本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

海帶，是一種在低溫海水中生長(zhǎng)的大型海生褐藻植物，屬海藻類植物。海帶褐藻綱，海帶科。孢子體大型，褐色，扁平帶狀，最長(zhǎng)可達(dá)20m。生長(zhǎng)于水溫較低的海中。中國(guó)北部沿海及浙江、福建沿海大量栽培，產(chǎn)量居世界第一。富含褐藻膠和碘等礦物質(zhì)元素，可食用及提取碘、褐藻膠、甘露醇等工業(yè)原料。其葉狀體可入藥。海帶具有降血脂、降血糖、調(diào)節(jié)免疫、抗凝血、抗腫瘤、排鉛解毒和抗氧化等多種生物功能，是當(dāng)前人們最常食用的蔬菜之一，海帶被加工成各式各樣的蔬菜。

海帶邊角料是指海帶加工食品等生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的剩余廢、碎料。2015年，我國(guó)海帶產(chǎn)量近150萬(wàn)噸，其中80%海帶用于深加工。加工過(guò)程約有1/5海帶成為邊角料，因此邊角料數(shù)量非常巨大。目前海帶邊角料沒(méi)有得到充分利用。海藻營(yíng)養(yǎng)液中的核心物質(zhì)是純天然海藻（如：海帶、巨藻等）提取物，主要原料選自天然海帶等海藻，經(jīng)過(guò)特殊生化工藝處理，提取海藻中的精華物質(zhì)，極大地保留了天然活性組份，含有大量的非含氮有機(jī)物，有陸生植物無(wú)法比擬的鉀、鈣、鎂、鐵、鋅、碘等40余種礦物質(zhì)元素和豐富的維生素，特別含有海藻中所特有的海藻多糖、藻醞酸、高度不飽和脂肪酸和多種天然植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，如植物生長(zhǎng)素、赤霉素、類細(xì)胞分裂素、多酚化合物及抗生素類物質(zhì)等，具有很高的生物活性，可刺激植物體內(nèi)非特異性活性因子的產(chǎn)生和調(diào)節(jié)內(nèi)源激素的平衡。目前海藻營(yíng)養(yǎng)液已廣泛用于花卉植物。

綠蘿，屬于麒麟葉屬植物，大型常綠藤植物。室內(nèi)養(yǎng)植時(shí)，不管是盆栽或是折幾枝莖稈水培，都可以良好的生長(zhǎng)。既可讓其攀附于用棕扎成的圓柱上，也可培養(yǎng)成懸垂?fàn)钪糜跁?shū)房、窗臺(tái)，抑或直接盆栽擺放，是一種非常適合室內(nèi)種植的優(yōu)美花卉。綠蘿能吸收空氣中的苯、三氯乙烯、甲醛等，據(jù)環(huán)保學(xué)家介紹，剛裝修好的新居多通風(fēng)，然后再擺放幾盆綠蘿，基本上就可以達(dá)到入住標(biāo)準(zhǔn)了，綠蘿能夠吸附新居釋放出的有毒物質(zhì)。此外，研究表明：綠蘿能夠吸附引起霧霾的主要物質(zhì)----二氧化硫、可吸入顆粒物等。目前綠蘿已成為家庭主要觀賞花卉植物之一。營(yíng)養(yǎng)液提供綠蘿生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。綠蘿傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)液是化學(xué)試劑配制而成，存在化學(xué)物質(zhì)難以降解而殘留、易導(dǎo)致室內(nèi)有限居家空間環(huán)境污染、影響居民身體健康、肥力過(guò)短等問(wèn)題。

海帶邊角料是海帶生產(chǎn)加工食品過(guò)程中的剩余廢、碎料，目前沒(méi)有得到充分利用，主要作為廢棄物處理。這既造成了環(huán)境污染問(wèn)題，又導(dǎo)致了海帶資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。而海帶是生產(chǎn)海藻營(yíng)養(yǎng)液的優(yōu)質(zhì)原料。一方面為保護(hù)環(huán)境，解決海帶渣遺棄引起的環(huán)境污染問(wèn)題；另一方面降低海藻營(yíng)養(yǎng)液生產(chǎn)成本；開(kāi)發(fā)海帶邊角料生物催化轉(zhuǎn)化綠蘿營(yíng)養(yǎng)液技術(shù)意義重大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)海帶加工食品過(guò)程中海帶邊角料廢棄造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，海藻營(yíng)養(yǎng)液生產(chǎn)原料成本居高不下等問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種純天然濃縮型綠蘿營(yíng)養(yǎng)液制備方法，通過(guò)建立原料預(yù)處理方法，開(kāi)發(fā)基于低溫超高壓連續(xù)流細(xì)胞破碎、生物酶解和產(chǎn)物降膜蒸發(fā)技術(shù)耦合的海帶生物煉制工藝，制備純天然濃縮型綠蘿營(yíng)養(yǎng)液，實(shí)現(xiàn)海帶加工廢棄物資源化利用，延伸海帶產(chǎn)業(yè)鏈，提高海帶加工技術(shù)水平。該方法海帶渣生物催化轉(zhuǎn)化效率高、所產(chǎn)綠蘿營(yíng)養(yǎng)液質(zhì)量佳、保護(hù)環(huán)境、減少資源浪費(fèi)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明所述的一種純天然濃縮型綠蘿營(yíng)養(yǎng)液制備方法，按以下步驟。

(1)原料預(yù)處理：將海帶邊角料用自來(lái)水洗凈；再用自來(lái)水浸泡24小時(shí)，期間每3小時(shí)換水1次；浸泡后的邊角料用刀切碎，碎海帶經(jīng)膠體磨粉碎。

(2)粉碎后海帶碎末與蒸餾水以體積比1:5~20混勻，懸浮液經(jīng)低溫超高壓連續(xù)流細(xì)胞破碎儀處理；破碎儀工作條件：壓力50~150兆帕，連續(xù)流2.1升/小時(shí)，破碎溫度5℃。

(3)第一步酶解反應(yīng)：海帶勻漿按酶濃度500~20000毫克/升添加酶，調(diào)節(jié)ph至4.5~6.5，攪拌轉(zhuǎn)速100~200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌5~15分鐘后，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)整為50~150轉(zhuǎn)/分鐘，整個(gè)酶生物催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程3小時(shí)，溫度控制在45~65℃。

(4)第二步酶解反應(yīng)：將步驟(3)中酶解產(chǎn)物經(jīng)80~110℃處理5~30分鐘后，按酶濃度500~10000毫克/升添加酶，調(diào)節(jié)ph至5.0~7.0，100~200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5~15分鐘后，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)整為50~150轉(zhuǎn)/分鐘，整個(gè)酶生物催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程3小時(shí)，溫度控制在50~70℃，反應(yīng)結(jié)束后酶解液經(jīng)80~110℃處理5~30分鐘。

(5)步驟(4)得到的酶解液經(jīng)降膜蒸發(fā)技術(shù)進(jìn)行濃縮，蒸發(fā)量20~100升/小時(shí)，溫度50~70℃，壓力0.08~0.30兆帕，濃縮比1.3~1.8。

本發(fā)明步驟(3)中所述的酶為纖維素酶和β-葡萄糖苷酶，以質(zhì)量比1~5:1混合。

本發(fā)明步驟(4)中所述的酶為中性蛋白酶和堿性蛋白酶，以質(zhì)量比1~3:1混合。

本發(fā)明步驟(3)中所述第一步酶解反應(yīng)，主要將海藻多糖轉(zhuǎn)化成綠蘿利用效率高的單糖、雙糖、寡糖等低聚糖。

本發(fā)明步驟(4)中所述第二步酶解反應(yīng)，主要是為了將海帶蛋白質(zhì)催化轉(zhuǎn)化成氨基酸、多肽等產(chǎn)物。

本發(fā)明建立一種純天然濃縮型綠蘿營(yíng)養(yǎng)液制備方法，開(kāi)發(fā)基于低溫超高壓連續(xù)流細(xì)胞破碎、生物酶解和產(chǎn)物降膜蒸發(fā)技術(shù)耦合的海帶生物煉制工藝，制備純天然濃縮型綠蘿營(yíng)養(yǎng)液，實(shí)現(xiàn)海帶加工廢棄物資源化利用，延伸海帶產(chǎn)業(yè)鏈，該方法提高海帶生物催化轉(zhuǎn)化效率，達(dá)到海帶邊角料資源化利用且保護(hù)環(huán)境的目的，同時(shí)降低海藻營(yíng)養(yǎng)液生產(chǎn)成本，整個(gè)過(guò)程嚴(yán)格控制溫度，大大減少高溫破壞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，獲得濃縮型綠蘿營(yíng)養(yǎng)液，是一種實(shí)用性很強(qiáng)且滿足工業(yè)化需求的新方法。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明將通過(guò)以下實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。

以下實(shí)施例所用到的海帶邊角料購(gòu)自廈門(mén)沃豐食品有限公司。

以下實(shí)施例所用的纖維素酶、β-葡萄糖苷酶、中性蛋白酶和堿性蛋白酶購(gòu)自sigma-aldrich公司。

實(shí)施例1。

將海帶邊角料用自來(lái)水洗凈；再用自來(lái)水浸泡24小時(shí)，期間每3小時(shí)換水1次；浸泡后的邊角料用刀切碎，碎海帶經(jīng)膠體磨粉碎。粉碎后海帶碎末與蒸餾水以體積比1:5混勻，懸浮液經(jīng)低溫超高壓連續(xù)流細(xì)胞破碎儀處理；破碎儀工作條件：壓力50兆帕，連續(xù)流2.1升/小時(shí)，破碎溫度5℃。海帶勻漿按酶濃度500毫克/升添加纖維素酶和β-葡萄糖苷酶，纖維素酶和β-葡萄糖苷酶以質(zhì)量比1:1添加，調(diào)節(jié)ph至4.5，攪拌轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌5分鐘后，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)整為50轉(zhuǎn)/分鐘，整個(gè)酶生物催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程3小時(shí)，溫度控制在45℃。酶解產(chǎn)物經(jīng)80℃處理5分鐘后，按酶濃度500毫克/升添加中性蛋白酶和堿性蛋白酶，中性蛋白酶和堿性蛋白酶以質(zhì)量比1:1添加，調(diào)節(jié)ph至5.0，攪拌轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5分鐘后，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)整為50轉(zhuǎn)/分鐘，整個(gè)酶生物催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程3小時(shí)，溫度控制在50℃，反應(yīng)結(jié)束后酶解液經(jīng)80℃處理5分鐘。得到的酶解液經(jīng)降膜蒸發(fā)技術(shù)進(jìn)行濃縮，蒸發(fā)量20升/小時(shí)，溫度50℃，壓力0.08兆帕，濃縮比1.3。

實(shí)施例2。

將海帶邊角料用自來(lái)水洗凈；再用自來(lái)水浸泡24小時(shí)，期間每3小時(shí)換水1次；浸泡后的邊角料用刀切碎，碎海帶經(jīng)膠體磨粉碎。粉碎后海帶碎末與蒸餾水以體積比1:20混勻，懸浮液經(jīng)低溫超高壓連續(xù)流細(xì)胞破碎儀處理；破碎儀工作條件：壓力150兆帕，連續(xù)流2.1升/小時(shí)，破碎溫度5℃。海帶勻漿按酶濃度500毫克/升添加纖維素酶和β-葡萄糖苷酶，纖維素酶和β-葡萄糖苷酶以質(zhì)量比5:1添加，調(diào)節(jié)ph至6.5，攪拌轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌15分鐘后，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)整為150轉(zhuǎn)/分鐘，整個(gè)酶生物催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程3小時(shí)，溫度控制在65℃。酶解產(chǎn)物經(jīng)110℃處理30分鐘后，按酶濃度10000毫克/升添加中性蛋白酶和堿性蛋白酶，中性蛋白酶和堿性蛋白酶以質(zhì)量比3:1添加，調(diào)節(jié)ph至7.0，攪拌轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌15分鐘后，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)整為150轉(zhuǎn)/分鐘，整個(gè)酶生物催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程3小時(shí)，溫度控制在70℃，反應(yīng)結(jié)束后酶解液經(jīng)110℃處理30分鐘。酶解液再經(jīng)降膜蒸發(fā)技術(shù)進(jìn)行濃縮，蒸發(fā)量100升/小時(shí)，溫度70℃，壓力0.30兆帕，濃縮比1.8。

實(shí)施例3。

將海帶邊角料用自來(lái)水洗凈；再用自來(lái)水浸泡24小時(shí)，期間每3小時(shí)換水1次；浸泡后的邊角料用刀切碎，碎海帶經(jīng)膠體磨粉碎。粉碎后海帶碎末與蒸餾水以體積比1:10混勻，懸浮液經(jīng)低溫超高壓連續(xù)流細(xì)胞破碎儀處理；破碎儀工作條件：壓力100兆帕，連續(xù)流2.1升/小時(shí)，破碎溫度5℃。海帶勻漿按酶濃度10000毫克/升添加纖維素酶和β-葡萄糖苷酶，纖維素酶和β-葡萄糖苷酶以質(zhì)量比3:1添加，調(diào)節(jié)ph至5.5，攪拌轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌10分鐘后，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)整為100轉(zhuǎn)/分鐘，整個(gè)酶生物催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程3小時(shí)，溫度控制在55℃。酶解產(chǎn)物經(jīng)95℃處理15分鐘后，按酶濃度5000毫克/升添加中性蛋白酶和堿性蛋白酶，中性蛋白酶和堿性蛋白酶以質(zhì)量比2:1添加，調(diào)節(jié)ph至6.0，攪拌轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分鐘攪拌10分鐘后，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)整為100轉(zhuǎn)/分鐘，整個(gè)酶生物催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程3小時(shí)，溫度控制在60℃，反應(yīng)結(jié)束后酶解液經(jīng)95℃處理15分鐘。酶解液再經(jīng)降膜蒸發(fā)技術(shù)進(jìn)行濃縮，蒸發(fā)量60升/小時(shí)，溫度60℃，壓力0.15兆帕，濃縮比1.5。

對(duì)比例1。

將海帶邊角料用自來(lái)水洗凈與蒸餾水以體積比1:5混勻，調(diào)節(jié)海帶懸浮液ph至4.5，攪拌轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌5分鐘后，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)整為50轉(zhuǎn)/分鐘，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程3小時(shí)，溫度控制在45℃。產(chǎn)物經(jīng)80℃處理5分鐘后，調(diào)節(jié)ph至5.0，攪拌轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5分鐘后，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)整為50轉(zhuǎn)/分鐘，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程3小時(shí)，溫度控制在50℃，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)80℃處理5分鐘。

對(duì)比例2。

市售花卉植物普通營(yíng)養(yǎng)液。

以上實(shí)施例1-3和對(duì)比例1和2的應(yīng)用效果如下。

盆栽肥效試驗(yàn)。

供試品種：青葉綠蘿、黃葉綠蘿、花葉綠蘿、星點(diǎn)藤。

試驗(yàn)分別于2015年和2016年進(jìn)行，本試驗(yàn)以進(jìn)口草炭、珍珠巖為栽培基質(zhì)，在塑料盆中開(kāi)展綠蘿無(wú)土栽培噴施不同營(yíng)養(yǎng)液肥效試驗(yàn)。共試驗(yàn)4個(gè)綠蘿品種，選用相對(duì)一致的綠蘿幼苗，毎盆種植綠蘿4株，每個(gè)營(yíng)養(yǎng)液處理栽種20盆綠蘿，每處理重復(fù)3次，隨機(jī)排列綠蘿盆子。將盆栽置于溫室中，控制溫度25±2℃，相對(duì)濕度60-80%，光照強(qiáng)度1000-5000勒克斯。實(shí)施例1-3和對(duì)比例1中營(yíng)養(yǎng)液與水按照1:100混勻后，毎15天噴施1次，對(duì)比例2中營(yíng)養(yǎng)液按照說(shuō)明書(shū)稀釋及噴施。觀察植株的生長(zhǎng)情況。

為了考察不同營(yíng)養(yǎng)液肥效差異，通過(guò)觀測(cè)栽種4個(gè)月后植株的株高、葉片數(shù)、最大葉面積等評(píng)價(jià)不同營(yíng)養(yǎng)液的肥效。

表1營(yíng)養(yǎng)液處理綠蘿效果

從表1試驗(yàn)結(jié)果可以看出，不同品種間本身存在差異。不同營(yíng)養(yǎng)液處理對(duì)不同品種綠蘿有明顯作用，株高、葉片數(shù)和最大葉面積與綠蘿長(zhǎng)勢(shì)正相關(guān)。實(shí)施例3制備得到的營(yíng)養(yǎng)液施用后株高最高、葉片數(shù)最多、最大葉面積最大。實(shí)施例1-3制備得到的營(yíng)養(yǎng)液施用后株高、葉片數(shù)、最大葉面積分別較對(duì)比例1和2大幅提高。從試驗(yàn)結(jié)果中可以得出，本發(fā)明綠蘿營(yíng)養(yǎng)液能有效促進(jìn)綠蘿生長(zhǎng)。