净，晾晒风干；
（2）将干燥的鼠尾藻经超微粉碎机粉碎后，过100目筛；
（3）将粉碎后的鼠尾藻浸入1-2倍重量的清水中，加热升温至70-80℃，用氢氧化钾调节pH值为10.5，保温并搅拌60分钟，冷却至常温后进行过滤；
（4）滤液中加入HCl，调节pH值至7.0，加入鼠尾藻粉0.1wt%的菠萝蛋白酶（20万U/g），常温酶解4h；
（5）再加入HCl，调节pH值至3.5，加入鼠尾藻粉0. 2wt%果胶酶（3万U/g），常温酶解2h；
（6）在酶解液中加入3wt%的活性炭，搅拌均匀之后过滤得滤液，滤液经真空干燥得海藻低聚肽粉，按照实施例1的检测方法，其中肽的含量为69.2wt%。
比较例1：
与实施例1区别在于步骤（3）为：将粉碎后的海带浸入1-2倍重量的清水中，加热升温至70-80℃，用氢氧化钾调节pH值为8.5，保温并搅拌60分钟，冷却至常温后进行过滤。由此所得到的海藻低聚肽粉中肽的含量为45.2wt%，检测方法同实施例1。
比较例2：
与实施例1区别在于步骤（4）与步骤（5）的顺序交换，由此所得到的海藻低聚肽粉中肽的含量为51.7wt%，检测方法同实施例1。
实施例3：培养基菌落试验
参照授权专利CN108048097B的试验方法进行实验。具体而言，采用实施例1和实施例2所制备的海藻低聚肽粉代替海藻酸、海藻多糖和大蒜多糖，由此得到海藻低聚肽粉类土壤有益微生物促进剂，其重量组成为：海藻低聚肽粉 100份，壳寡糖 70份、菊粉15份、低聚果糖8份、多聚赖氨酸 4份、半胱氨酸 0.5份。采用CN108048097B实施例1所制备的海藻类土壤有益微生物促进剂作为对照。
含有实施例1-2的海藻低聚肽粉类土壤有益微生物促进剂和对照组制备的海藻类土壤有益微生物促进剂分别添加到培养基中，培养基的具体组成为：酵母膏50g、甘露醇80g、琼脂50g、有益微生物促进剂20g。将固氮菌、土壤杆菌分别在上述6个培养基上划线接种，并在32-37℃条件下培养45h，培养完成后，观察并统计培养基上两种菌的单菌落平均直径，具体结果见表1。
表1 培养基菌落试验结果
Figure DEST_PATH_IMAGE001
所述固氮菌为褐球固氮菌，保藏号为CICC21686；所述土壤杆菌为根癌土壤杆菌，保藏号为ACCC 10601，均为市售菌种。从上述实验结果可以看出，本发明的海藻低聚肽粉更有利于促进有益微生物菌群的增加，形成合理的土壤菌群结构，发挥菌群优势，提高土壤肥质。特别是，海藻低聚肽粉中肽的含量越高，其促进作用越明显。
以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。

Claims (9)

1.一种海藻低聚肽粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将海藻洗净，晾晒风干；
（2）将干燥的海藻经超微粉碎机粉碎，过筛；
（3）将粉碎后的海藻浸入1-2倍重量的清水中，加热升温至70-80℃，调节pH值为10-11，保温并搅拌40-80分钟，冷却至常温后进行过滤；
（4）调节滤液pH值至6-8，加入菠萝蛋白酶，常温酶解3-5h；
（5）调节酶解液pH值至3-4，加入果胶酶，常温酶解2-3h；
（6）在步骤（5）所得到的酶解液中加入活性炭，搅拌均匀之后过滤得滤液，滤液经真空干燥得海藻低聚肽粉。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海藻选自海带、鼠尾藻、裙带菜、紫菜、浒苔或螺旋藻中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述菠萝蛋白酶的添加量为海藻微粉重量的0.05-0.2%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述果胶酶的添加量为海藻微粉重量的0.1-0.3%。
5.根据权利要求1-4任意一项所述制备方法得到的海藻低聚肽粉，其特征在于，所述海藻低聚肽粉中肽的含量为60wt%以上。
6.权利要求5所述海藻低聚肽粉在促进有益微生物菌群增加中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述有益微生物菌群为土壤中的有益微生物菌群。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述有益微生物菌群包括固氮菌和/或土壤杆菌。
9.一种促进有益微生物菌群增加的促进剂，其特征在于，其包括权利要求5所述的海藻低聚肽粉 100-200份、壳寡糖 70-150份、菊粉15-30份、低聚果糖8-15份、多聚赖氨酸 4-8份以及半胱氨酸 0.5-2份。
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Denomination of invention: Algae oligopeptide powder and its preparation method

Effective date of registration: 20230112

Granted publication date: 20220712

Pledgee: China Postal Savings Bank Co.,Ltd. Yantai Branch

Pledgor: Kali (Yantai) Agricultural Development Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980030975

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