CN114591107A - 一种分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法包括如下步骤：(1)按照1:1‑5:1比例加入水和柑橘皮进行均质机中均质匀浆；(2)加入柑橘皮重量的1％‑5％的混合酶，将pH值调节到4‑6，温度为30℃‑50℃，搅拌酶解2‑4小时，所述混合酶包括果胶酶和纤维素酶，添加0.2％‑5％的尿素或硫铵；(3)降温至30℃‑40℃，加入总重量的0.3‑0.8％的混合发酵菌，搅拌发酵12‑24小时，发酵物加水后在均质机中均质匀浆，所述混合发酵菌包括黑曲霉和酵母菌；(4)匀浆后的发酵混合物中添加蛋白酶，控制pH5‑8，温度在25℃‑45℃的条件下进行酶解3‑4小时；(5)将酶解液加热至80℃‑95℃，得到混合物；(6)对混合液进行离心，离心后上清液乳化后得到液体肥。

Description

一种分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法
技术领域
本发明属于液体肥制备技术领域，具体涉及一种分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法。
背景技术
柑橘加工过程中会产生近40％的果皮、果渣等废弃物，除小部分用于动物饲料和果胶等的制备外，大部分被丢弃，造成资源浪费和环境污染，因此提高柑橘加工废弃物的资源化利用水平具有重要的研究意义。柑橘果渣废弃物中含有丰富的生物活性成分、膳食纤维、维生素和微量元素等，柑橘取汁后，残留的果渣占果实质量的40％～50％，这些残渣中含有丰富的可溶性糖、酸、果胶、粗脂肪、粗纤维、维生素、氨基酸和矿物质等营养成分。
专利公开号为CN 103833467B，公开了一种柑橘皮渣有机复合肥及其制备方法，通过微生物发酵降酸降低柑橘皮渣的酸度，采用复合酶制剂降解柑橘皮渣中的果胶、纤维素等难降解成分，经微生物液体菌剂堆肥发酵，最后添加尿素、磷酸一铵、硫酸钾配料，再杀虫灭菌，之后造粒，干燥，冷却，筛分，包衣，包装制得一种富含有机质，N、P、K含量满足柑橘生长最佳比例需求的有机复合肥。其采用降酸酵母降低柑橘皮渣酸度，代替了现有的加入生石灰进行降酸的方法，有效防止了土壤钙化和碱化，复合肥有机质含量超过55％，pH值6.5-8.5，氮磷钾总量≥8％，水分≤20％，含有丰富的硼、锌、镁等微量元素，其它质量指标均优于国家有机肥料标准。该专利主要采用堆肥的发酵方法，对橘皮的发酵分解腐熟，对比文件的最终产物是有机复合肥，但是堆肥的方式并不能较好的利用柑橘皮的养分。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种含有寡肽的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法。
本发明提供一种分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，包括如下步骤：
(1)按照1:1-5:1比例加入水和柑橘皮进行均质机中均质匀浆；
(2)加入柑橘皮重量的1％-5％的混合酶，将pH值调节到4-6，温度为30℃-50℃，搅拌酶解2-4小时，所述混合酶包括果胶酶和纤维素酶，添加0.2％-5％的尿素或硫铵；
(3)降温至30℃-40℃，加入总重量的0.3-0.8％的混合发酵菌，搅拌发酵12-24小时，发酵物加水后在均质机中均质匀浆，所述混合发酵菌包括黑曲霉和酵母菌；
(4)匀浆后的发酵混合物中添加蛋白酶，控制pH5-8，温度在25℃-45℃的条件下进行酶解3-4小时；
(5)将酶解液加热至80℃-95℃，得到混合物；
(6)对混合液进行离心，离心后上清液乳化后得到液体肥。
优选地，所述步骤(2)中，果胶酶与纤维素酶比例为1:1-3:1。
优选地，所述步骤(3)中，所述黑曲霉和酵母菌的混合比例为1:1-1:4，所述酵母菌包括产朊假丝酵母、热带假丝酵母和酿酒酵母中的一种或多种。
优选地，所述步骤(4)中，蛋白酶包括中性蛋白酶、碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶中的一种或多种。
优选地，所述步骤(2)中，添加0.5％-2％的尿素或硫铵。
优选地，所述步骤(1)之前，所述柑橘皮先用粉碎机进行粉碎。
优选地，所述步骤(3)中，加入总重量的0.4-0.6％的混合发酵菌,。
优选地，所述蛋白酶的添加量为总量的1％-4％。
优选地，所述步骤(6)中，离心后的上清液在浓缩罐中以60℃-80℃的温度浓缩2-4倍，后加入乳化剂进行乳化。
优选地，所述步骤(3)中酶解3-4小时、可溶性固形物为2％-10％，停止酶解。
本发明提供的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法含有橘皮精油类物质和寡肽，使得植物能够较好的吸收。
附图说明
通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于显示本发明的主旨。
图1为本发明实施例1提供的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的步骤。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参考图1，本发明实施例提供一种分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，包括如下步骤：
(1)按照1:1-5:1比例加入水和柑橘皮进行均质机中均质匀浆；进一步优选实施例中，混合比例为1:1。
(2)加入柑橘皮重量的1％-5％的混合酶，将pH值调节到4-6，温度为30℃-50℃，搅拌酶解2-4小时，添加0.2％-5％的尿素或硫铵，所述混合酶包括果胶酶和纤维素酶。酶的加入可将上述柑橘果皮渣及果汁生产中的果渣进行进一步的酶解，得到酶解混合物，混合物种含有多种蛋白质、氨基酸及还原性糖，并且富含柠檬酸、黄酮素等生物刺激物质。
(3)降温至30℃-40℃，加入总重量的0.3-0.8％的混合发酵菌，所述混合发酵菌包括黑曲霉和酵母菌，搅拌发酵12-24小时，发酵物加水后在均质机中均质匀浆。发酵菌的加入可利用其中的多糖类物质及尿素或硫铵等营养成分进行自身的繁殖代谢，并进一步生成一定的生物刺激性物质。
(4)匀浆后的发酵混合物中添加蛋白酶，控制pH5-8，温度在25℃-45℃的条件下进行酶解3-4小时；通过蛋白酶对其中的酵母进行酶解，提高混合液中多肽、氨基酸类物质的含量，本实施例采用二次酶解的工艺，先进行初步酶解，所得到的混合液中含有多种糖、蛋白质等，能够酵母利用繁殖，而后对酵母进行二次酶解，使酵母蛋白酶解为多肽、氨基酸类物质，进一步丰富混合液中的生物刺激性物质。
(5)将酶解液加热至80℃-95℃，灭活酶，得到混合物；
(6)对混合液进行离心，离心后上清液乳化后得到液体肥，乳化能够使果皮中的油类物质能溶解进溶液中。
本实施例提供的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，使用微生物消化吸收果皮中的有机物质，并利用氮，转化为蛋白质。将植物利用效率低的果皮内含物转化为利用效率高的蛋白。二次酶解主要是酶解微生物形成的蛋白质，将蛋白酶解为寡肽。寡肽具有刺激植物生长、提高作物抗逆性、提高作物品质等作用。
现有技术中也有通过曲霉和酵母处理橘皮，但大多数是用于有机肥的生产，酵母用于降酸，曲霉用于发酵，酶的添加用于对橘皮进行分解，目的是对橘皮的发酵分解腐熟，制备有机肥。并且曲霉和酵母在有机肥发酵时，会在温度逐渐升高后死完，曲霉酵母死亡后，会被细菌等微生物分解。
本申请人通过大量的研究发现，通过酵母及曲酶在温和的环境下第一次酶解后发酵，再进行二次酶解，可以将酵母及曲酶的发酵果皮后产生的大量蛋白酶解成稳定可溶的寡肽，作为水溶肥使用。并且第一次酶解参数的合理设置，能够实现对果皮精油的粗提取，相对于传统采用柑橘果皮制备有机肥而言，能够较好的利用柑橘果皮的精油，并且含有易于吸收的寡肽，形成含橘皮精油的液肥。是一种能驱虫防虫的液体肥。
本实施例提供的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，第一次酶解的目的是对精油的粗提取。因为橘皮内的营养成分较少，大分子复杂有机物较多，微生物发酵能利用一部分橘皮有机成分，并形成蛋白质等物质。能有效提高提取液的有机养分含量。通过纤维素和果胶酶分解果皮细胞，释放果皮精油。在酶解的同时通过发酵菌作用，分解吸收消化氮肥、橘皮中的复杂有机物，纤维素及果胶的酶解产物，产生更适用植物吸收利用的物质。
二次酶解是利用蛋白酶酶解微生物产生的蛋白，酶解产物为寡肽。寡肽水溶性更好，更加稳定，能被植物吸收。如果没有二次酶解，微生物产生的蛋白有部分将会逐步沉淀，可溶的蛋白也会由于分子量过大无法被吸收。二次酶解对于增加液体肥料中的养分至关重要。本实施例通过两次酶解发酵，形成营养丰富的液体肥料。最终通过乳化作用，形成含橘皮精油的液肥。是一种能驱虫防虫的液体肥。
在优选实施例中，所述步骤(2)中，果胶酶与纤维素酶比例为1:1-3:1。
在优选实施例中，所述步骤(3)中，所述黑曲霉和酵母菌的混合比例为1：1-1:4，所述酵母菌包括产朊假丝酵母、热带假丝酵母和酿酒酵母中的一种或多种。本实施例中黑曲霉可以分泌出高活性的β-葡萄糖苷酶，对果渣中的纤维素有很强的破坏力，使其转化为葡萄糖，通过酵母菌发酵为酒精，具有较高的蛋白质，蛋白质含量能够提高15％-19％。
本实施例中，通过黑曲霉和酵母菌的配合，可实现较大程度的提升蛋白质含量，当利用蛋白酶二次酶解后能够转换成较多的多肽和氨基酸类物质。
在优选实施例中，所述步骤(4)中，蛋白酶包括中性蛋白酶、碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶中的一种或多种。
在优选实施例中，所述步骤(2)和步骤(3)之间还包括添加0.5％-2％的尿素或硫铵的步骤。
在优选实施例中，所述步骤(1)之前，所述柑橘皮用粉碎机进行粉碎。
在优选实施例中，所述步骤(3)中，加入总重量的0.4-0.6％的混合发酵菌,。
在优选实施例中，所述蛋白酶的添加量为总量的1％-4％。
在优选实施例中，所述步骤(6)中，离心后的上清液在浓缩罐中以60℃-80℃的温度浓缩2-4倍，后加入乳化剂进行乳化。
在优选实施例中，所述步骤(3)中酶解3-4小时、可溶性固形物为2％-10％，停止酶解。
为了对本发明的技术方案能有更进一步的了解和认识，现列举实施例对其做进一步详细说明。
实施例1
参考图1：
S1、水和橘皮按照1:1-5:1的重量比在均质机中均质匀浆。将柑橘皮置于搅拌器搅拌，去除杂质。沥干水分后，柑橘皮用粉碎机粉碎，然后和水混合。
S2、加入混合酶，将pH值调节到4-6，温度30℃-50℃，搅拌酶解2-4小时。混合酶的加入量为橘皮重量的1％-5％，混合酶包括果胶酶和纤维素酶，果胶酶与纤维素酶比例为1:1-3:1。
S3、添加0.5％～2％的尿素或硫铵，搅拌溶解。
S4、降温至30℃-40℃，加入混合发酵菌，搅拌发酵12-24小时。混合发酵菌包括酵母菌和黑曲霉，酵母菌包括产朊假丝酵母、热带假丝酵母和酿酒酵母中的一种或几种。混合发酵菌的加入量为橘皮重量的0.5％。
S5、发酵物适当加水后均质匀浆。使微生物细胞破碎，释放细胞内含物。
S6、匀浆后的发酵混合物中添加蛋白酶，pH5-8，温度在25℃-45℃的条件下进行酶解。蛋白酶包括中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和蛋白酶中的一种或几种。
S7、酶解3-4小时，加热至90度，灭活酶。
S8、上述混合物进行离心。
S81、离心后的上清液进行浓缩，对浓缩后的上清液，离心后的上清液在浓缩罐中以60-80度的温度浓缩2-4倍。
S82、加入乳化剂进行乳化，制得稳定均一的液体肥料。
S9、离心后的残渣用于有机肥料的发酵。
经过检测，该液体肥含有橘皮精油类物质0.5％-5％，寡肽1％-5％。若没有步骤S6的二次酶解的步骤，没有用蛋白酶酶解就没有寡肽，液体肥只含有蛋白0.05％。
肥效试验
1、供试作物：菜心(2021年8月10日播种至2021年9月16日)
2、供试肥料：实施例1制备得到的液体肥料
3、试验设计：
采用盆栽试验，用10x12cm的塑料盆钵，每盆定植一颗，盆土重约1kg，设2个处理，每个处理5个重复，各处理设计如下：
处理一：实施例1制备得到的液体肥料A300倍叶面喷施，每隔5天喷施一次，共喷施2次。
处理二：空白对照，等量清水，每隔5天喷施一次，共喷施2次。
4、日常管理
直径为12cm的试验塑料胶盆装适量土壤，所用土壤为园土：泥炭土：珍珠岩：蛭石＝2:1:1:1，pH＝6.75，8月10日播种，8月26日移栽，分别于9月4日，9月9日，叶喷，并记录数据，9月14日采收结束。
5、试验结果
不同处理对菜心农艺性状的影响如表1所示。
表1
Figure BDA0003524684680000071
由表1可以看出，采收时，处理一的株高、叶片数、叶片厚度、茎粗分别比处理三增加10.74％，10％，13.43％，8.91％，33.78％。结果表明，液体肥料A能显著促进菜心根茎的的生长，对菜心植株的叶片数、叶片厚度有一定的促进作用。
不同处理对菜心产量的影响如表2所示。
表2
Figure BDA0003524684680000072
由表2可知，菜心单株产量，处理一单株产量比处理二增产37.46％，增产效果显著。
综上，说明本实施例提供的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法制备的液体肥具有较多的橘皮精油类物质0.5％-5％，寡肽1％-5％，应用于菜心的种植时，具有明显的增产增收效果。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照1:1-5:1比例加入水和柑橘皮在均质机中均质匀浆；
(2)加入柑橘皮重量的1％-5％的混合酶，将pH值调节到4-6，温度为30℃-50℃，搅拌酶解2-4小时，所述混合酶包括果胶酶和纤维素酶，添加0.2％-5％的尿素或硫铵；
(3)降温至30℃-40℃，加入总重量的0.3-0.8％的混合发酵菌，搅拌发酵12-24小时，发酵物加水后在均质机中均质匀浆，所述混合发酵菌包括黑曲霉和酵母菌；
(4)匀浆后的发酵混合物中添加蛋白酶，控制pH5-8，温度在25℃-45℃的条件下进行酶解3-4小时；
(5)将酶解液加热至80℃-95℃，得到混合物；
(6)对混合液进行离心，离心后上清液乳化后得到液体肥。
2.如权利要求1所述的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，果胶酶与纤维素酶比例为1:1-3:1。
3.如权利要求1所述的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述黑曲霉和酵母菌的混合比例为1:1-1:4，所述酵母菌包括产朊假丝酵母、热带假丝酵母和酿酒酵母中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，蛋白酶包括中性蛋白酶、碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，添加0.5％-2％的尿素或硫铵。
6.如权利要求1所述的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，其特征在于，所述步骤(1)之前，所述柑橘皮用粉碎机进行粉碎。
7.如权利要求1所述的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，加入总重量的0.4-1.2％的混合发酵菌。
8.如权利要求1所述的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，其特征在于，所述蛋白酶的添加量为总量的1％-4％。
9.如权利要求1所述的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，离心后的上清液在浓缩罐中以60℃-80℃的温度浓缩2-4倍，后加入乳化剂进行乳化。
10.如权利要求1所述的分步酶解柑橘果渣制备高效叶面肥的方法，其特征在于，所述步骤(3)中酶解3-4小时，可溶性固形物为2％-10％，停止酶解。
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