一種雙海藻肥料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種雙海藻肥料及其制備方法，所述制備方法包括綠藻和褐藻的預(yù)處理；雙海藻多糖的提?。簭?fù)合酶解后加入多糖降解酶，對(duì)雙海藻多糖進(jìn)行特異性降解，使其降解活性多糖片段，趁熱經(jīng)離心分離得雙海藻酶解液以及雙海藻渣；酶解液經(jīng)過(guò)超濾后制備得到雙海藻多糖肥料添加劑，超濾廢液經(jīng)反滲透濃縮后制備得到雙海藻全微葉面肥，酶解后的雙海藻渣經(jīng)過(guò)烘干造粒后，制備得到雙海藻有機(jī)顆粒肥。本發(fā)明利用現(xiàn)代生物技術(shù)提取褐藻和綠藻中活性成分用于制備新型海藻肥料，提高了雙海藻中有效成分的提取率，對(duì)雙海藻多糖有針對(duì)性降解，提高作用效果；且全面利用雙藻資源，同時(shí)制備出雙藻多糖肥料添加劑、雙海藻有機(jī)顆粒肥和雙海藻全微葉面肥。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種雙海藻肥料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海藻肥領(lǐng)域，具體涉及一種雙海藻肥料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自20世紀(jì)80年代高效海藻肥料工業(yè)化生產(chǎn)問(wèn)世以來(lái)，海藻肥以其全面的營(yíng)養(yǎng)、獨(dú)特的功效、天然無(wú)公害的特性和很高的性?xún)r(jià)比在全球范圍內(nèi)快速發(fā)展，并在很多國(guó)家被重點(diǎn)扶植和推廣。
[0003]目前市面上的海藻肥多是以褐藻為單一原材料進(jìn)行生產(chǎn)。褐藻中的海藻酸成分近年被證實(shí)是一種天然的土壤調(diào)理物質(zhì)，能夠促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤內(nèi)部孔隙空間，增加土壤保肥保水保氣的能力，迅速恢復(fù)土壤的膠質(zhì)平衡，增加土壤生物活力。海藻肥中的海藻酸葉面噴施還可以降低水的表面張力，在植物表面形成一層薄膜，增大接觸面積，促進(jìn)海藻肥中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。
[0004]滸苔是一種大型經(jīng)濟(jì)綠藻，俗稱(chēng)苔條、海苔，為綠藻門(mén)石莼目石莼科植物。2008年以來(lái)，我國(guó)東部沿海大規(guī)模爆發(fā)滸苔綠藻資源富集，大量聚集的滸苔資源，嚴(yán)重影響了沿海居民的生活以及城市管理。在這種情況下，青島海大生物集團(tuán)有限公司根據(jù)滸苔的生物學(xué)特點(diǎn)，研究開(kāi)發(fā)了一整套滸苔資源規(guī)?；幚淼姆椒?，成功進(jìn)行了滸苔資源的收集(授權(quán)專(zhuān)利:ZL200910313001.0滸苔無(wú)害化處理方法及其設(shè)備)。2008年至今，本公司一直致力于滸苔資源的綜合利用。其中，以滸苔為原料開(kāi)發(fā)的滸苔海藻肥料，已經(jīng)獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)，專(zhuān)利名稱(chēng):滸苔活性成分的提取技術(shù)及滸苔海藻肥的制備方法，專(zhuān)利號(hào):ZL200910014719.X。該發(fā)明專(zhuān)利為綠藻在海藻肥中的應(yīng)用提供了技術(shù)支持，目前滸苔海藻肥已經(jīng)在市場(chǎng)上進(jìn)行銷(xiāo)售。
[0005]實(shí)驗(yàn)表明，以海帶`和滸苔為代表的褐藻和綠藻應(yīng)用在海藻肥中各有優(yōu)勢(shì)。至今尚未見(jiàn)到兩種海藻同時(shí)使用生產(chǎn)具有雙藻協(xié)同效果的海藻肥問(wèn)市。因此如何將此兩種海藻的降解合理搭配，生產(chǎn)出具有協(xié)同效果的雙藻提取物，用于海藻肥的生產(chǎn)是本發(fā)明要面對(duì)的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種雙海藻肥料及其制備方法，所述雙海藻肥以褐藻和綠藻為原料，所述雙海藻肥料具體包括利用雙海藻協(xié)同酶解技術(shù)制備的雙藻復(fù)合多糖肥料添加劑；利用雙海藻渣制備的雙海藻有機(jī)顆粒肥；利用雙海藻復(fù)合多糖提取廢棄液制備的雙海藻微量元素肥。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種雙海藻肥料的制備方法，它包括以下步驟:
I)雙海藻的預(yù)處理:所述雙海藻為綠藻和褐藻，
新鮮綠藻經(jīng)預(yù)處理，擠壓脫水至含水量為50-60%，凍融2-3次；新鮮褐藻浙干表面水分后，剪切為2-3cm小塊，凍融2-3次；或者，干綠藻和干褐藻粉碎過(guò)篩后，加入5-8倍水，徹底浸潤(rùn)后，凍融2-3次，制得綠藻糊和褐操糊；
2)雙海操多糖的提取:
雙海藻協(xié)同酶解:取所述經(jīng)凍融后的新鮮綠藻和褐藻，或取凍融后的所述綠藻糊和褐藻糊，按照綠藻和褐藻的質(zhì)量比例為1:2-2:1將其投入反應(yīng)釜，加入占海藻質(zhì)量10-15倍的水；
再加入占海藻總質(zhì)量2%-3%的復(fù)合酶，調(diào)節(jié)酶解體系PH為3.5-4.5，保持酶解體系溫度為40-55°C，酶解1.5-2小時(shí)，后加入占海藻總質(zhì)量1-2%的多糖降解酶，調(diào)整體系PH為5.5-6.5，對(duì)雙海藻多糖進(jìn)行特異性降解，使其分子量由50X 104-60X 104D降解為IOX 104-20X IO4D的活性多糖片段，趁熱經(jīng)離心分離得雙海藻酶解液以及雙海藻渣；
3)海藻肥料的制備
酶解后的雙海藻渣經(jīng)過(guò)烘干造粒后，制備得到雙海藻有機(jī)顆粒肥；離心后的雙海藻酶解液，取分子量為I萬(wàn)-10萬(wàn)道爾頓的雙海藻多糖，進(jìn)行超濾，制備得到雙海藻多糖濃縮液，經(jīng)冷凍干燥后制得雙海藻多糖肥料添加劑。
[0008]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟I)中所述的綠藻為滸苔和/或石莼；所述褐藻為海帶、馬尾藻、 泡葉藻中的至少一種。
[0009]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟I)中凍融均采用_4°C冷室預(yù)冷后，-30°C冷室快速冷凍5-6小時(shí)后，冷凍后，用蒸汽解凍。
[0010]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟2)中所述復(fù)合酶選自纖維素酶、蛋白酶、果膠酶中的一種或幾種，復(fù)合酶的總酶活為3 X 104-8 X 104IU。
[0011]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟3)中烘干溫度保持在80_95°C，經(jīng)剪切造粒，控制顆粒直徑為2_3mm。
[0012]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟3)中超濾后的廢棄液經(jīng)反滲透膜濃縮后制備得到雙海藻全微葉面肥。
[0013]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟I)中所述的新鮮綠藻預(yù)處理的方法為:將剛剛打撈上岸的新鮮綠藻用擠壓脫水打包設(shè)備進(jìn)行擠壓脫水，先脫去20-30%左右的游離水，含水量降至60-70%，體積縮小為原來(lái)的1/4~1/5 ;用剪切機(jī)將綠藻破碎，釋放結(jié)構(gòu)中的游離水，然后進(jìn)行二次擠壓脫水，使含水量降至50%-60%。
[0014]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟I)中的干綠藻和干褐藻的含水量為10%以下，粉碎，過(guò)60目-100目篩得到綠藻粉和褐藻粉。
[0015]本發(fā)明還提供了利用所述的制備方法制得的雙海藻肥料。
[0016]所述雙海藻肥料具體包括利用雙海藻協(xié)同酶解制備的雙藻復(fù)合多糖肥料添加劑；利用雙海藻渣制備的雙海藻有機(jī)顆粒肥；利用雙海藻復(fù)合多糖提取廢棄液制備的雙海藻微量元素葉面肥。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
1、本發(fā)明利用現(xiàn)代生物技術(shù)提取褐藻和綠藻中活性成分用于制備新型海藻肥料。采用反復(fù)凍融法對(duì)海藻進(jìn)行預(yù)處理。經(jīng)過(guò)反復(fù)凍融，海藻細(xì)胞壁被細(xì)胞內(nèi)形成的冰晶刺破，使后續(xù)酶解過(guò)程酶的用量由5-8%降低到2-3%，酶解時(shí)間由3-4小時(shí)降低至1.5-2小時(shí)，有利于有效成分提取率的提聞。[0018]2、本發(fā)明采用雙海藻協(xié)同酶解技術(shù)，進(jìn)行雙海藻活性多糖的提取。即先采用復(fù)合酶對(duì)雙海藻進(jìn)行降解，破壞雙海藻纖維結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁，使海藻多糖釋放，再加入復(fù)合多糖降解酶，對(duì)雙海藻多糖進(jìn)行有針對(duì)性的降解，使其降解為分子量是IOX 104-20X IO4道爾頓的多糖片段。從而使多糖的活性集團(tuán)更多的暴露，提高作用效果。
[0019]3、本發(fā)明采用超濾技術(shù)對(duì)雙海藻酶解液進(jìn)行分離，將活性多糖片段從雙海藻酶解液中濃縮分離出來(lái)，從生產(chǎn)工藝角度，既實(shí)現(xiàn)了活性成分的分離，又實(shí)現(xiàn)了活性多糖的濃縮，改變了傳統(tǒng)的蒸發(fā)濃縮工藝，即節(jié)省能耗又降低了生產(chǎn)成本。
[0020]4、本發(fā)明對(duì)降解提取過(guò)程中產(chǎn)生的雙海藻渣及超濾廢液進(jìn)行了妥善的處理。通過(guò)烘干剪切，實(shí)現(xiàn)了高有機(jī)質(zhì)含量的海藻有機(jī)顆粒肥的制備；通過(guò)對(duì)超濾廢液的反滲透濃縮，生產(chǎn)出富含雙海藻中各種微量元素以及氨基酸、甘露醇等小分子活性物質(zhì)的雙海藻全微葉面肥。實(shí)現(xiàn)了雙海藻中各種營(yíng)養(yǎng)成分的全面利用。
[0021]結(jié)合閱讀本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
[0022]【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0024]實(shí)施例1
本發(fā)明所述雙海藻肥料的制備方法包括以下步驟:
1、海藻預(yù)處理
采用專(zhuān)利“ZL200910313001.0滸苔無(wú)害化處理方法及其設(shè)備”中所述的方法對(duì)新鮮滸苔進(jìn)行處理:將剛剛打撈上岸的新鮮滸苔用擠壓脫水打包設(shè)備進(jìn)行擠壓脫水，脫去20-30%的游離水，含水含量降至60-70%，體積縮小為原來(lái)的1/1/5 ;用剪切機(jī)將滸苔破碎，釋放滸苔管狀結(jié)構(gòu)中的游離水，然后進(jìn)行二次擠壓脫水，使含水量降至50%，備用。
[0025]新鮮海帶浙干水分后，經(jīng)剪切機(jī)剪切為2cm左右的小塊，備用。
[0026]將上述處理的滸苔和海帶，先置于_4°C冷室預(yù)冷2-3小時(shí)后，轉(zhuǎn)入_30°C速凍室冷凍4-5小時(shí)后，取出，置于蒸汽房解凍。重復(fù)2次后，備用。
[0027]2、雙海藻多糖的提取
取上述經(jīng)凍融后的新鮮滸苔和海帶200Kg，投入反應(yīng)釜，加入2200Kg水，加入4Kg復(fù)合酶(復(fù)合酶選自纖維素酶、蛋白酶、果膠酶中的一種或幾種，復(fù)合酶的酶活為3 X 104-8 X IO4IU),調(diào)節(jié)酶解體系PH為4.0，升溫至45°C，攪拌1.5小時(shí)，加入2Kg多糖降解酶，調(diào)整體系PH為6.0，升溫至50°C，繼續(xù)攪拌I小時(shí)，趁熱經(jīng)離心分離得雙海藻酶解液以及雙海藻渣。
[0028]3、雙海藻肥料的制備
雙海藻渣經(jīng)烘干至水分含量60%左右時(shí)，由剪切、造粒后，制備得到雙海藻有機(jī)肥顆粒，繼續(xù)烘干至水分為22%，包裝出成品。經(jīng)檢測(cè)，測(cè)得該雙海藻有機(jī)顆粒肥的指標(biāo)含量如下:`
項(xiàng)巨I氮I磷 I鉀 I有機(jī)質(zhì) I海藻多糖
含量％ |2%|0.06% |3.1% 175% |3.0% _
雙海藻酶解液經(jīng)高效液相色譜測(cè)定，雙海藻多糖在分子量10萬(wàn)-30萬(wàn)之間共出現(xiàn)7個(gè)片段，因此選用分子量為10萬(wàn)的超濾膜進(jìn)行超濾濃縮，最終得到雙海藻多糖提取液。經(jīng)苯酚硫酸法檢測(cè)，雙海藻多糖提取液中的雙藻多糖含量為22.31%。該提取液經(jīng)冷凍干燥，制備得到雙海藻多糖粉狀肥料添加劑，可用于各種海藻肥料的添加。雙海藻多糖粉狀肥料添加劑經(jīng)檢測(cè)結(jié)果如下:
【權(quán)利要求】
1.一種雙海藻肥料的制備方法，其特征在于它包括以下步驟: 1)雙海藻的預(yù)處理:所述雙海藻為綠藻和褐藻， 新鮮綠藻經(jīng)預(yù)處理，擠壓脫水至含水量為50-60%，凍融2-3次；新鮮褐藻浙干表面水分后，剪切為2-3cm小塊，凍融2-3次； 或者，干綠藻和干褐藻粉碎過(guò)篩后，加入5-8倍水，徹底浸潤(rùn)后，凍融2-3次，制得綠藻糊和褐操糊； 2)雙海操多糖的提取: 雙海藻協(xié)同酶解:取所述經(jīng)凍融后的新鮮綠藻和褐藻，或取凍融后的所述綠藻糊和褐藻糊，按照綠藻和褐藻的質(zhì)量比例為1:2-2:1將其投入反應(yīng)釜，加入占海藻質(zhì)量10-15倍的水； 再加入占海藻總質(zhì)量2%-3%的復(fù)合酶，調(diào)節(jié)酶解體系PH為3.5-4.5，保持酶解體系溫度為40-55°C，酶解1.5-2小時(shí)，后加入占海藻總質(zhì)量1-2%的多糖降解酶，調(diào)整體系PH為5.5-6.5，對(duì)雙海藻多糖進(jìn)行特異性降解，使其分子量由50X 104-60X 104D降解為IOX 104-20X IO4D的活性多糖片段，趁熱經(jīng)離心分離得雙海藻酶解液以及雙海藻渣； 3)海藻肥料的制備 酶解后的雙海藻渣經(jīng)過(guò)烘干造粒后，制備得到雙海藻有機(jī)顆粒肥；離心后的雙海藻酶解液，取分子量為I萬(wàn)-10萬(wàn)道爾頓的雙海藻多糖，進(jìn)行超濾，制備得到雙海藻多糖濃縮液，經(jīng)冷凍干燥后制得雙海藻多糖肥料添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙海藻肥料的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中所述的綠藻為滸苔和/或石莼；所述褐藻為海帶、馬尾藻、泡葉藻中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙海藻肥料的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中凍融均采用-4°C冷室預(yù)冷后，_30°C冷室快速冷凍5-6小時(shí)后，冷凍后，用蒸汽解凍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙海藻肥料的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中所述復(fù)合酶選自纖維素酶、蛋白酶、果膠酶中的一種或幾種，復(fù)合酶的總酶活為3X IO4-SX 104IU。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙海藻肥料的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中烘干溫度保持在80-95 °C，經(jīng)剪切造粒，控制顆粒直徑為2-3_。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙海藻肥料的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中超濾后的廢棄液經(jīng)反滲透膜濃縮后制備得到雙海藻全微葉面肥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙海藻肥料的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中所述的新鮮綠藻預(yù)處理的方法為:將剛剛打撈上岸的新鮮綠藻用擠壓脫水打包設(shè)備進(jìn)行擠壓脫水，先脫去20-30%左右的游離水，含水量降至60-70%，體積縮小為原來(lái)的1/1-1/5 ;用剪切機(jī)將綠藻破碎，釋放結(jié)構(gòu)中的游離水，然后進(jìn)行二次擠壓脫水，使含水量降至50%-60%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙海藻肥料的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的干綠藻和干褐藻的含水量為10%以下，粉碎，過(guò)60目-100目篩得到綠藻粉和褐藻粉。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法制得的雙海藻肥料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙海藻肥料，其特征在于，所述雙海藻肥料具體包括利用雙海藻協(xié)同酶解制備的雙藻復(fù)合多糖肥料添加劑；利用雙海藻渣制備的雙海藻有機(jī)顆粒肥；利用雙海藻復(fù)合多糖提取廢棄液制備的雙海藻微量元素葉面肥。
【文檔編號(hào)】C05F11/00GK103771918SQ201410021767
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】單俊偉, 刁紅霞, 王海華, 李海生, 宋海妹, 李秀珍 申請(qǐng)人:青島海大生物集團(tuán)有限公司