專利名稱：從新鮮海藻制備角叉菜膠和液體肥料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從新鮮海藻制備藻膠和肥料的方法。
具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及從新鮮的異枝麒麟菜(Kappaphycus alvarezii，也稱為Eucheuma striatum或Eucheuma cottonii或只是簡(jiǎn)單地稱為麒麟菜)制備κ-角叉菜膠和液體肥料的方法，該方法可以綜合回收海藻的兩種產(chǎn)品以及其它伴隨的有益物質(zhì)，從而使海藻的養(yǎng)殖能夠獲得最大的回報(bào)。
背景技術(shù)：
κ-角叉菜膠在許多應(yīng)用領(lǐng)域，例如寵物食品、果醬、牙膏和冰淇淋中用作增稠劑。作為κ-角叉菜膠的來(lái)源，屬于紅海藻的異枝麒麟菜生長(zhǎng)在熱帶水域中，在諸如菲律賓和印度尼西亞這樣的國(guó)家中有廣泛養(yǎng)殖。J.G.Lewis，N.F.Stanley和G.G.Guist在“Algae and Human Affairs”(C.A.Lembi和J.R.Waaland編輯，Cambridge University Press，Cambridge，1990；第218頁(yè))一書中對(duì)精制和半精制的κ-角叉菜膠的多種應(yīng)用進(jìn)行了論述。G.H.Thirkelsen(見“Industrial Gums-Polysaccharides and theirDerivatives”，R.L.Whistler和J.N.BeMiller編輯，第三版，AcademicPress Inc.，New York，1993，第145-180頁(yè))也就角叉菜膠的多種應(yīng)用進(jìn)行了描述。
V.J.Chapman和D.J.Chapman在其著作“Seaweeds and their Uses”(Chapman and Hall，London & New York，1980；第二章，第30-61頁(yè))中報(bào)導(dǎo)了多種海藻提取物，它們可用作改善植物生長(zhǎng)的葉噴霧劑。
G.Blunden(見“Marine Natural Products Chemistry”，D.J.Faulkner和W.H.Fenical編輯，Plenum Press，New York，1977；第337-344頁(yè))提供了海藻提取物的細(xì)胞分裂素活性的證據(jù)，而F.C.Sumera和G.J.B.Cjipe(見“Botanica Marina”，Vol.24，157-163，1981)報(bào)道了葡枝馬尾藻的提取物中有類似植物生長(zhǎng)素的物質(zhì)。B.Metting，W.R.Rayburn和P.A.Raynand(見“Algae and Human Affairs”，C.A.Lembi和J.R.Waaland編輯，Cambridge University Press，Cambridge，1990；357-370頁(yè))報(bào)道了許多海藻含有植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，例如植物生長(zhǎng)素、赤霉素、脫落酸和季銨化合物。
紅色海藻異枝麒麟菜公知是精制的和半精制的κ-角叉菜膠的原料。麒麟菜制品也用作增強(qiáng)農(nóng)作物開花和生長(zhǎng)的葉噴霧劑。通常，所有的海藻、包括麒麟菜均在其收獲的地方進(jìn)行干燥和打包，以便于運(yùn)輸?shù)郊庸S，參見V.J.Chapman和D.J.Chapman的著作“Seaweeds and their Uses”(Chapman and Hall，London & New York，1980；第二章，30-61頁(yè))。在大多數(shù)的采集地區(qū)，日光曬干仍然是最節(jié)約成本的加工工藝，雖然燃油機(jī)械烘干設(shè)備已經(jīng)得到了有限的利用。這種干制海藻主要用于制備藻膠。一些加工廠專注于生產(chǎn)海藻肥料。在印度某些沿海村莊，加工方式是家庭手工業(yè)的水平，只是將新鮮采集的海藻在陶罐中進(jìn)行煮制，提取液用作肥料，而固體殘?jiān)磸U棄掉，要么用作糞肥。
參見Alphons C.J.Voragen，Walter Pilnik，Claus Rolin，Beinta U.Marr，Ian Challen，Abdel Wahab Riad和Rachid Lebbar的“多糖-角叉菜膠”(Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第6版，2002Electronic Release)，其中對(duì)由異枝麒麟菜(Eucheuma cottonii)制備κ-角叉菜膠進(jìn)行了以下描述“收獲之后，對(duì)海藻進(jìn)行清洗，并干燥至干物質(zhì)含量是約25wt.％；……用堿處理該干制的海藻，并研磨成糊狀物。堿性條件有利于浸軟海藻的提取?！笨梢钥闯鲈摲椒ㄊ菍⑹斋@的海藻干制，并隨后用該干制的海藻制備κ-角叉菜膠。沒有文獻(xiàn)涉及在對(duì)收獲的海藻干制之前對(duì)液體肥料或第二產(chǎn)物的回收，除了用烘干的方法將水從新鮮的海藻去除以外，也沒有涉及任何其它方法。
S.Craigie和C.Leigh(見Handbook of Phycological Methods，Hellebust，J A和Craigie J S編輯，Cambridge University Press，London，1978；第112頁(yè))記載了紅色海藻在冷凍保鮮條件下用于精制角叉菜膠的提取。但是作者并沒有提及從該海藻原料制備任何肥料。
Q.Hurtado-Ponce(Botanica Marina 38137，1995)報(bào)道了收獲異枝麒麟菜(更普遍地稱作麒麟菜)海藻、清洗和用陽(yáng)光/烘箱干燥以便于回收角叉菜膠。沒有提到由該植物回收肥料的內(nèi)容。
G.Lewis，N.F.Stanley和G.G.Guist(見Algae and Human Affairs，C.A.Lembi和J R Waaland編輯，Cambridge University Press，Cambridge，1990；218頁(yè))報(bào)道了通過在收獲之后對(duì)新鮮紅海藻干燥以提取角叉菜膠。沒有提到可以同時(shí)回收任何肥料。
C.J.Dawes，N.F.Stanley和D.J.Stancioff(Botanica Marina，VolXX，1977，F(xiàn)asc.3)也報(bào)道了在陽(yáng)光下干制海藻，并隨后用來(lái)提取角叉菜膠的內(nèi)容。并沒有提及從該植物回收肥料。
P.M.Alino，G.J.B.Cajipe，E.T.Ganzon-Fortes，W.R.Y.Licuanan，N.E.Montano和L.M.Tupas(見海洋生物在民間醫(yī)藥和園藝中的應(yīng)用初步研究，SICEN Leaflet 1.Supplement of SICEN Newsletter，菲律賓大學(xué)海洋科學(xué)院海藻信息中心(SICEN)，Dilman，Quezon City，菲律賓，1990年2月出版)報(bào)道了麒麟菜煎劑用作葉噴霧劑以增強(qiáng)農(nóng)作物的開花和生長(zhǎng)的內(nèi)容。但是沒有提到從該海藻中同時(shí)回收角叉菜膠。
L.Tupas和N.E.Montano(見Philipp.J.Sci.，Monograph No.17，29-35頁(yè)，1987)報(bào)道了將菲律賓海藻堿提取物作為農(nóng)作物葉噴霧劑的效果。沒有提到由海藻同時(shí)回收角叉菜膠的內(nèi)容。
本領(lǐng)域技術(shù)人員已知，由不同海藻原料制備藻膠產(chǎn)生的排放物，經(jīng)過合適的處理可以用作肥料。還公知通過通常方式對(duì)海藻加工以便于提取藻膠的加工條件是苛刻的，對(duì)于海藻中存在的生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)是有害的。
養(yǎng)殖海藻的人知道，收獲之后干燥海藻是件麻煩的事情，對(duì)干燥所需場(chǎng)地或時(shí)間的任何節(jié)約都是有利的。
參與海藻養(yǎng)殖以及下游加工的人還知道，干制海藻體積龐大，因此運(yùn)輸和貯存的費(fèi)用較高，對(duì)于這些因素的任何形式的節(jié)約都是有利的。
本發(fā)明的目的本發(fā)明的主要目的是通過采用壓碎和過濾而不是干燥的方法對(duì)新鮮收獲的異枝麒麟菜的液體內(nèi)容物(汁液)進(jìn)行去除和回收，以同時(shí)并且低成本地獲得汁液和固體殘?jiān)鼉煞N有用的產(chǎn)品，其中汁液是液體肥料，而殘?jiān)潜雀芍频娜Ｔ甯鼮槌錾闹苽洇?角叉菜膠的原料。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是證明汁液作為植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑的功效。
本發(fā)明還有的另一個(gè)目的是使干燥海藻所需的時(shí)間以及鋪展海藻所需場(chǎng)地最小化，這是通過將新鮮海藻中的大部分水分以汁液的形式去除而實(shí)現(xiàn)的，只需將潮濕的殘?jiān)M(jìn)行干燥就可以了。
本發(fā)明還有的另一個(gè)目的是證實(shí)由固體殘?jiān)郢@得的κ-角叉菜膠其品質(zhì)與由常規(guī)收獲和干制的全海藻獲得的κ-角叉菜膠的品質(zhì)相當(dāng)。
本發(fā)明還有的另一個(gè)目的是證實(shí)κ-角叉菜膠不會(huì)在汁液中流失，且由殘?jiān)@得的κ-角叉菜膠的量與由等量新鮮海藻制備的相當(dāng)重量的干制全海藻獲得的κ-角叉菜膠的量相似。
本發(fā)明還有的另一個(gè)目的是從新鮮的海藻生產(chǎn)含有κ-角叉菜膠的原料，該原料比干制的全海藻更為致密，從而更易于運(yùn)輸和貯存，而且還含有比干制全海藻高1.5-2.0倍(Wt/Wt)的κ-角叉菜膠。
本發(fā)明還有的另一個(gè)目的是生產(chǎn)具有較好外觀、顏色較淺并且是自由流動(dòng)顆粒形式的含κ-角叉菜膠的原料，以簡(jiǎn)化它的處理和后續(xù)加工。
本發(fā)明還有的另一個(gè)目的是證實(shí)含有κ-角叉菜膠的顆?？梢圆挥没瘜W(xué)加工而直接用于制備具有令人滿意的凝膠強(qiáng)度的凝膠。
本發(fā)明的概述本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了使異枝麒麟菜的用途最大化的方法，這是通過同時(shí)獲得兩種產(chǎn)品而實(shí)現(xiàn)的，即，獲得可用作植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑的原始形態(tài)的富含營(yíng)養(yǎng)素的汁液，和獲得顆粒形式的自由流動(dòng)的殘?jiān)?，該殘?jiān)驗(yàn)榫哂休^高的緊密度而易于運(yùn)輸和貯藏，并且其含有比常規(guī)干制全海藻高1.5-2.0倍(Wt/Wt)的κ-角叉菜膠，而這一切并不需要熱化學(xué)循環(huán)或添加另外的水。避開本發(fā)明的所有其它優(yōu)點(diǎn)不談--即，對(duì)于κ-角叉菜膠而言是出色的原料，該原料即使在無(wú)法將新鮮海藻日光曬干的雨季也能夠以最低的能耗進(jìn)行生產(chǎn)--而是將注意力集中在如下事實(shí)，即，通過本發(fā)明的方法可以同時(shí)獲得兩種有用的產(chǎn)品，通過本發(fā)明的方法，由100噸新鮮海藻可獲得多達(dá)60-80噸汁液形式的植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑和與通過加工干制海藻的常規(guī)方法作為單一產(chǎn)品獲得的量相當(dāng)?shù)摩?角叉菜膠，其經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。本發(fā)明提供了顯而易見的經(jīng)濟(jì)效益，并且由于現(xiàn)有技術(shù)沒有公開實(shí)施這種方法的任何嘗試，顯然本發(fā)明是非顯而易見的。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明因此，本發(fā)明提供了一種天然海藻提取液和自由流動(dòng)的含藻膠固體殘?jiān)闹苽浞椒?，該方法包括從遠(yuǎn)海中收獲海藻；用清潔的海水清洗海藻，使其不帶淤泥和無(wú)關(guān)物質(zhì)，對(duì)該新鮮的海藻進(jìn)行機(jī)械壓碎，以便破壞細(xì)胞壁并釋放出汁液；通過平紋細(xì)布過濾該含水漿液；在汁液中添加合適的防腐劑，并在需要時(shí)稀釋該提取液作為種子和葉的噴霧劑；在陽(yáng)光下對(duì)濕殘?jiān)M(jìn)行曬干，直至水分含量小于25wt％；通過公知的方法由干殘?jiān)壑刑崛≡迥z；或者，將干殘?jiān)苯佑糜谥苽淠z。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，用于本發(fā)明的海藻是可以被壓碎釋放出汁液的海藻，包括市售的重要的紅色海藻異枝麒麟菜，和褐色海藻，生長(zhǎng)在印度沿海的Sargassum wightii和Sargassum tenerrimum。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，在收獲時(shí)，異枝麒麟菜的養(yǎng)殖時(shí)間為45天和90天。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，盡管直接干燥的異枝麒麟菜既可以用于κ-角叉菜膠的提取也可以作為鉀肥，但通過采用綜合加工方法對(duì)新鮮海藻進(jìn)行加工可以同時(shí)獲得κ-角叉菜膠和含有其它生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)的富鉀汁液。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，新鮮海藻的汁液被全部用于純液體海藻肥料的形成。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，在適當(dāng)?shù)南♂屩?，將源自異枝麒麟菜的汁液用于綠豆(Vigna radiata)和秋葵(Hibiscus asthucanthus)，以檢查其功效。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，獲得露天日曬下海藻和海藻殘?jiān)稍飼r(shí)間的比較數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，以常規(guī)干燥的全海藻和海藻殘?jiān)圩鳛樵希⒂眠@兩者加工精制和半精制的κ-角叉菜膠，得到關(guān)于κ-角叉菜膠的產(chǎn)率和凝膠強(qiáng)度的比較數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)現(xiàn)含有κ-角叉菜膠的殘?jiān)腆w具有米色至淡黃色的誘人外觀，具有令人滿意的貨架期，甚至可以被直接用于凝膠的制備。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，得到致密的和自由流動(dòng)形式的含有κ-角叉菜膠的殘?jiān)腆w，用以降低運(yùn)輸費(fèi)用和存貨空間。
在印度馬納爾灣的Thonithurai，將異枝麒麟菜放置在60cm×60cm的網(wǎng)袋中進(jìn)行養(yǎng)殖，間隔45天和90天之后收獲海藻。新鮮的海藻含有約90％的水分。用海水對(duì)新鮮收獲的植物進(jìn)行徹底清洗，以去除所有的淤泥和其它無(wú)關(guān)物質(zhì)，將其切割成小塊并均質(zhì)，不需要添加額外的水。接著通過平紋細(xì)布將漿液過濾，估算濕殘?jiān)椭旱闹亓俊＝又鴮堅(jiān)诼短礻?yáng)光下干燥，直至水分含量＜25％。記錄下干殘?jiān)闹亓?。濕殘?jiān)佌归_的面積和露天日光下干燥所需要的時(shí)間也應(yīng)記錄下來(lái)。隨后對(duì)干殘?jiān)M(jìn)行加工以制備半精制或精制的κ-角叉菜膠，所采用的方法包括分別用8％KOH水溶液在75-80℃下處理或用飽和的Ca(OH)2水溶液在105-109℃進(jìn)行處理。在30℃，使用1％角叉菜膠凝膠在1％KCl溶液中，采用Nikkansui型凝膠強(qiáng)度測(cè)試器對(duì)κ-角叉菜膠的凝膠強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。用防腐劑對(duì)純汁液進(jìn)行處理，通過火焰光度計(jì)對(duì)鉀進(jìn)行分析，并通過將由汁液制備的溶液(通過在乙酸乙酯中提取，接著去除乙酸乙酯并將殘余物溶于二氯甲烷而制備的)的HPLC圖譜(Supelco LC-18-DB Discovery Series柱；含有四丁基磷酸銨離子配對(duì)劑的乙腈-水-乙酸移動(dòng)相(pH2.8-2.9)；254nm UV檢測(cè))與含有生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)例如細(xì)胞分裂素、吲哚乙酸等的混合物的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行比較來(lái)對(duì)有機(jī)生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)進(jìn)行分析。評(píng)估了濾液對(duì)綠豆種子和秧苗的生長(zhǎng)促進(jìn)作用，這是通過將發(fā)芽和結(jié)果程度與未處理的種子和秧苗進(jìn)行比較而實(shí)現(xiàn)的。還對(duì)秋葵進(jìn)行了同樣的評(píng)估。
為了將得自上述殘?jiān)鄣摩?角叉菜膠與得自常規(guī)干燥的全植物的κ-角叉菜膠的品質(zhì)和產(chǎn)率進(jìn)行比較，對(duì)新鮮的異枝麒麟菜植物進(jìn)行稱重，接著在露天日光下干燥，直至水分含量＜25％。記錄干制海藻的重量。植物鋪展開的面積和露天日光下干燥所需要的時(shí)間也應(yīng)記錄下來(lái)。按照以上描述對(duì)干制海藻進(jìn)行加工以提取半精制或精制的κ-角叉菜膠。該干制的海藻也可以被研磨成粉并作為肥料添加進(jìn)土壤中。通過火焰光度計(jì)測(cè)定K2O的含量。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明


圖1顯示的是麒麟菜液體(pH8.6提取液)的HPLC色譜圖與標(biāo)準(zhǔn)生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)混合物的色譜圖的比較。
下述實(shí)施例以舉例的方式進(jìn)行說(shuō)明，并不意味著是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
實(shí)施例1將20kg新收獲的生長(zhǎng)了45天的異枝麒麟菜植物鋪展到150cm×150cm的席子上并在露天干燥。經(jīng)42小時(shí)得到水分含量為20％的2.48kg重的干海藻。將另外20kg的新鮮海藻切成小塊，在廚房用混合器中進(jìn)行均質(zhì)，并倒入由平紋細(xì)布制成的袋中，將汁液由袋中擠壓出去。濕殘?jiān)闹亓渴?.5kg，汁液的重量是13.4kg。將殘?jiān)佌乖?5cm×75cm的席子上，在露天曬干。24小時(shí)之后得到具有25％水分含量的1.62kg接近恒重的干殘?jiān)?。由這個(gè)實(shí)施例可以看出，干燥由20kg新鮮海藻得到的濕殘?jiān)枰膱?chǎng)地面積和時(shí)間分別為干燥全海藻的25％和60％。在干制全海藻和干固體殘?jiān)?，K的含量分別是12.5％(以K2O計(jì)為15％)和8.72％(以K2O計(jì)為10.5％)，而汁液中K的濃度是約1.2％(以K2O計(jì)為1.45％)。通過上述HPLC方法獲得了濾液中生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)的定性證據(jù)，色譜圖顯示在附
圖1中?？扇芜x地通過日光暴曬對(duì)汁液進(jìn)行濃縮，甚至可以采用RO膜進(jìn)行濃縮。
實(shí)施例2將10g實(shí)施例1獲得的生長(zhǎng)了45天的干制全植物用8％的KOH水溶液在75-80℃處理3小時(shí)，得到半精制的角叉菜膠(SRC)。在加工之后，產(chǎn)品的產(chǎn)率是43.2％，且在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)得的凝膠強(qiáng)度是400g/cm2。將10g實(shí)施例1的固體粉狀殘?jiān)M(jìn)行類似的加工以制備SRC。相應(yīng)的產(chǎn)率和凝膠強(qiáng)度是60.0％和370g/cm2。產(chǎn)率相對(duì)于完全干燥的原料來(lái)表示。
實(shí)施例3將20kg新鮮收獲的生長(zhǎng)期為90天的海藻按照實(shí)施例1的工序進(jìn)行加工，在第一種情況下，產(chǎn)出2.31kg的干制全海藻，在第二種情況下，產(chǎn)出1.32kg的干固體殘?jiān)酆?3.3kg的汁液。將各10g的干制全海藻和固體殘?jiān)郯凑諏?shí)施例2的工序進(jìn)行加工以提取SRC，獲得的產(chǎn)率分別是42.9％和57.5％。相應(yīng)的凝膠強(qiáng)度分別是360g/cm2和390g/cm2。
對(duì)于在印度Diu沿海養(yǎng)殖的異枝麒麟菜，2％經(jīng)清洗的殘?jiān)哪z強(qiáng)度是520g/cm2，而用由殘?jiān)苽涞腟RC得到的1％凝膠的凝膠強(qiáng)度是515g/cm2。這表明對(duì)于某些應(yīng)用可以直接使用清洗的殘?jiān)?，盡管其用量相對(duì)于SRC較高。
實(shí)施例4將實(shí)施例1制備的生長(zhǎng)期為45天的干制全海藻和固體殘?jiān)鄹?0g分別進(jìn)行加工以提取精制的角叉菜膠。該方法包括，添加300ml的飽和Ca(OH)2水溶液，并在高壓鍋中在107℃和12psi壓強(qiáng)下蒸煮1小時(shí)。用異丙醇使產(chǎn)品沉淀，過濾并干燥。對(duì)于全海藻和殘?jiān)?，精制角叉菜膠的產(chǎn)率分別是28.3％和47.6％，而相應(yīng)的凝膠強(qiáng)度分別是600g/cm2和595g/cm2。根據(jù)干制全海藻和固體殘?jiān)鄣乃趾?，全海藻和殘?jiān)坌问降男迈r海藻其κ-角叉菜膠的產(chǎn)率是很接近的，表明沒有角叉菜膠在汁液中流失。
實(shí)施例5將實(shí)施例1制備的干制的異枝麒麟菜全植物(其含有約15％的K2O)磨碎，隨后施用于種植有茄子、洋蔥、小麥和芝麻的盆中的土壤中。每種農(nóng)作物各五盆。在土壤中K2O的用量是，茄子每公頃45.0kg、洋蔥每公頃60kg、小麥每公頃36kg和芝麻每公頃36kg。類似地在沒有施用麒麟菜海藻粉的盆中種植同樣的農(nóng)作物(每種農(nóng)作物種植5盆)。沒有施用麒麟菜時(shí)，茄子、洋蔥球莖、小麥谷粒和芝麻種子的產(chǎn)量分別是1.85kg、1.35kg、76.7g和44.5g，而施用麒麟菜時(shí)的產(chǎn)量分別是2.61kg、1.65kg、109.5g和59.6g；即產(chǎn)量分別提高了41.1％、22.0％、42.8％和34.1％。施用麒麟菜海藻粉獲得的產(chǎn)量提高略高于向土壤中添加SOP(硫酸鉀)以保持K2O用量相當(dāng)所獲得的結(jié)果。這說(shuō)明在干麒麟菜海藻中的其它生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)/微量營(yíng)養(yǎng)素也有助于生長(zhǎng)。
實(shí)施例6將實(shí)施例1的汁液(含有5％的總固體(1.45％的K2O)和生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì))用適量的水稀釋，得到稀釋的提取溶液。當(dāng)1份的汁液用99份的水稀釋時(shí)，該溶液被稱為1％，而當(dāng)10份汁液用90份水稀釋時(shí)，得到的溶液就稱為10％。以這種方式，制備1％、5％、10％、25％、50％和100％的汁液溶液。
實(shí)施例7將綠豆種子用0.1％的氯化汞進(jìn)行1分鐘的表面消毒。用自來(lái)水對(duì)種子進(jìn)行徹底的清洗。接著將種子浸泡在自來(lái)水中或?qū)嵤├?的麒麟菜汁液溶液中24小時(shí)，在佩氏培養(yǎng)皿中鋪展在濾紙墊上，并定期加自來(lái)水。對(duì)于給定汁液溶液的各組試驗(yàn)，需要用三個(gè)佩氏培養(yǎng)皿，每個(gè)培養(yǎng)皿中含有10粒種子。7天之后，浸泡在自來(lái)水中的種子的發(fā)芽率是90％，而觀察到的浸泡在1％提取液中的種子發(fā)芽率是100％。但是，更高的提取液濃度會(huì)對(duì)發(fā)芽帶來(lái)不利影響，對(duì)于5％、25％和50％的汁液溶液，發(fā)芽率分別是90％、73％和0％。
實(shí)施例8為了研究實(shí)施例6的汁液溶液對(duì)綠豆植株生長(zhǎng)和產(chǎn)率的影響，將綠豆種子用0.1％的氯化汞進(jìn)行1分鐘的表面消毒，用自來(lái)水進(jìn)行徹底清洗，接著浸泡在自來(lái)水中過夜(12小時(shí))。選擇健康的種子，并播種在100cm×100cm的小塊土地上。每一小塊土地上播種25粒種子，并將播種日作為第1天。7天之后，將每一小塊土地上的秧苗數(shù)量減少至10個(gè)秧苗，使得生長(zhǎng)條件一致。在研究期間，平均的日/夜溫度是28-33℃/22-24℃，且最大光合作用活性輻射量(PAR)(400-700nm)為約175W/m2。使用手動(dòng)泵將實(shí)施例6的新鮮汁液溶液噴霧到植株上，并小心確保溶液均勻涂覆在整個(gè)植株的表面。當(dāng)汁液溶液的濃度＞50％時(shí)，會(huì)延緩植物的生長(zhǎng)，而當(dāng)該濃度為5-25％時(shí)，會(huì)促進(jìn)生長(zhǎng)(表1)。
表1A在100cm×100cm的小塊土地上綠豆植株(每一小塊土地上10個(gè)植株)的生長(zhǎng)高度(cm)。在播種45天之后記錄的數(shù)據(jù)。

表1B在播種45天之后，觀察到的花序數(shù)量

表1C在播種45天之后，每一小塊土地豆莢的數(shù)量(每一小塊土地有10個(gè)綠豆植株)

表1D播種45天之后豆莢的平均長(zhǎng)度(cm)

實(shí)施例9將實(shí)施例8的綠豆植株每?jī)芍苡貌煌瑵舛鹊男迈r麒麟菜汁液噴霧，在表2中匯總了第75天時(shí)種子產(chǎn)率的數(shù)據(jù)。由該表可以看出，用10％汁液噴霧的植株顯示出最大程度的快速成熟。
表2每?jī)芍苡眯迈r海藻提取液噴霧對(duì)綠豆種子產(chǎn)率的影響(在播種后75天測(cè)定)

實(shí)施例10將實(shí)施例1的原汁液用2％的甲醇進(jìn)行保鮮，并將按照實(shí)施例6制備的稀釋的汁液溶液在添加了0.05％濕潤(rùn)劑(印度Dhenuvita牌)之后用作葉噴霧劑。在陶罐(15個(gè))中種植秋葵，所述的陶罐中有沙壤土，其具有常規(guī)所需的NPK。在25天之后，將5個(gè)植株作為對(duì)照，5個(gè)植株用5％汁液進(jìn)行葉噴霧，另有5個(gè)植株用10％汁液進(jìn)行葉噴霧。在該農(nóng)作物生長(zhǎng)期間，總共進(jìn)行5次噴霧，在用5％汁液噴霧的情況下，用量是每次噴霧每公頃17L原汁液(假定每公頃35000個(gè)植株)。對(duì)于0％、5％和10％的汁液噴霧，秋葵果的數(shù)量是50、53和54個(gè)，而果子總重分別是0.45kg、0.53kg和0.54kg。
實(shí)施例11為了說(shuō)明其它新鮮海藻也可以經(jīng)過均質(zhì)釋放汁液，收獲3.2kg的Sargassccm wightii，并在混合器中以實(shí)施例1的方式將新鮮的海藻均質(zhì)，得到0.8kg的汁液，而濕固體殘?jiān)闹亓渴?.2kg。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是(i)用異枝麒麟菜舉例說(shuō)明的綜合制備方法使得可以從新鮮的海藻同時(shí)回收κ-角叉菜膠和液體海藻肥料，從而使海藻養(yǎng)殖更為有利可圖。對(duì)于1公頃面積的養(yǎng)殖(其保守估計(jì)每年的產(chǎn)量是100噸的新鮮生物質(zhì))，可以生產(chǎn)出60-80噸的液體生物肥料和2.5-4.5噸的κ-角叉菜膠(取決于κ-角叉菜膠的等級(jí))。
(ii)可以不需要熱-化學(xué)循環(huán)和額外添加水而獲得汁液，該汁液被證明是有效的生物肥料。該汁液可以直接市售，除了添加防腐劑以外，無(wú)需進(jìn)一步的加工。
(iii)設(shè)備簡(jiǎn)單，例如附帶研磨機(jī)的混合設(shè)備以及壓濾機(jī)，優(yōu)選安裝在收獲處附近，并且有能力對(duì)新鮮的海藻均質(zhì)并將汁液分離。
(iv)由1噸的新鮮異枝麒麟菜按常規(guī)的干制全海藻方法，需要去除約850-900kg的水，而按照本發(fā)明的方法，濕殘?jiān)乃秩コ渴敲繃嵭迈r海藻只有100-200kg，由此極大地降低了干燥時(shí)間和場(chǎng)地面積。
(v)作為κ-角叉菜膠的原料，由新鮮植物得到的自由流動(dòng)的顆粒殘?jiān)獌?yōu)于干制全植物，這是因?yàn)榍罢唧w積小、易于運(yùn)輸、易于貯存、易于處理、幾乎沒有顏色、具有較高的κ-角叉菜膠含量，在某些應(yīng)用中甚至可以直接用于凝膠的形成。
權(quán)利要求
1.一種用于制備海藻液體肥料和自由流動(dòng)的含藻膠固體殘?jiān)男滦途C合制備方法，所述方法包括以下步驟a.從海洋中收獲海藻并去除淤泥和無(wú)關(guān)物質(zhì)；b.將該海藻在附帶研磨機(jī)的混合設(shè)備中均質(zhì)得到漿液；c.過濾得到的漿液，分別獲得殘?jiān)椭海籨.干燥該濕殘?jiān)敝了趾啃∮?5wt.％；e.通過公知的方法由干殘?jiān)壑刑崛≡迥z，或者將其直接用于某些應(yīng)用；f.如果需要，向汁液中添加適當(dāng)?shù)姆栏瘎?，并?yōu)選將汁液濃縮以降低體積，從而減少包裝和運(yùn)輸費(fèi)用，g.稀釋該汁液并添加適當(dāng)?shù)臐駶?rùn)劑用于種子和葉噴霧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用平紋細(xì)布或壓濾器進(jìn)行步驟(c)的過濾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(d)采用日光對(duì)濕殘?jiān)M(jìn)行干燥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(f)通過日光蒸發(fā)或膜方法對(duì)汁液進(jìn)行濃縮。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中的海藻選自紅色海藻和褐色海藻，特別是可以將其壓碎而釋放汁液的海藻，尤其是市售的重要的海藻異枝麒麟菜和Sargassum wightii。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中借助于機(jī)械作用，例如通過附帶研磨機(jī)的混合設(shè)備、甘蔗汁螺旋壓榨機(jī)或其它類似裝置將細(xì)胞破碎，從而由新鮮的海藻得到汁液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過公知的過濾方法，例如通過平紋細(xì)布或壓濾機(jī)過濾或通過離心的方法將汁液分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中過濾出的汁液含有0.1-2.0％K2O、微量營(yíng)養(yǎng)素和生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將汁液作為100％的濃度，將其用水稀釋得到0.1-100％(v/v)且優(yōu)選0.1-10％的濃度，用于促進(jìn)發(fā)芽、植物生長(zhǎng)、結(jié)果和提高產(chǎn)率以及促進(jìn)早熟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中優(yōu)選對(duì)汁液進(jìn)行細(xì)過濾和消毒，并向汁液或其稀釋液中添加防腐劑例如緩沖劑、甲醛、醇或苯甲酸鈉，添加量是0.1-5％w/v，以延長(zhǎng)保質(zhì)期。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過蒸發(fā)或膜基脫水對(duì)汁液進(jìn)行濃縮，以減少體積，并且如果需要，甚至可以轉(zhuǎn)化成固體形式的生物肥料，產(chǎn)率是每升汁液25-100g。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中分離汁液之后的殘?jiān)勺鳛橹苽湓迥z的原料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中新鮮海藻中的水分隨著汁液被大量排出，從而使得殘?jiān)軌蛟谟昙纠锿ㄟ^人工方法干燥，或在露天干燥，與新鮮的全海藻相比，降低所需干燥時(shí)間10-80％和所需干燥面積20-80％。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中與干制的全海藻相比，干殘?jiān)脑迥z含量要高出10-100％。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中藻膠的凝膠強(qiáng)度與源自干制的全海藻的藻膠的凝膠強(qiáng)度相當(dāng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中與干制的全海藻相比，殘?jiān)闹旅芏纫?.5-5.0倍，因此使運(yùn)輸和貯存的成本更少。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中異枝麒麟菜的殘?jiān)ㄟ^本發(fā)明的方法脫色素，并且以自由流動(dòng)顆粒的形式得到，從而更易于進(jìn)行包裝處理、運(yùn)輸和后續(xù)加工。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中殘?jiān)梢灾苯佑糜谀承?yīng)用中的凝膠制備。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)于每公頃養(yǎng)殖面積100-200噸新鮮異枝麒麟菜的一般產(chǎn)量而言，除了7-14噸顆粒干殘?jiān)酝?，本發(fā)明的方法還可以得到75-150噸液體生物肥料(汁液)作為第二產(chǎn)品，所述的顆粒干殘?jiān)梢砸耘c干制的全海藻相似的量(3-6噸)制備出精制的κ-角叉菜膠，由此提高了新鮮海藻的總價(jià)值。
全文摘要
開發(fā)出了一種綜合方法，該方法可用于最大程度地利用可被壓碎而釋放出汁液的海藻、例如異枝麒麟菜的新鮮生物質(zhì)，所述汁液在經(jīng)過用添加劑進(jìn)行適當(dāng)處理和稀釋之后，可用作有效的液體肥料，而殘?jiān)鼘?duì)于к－角叉菜膠的提取是出色的原料，從而增加了海藻的價(jià)值。本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)包括以干燥和可貯存的形式得到用于κ－角叉菜膠制備的原料，降低了干燥時(shí)間和干燥面積，因其體積較小降低了運(yùn)輸和貯存該原料的成本，由于其自由流動(dòng)顆粒的性質(zhì)而易于操作，并且其在某些應(yīng)用中可直接用于凝膠制備。
文檔編號(hào)C05F11/00GK1668647SQ02829644
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2002年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月19日
發(fā)明者K·埃斯瓦蘭, P·K·高希, A·K·希達(dá)漢塔, J·S·帕托利亞, C·派里亞賽米, A·S·梅赫塔, K·H·穆蒂, B·K·拉馬瓦特, K·普拉薩德, M·R·拉吉雅古魯, S·K·C·R·雷迪, J·B·潘迪亞, A·蒂瓦里 申請(qǐng)人:科學(xué)與工業(yè)研究委員會(huì)