一种双海藻肥料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种双海藻肥料及其制备方法，所述制备方法包括绿藻和褐藻的预处理；双海藻多糖的提取：复合酶解后加入多糖降解酶，对双海藻多糖进行特异性降解，使其降解活性多糖片段，趁热经离心分离得双海藻酶解液以及双海藻渣；酶解液经过超滤后制备得到双海藻多糖肥料添加剂，超滤废液经反渗透浓缩后制备得到双海藻全微叶面肥，酶解后的双海藻渣经过烘干造粒后，制备得到双海藻有机颗粒肥。本发明利用现代生物技术提取褐藻和绿藻中活性成分用于制备新型海藻肥料，提高了双海藻中有效成分的提取率，对双海藻多糖有针对性降解，提高作用效果；且全面利用双藻资源，同时制备出双藻多糖肥料添加剂、双海藻有机颗粒肥和双海藻全微叶面肥。
【专利说明】一种双海藻肥料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海藻肥领域，具体涉及一种双海藻肥料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]自20世纪80年代高效海藻肥料工业化生产问世以来，海藻肥以其全面的营养、独特的功效、天然无公害的特性和很高的性价比在全球范围内快速发展，并在很多国家被重点扶植和推广。
[0003]目前市面上的海藻肥多是以褐藻为单一原材料进行生产。褐藻中的海藻酸成分近年被证实是一种天然的土壤调理物质，能够促进土壤团粒结构的形成，改善土壤内部孔隙空间，增加土壤保肥保水保气的能力，迅速恢复土壤的胶质平衡，增加土壤生物活力。海藻肥中的海藻酸叶面喷施还可以降低水的表面张力，在植物表面形成一层薄膜，增大接触面积，促进海藻肥中各种营养物质的吸收。
[0004]浒苔是一种大型经济绿藻，俗称苔条、海苔，为绿藻门石莼目石莼科植物。2008年以来，我国东部沿海大规模爆发浒苔绿藻资源富集，大量聚集的浒苔资源，严重影响了沿海居民的生活以及城市管理。在这种情况下，青岛海大生物集团有限公司根据浒苔的生物学特点，研究开发了一整套浒苔资源规模化处理的方法，成功进行了浒苔资源的收集(授权专利:ZL200910313001.0浒苔无害化处理方法及其设备)。2008年至今，本公司一直致力于浒苔资源的综合利用。其中，以浒苔为原料开发的浒苔海藻肥料，已经获得国家发明专利授权，专利名称:浒苔活性成分的提取技术及浒苔海藻肥的制备方法，专利号:ZL200910014719.X。该发明专利为绿藻在海藻肥中的应用提供了技术支持，目前浒苔海藻肥已经在市场上进行销售。
[0005]实验表明，以海带`和浒苔为代表的褐藻和绿藻应用在海藻肥中各有优势。至今尚未见到两种海藻同时使用生产具有双藻协同效果的海藻肥问市。因此如何将此两种海藻的降解合理搭配，生产出具有协同效果的双藻提取物，用于海藻肥的生产是本发明要面对的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种双海藻肥料及其制备方法，所述双海藻肥以褐藻和绿藻为原料，所述双海藻肥料具体包括利用双海藻协同酶解技术制备的双藻复合多糖肥料添加剂；利用双海藻渣制备的双海藻有机颗粒肥；利用双海藻复合多糖提取废弃液制备的双海藻微量元素肥。
[0007]为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现:
一种双海藻肥料的制备方法，它包括以下步骤:
I)双海藻的预处理:所述双海藻为绿藻和褐藻，
新鲜绿藻经预处理，挤压脱水至含水量为50-60%，冻融2-3次；新鲜褐藻浙干表面水分后，剪切为2-3cm小块，冻融2-3次；或者，干绿藻和干褐藻粉碎过筛后，加入5-8倍水，彻底浸润后，冻融2-3次，制得绿藻糊和褐操糊；
2)双海操多糖的提取:
双海藻协同酶解:取所述经冻融后的新鲜绿藻和褐藻，或取冻融后的所述绿藻糊和褐藻糊，按照绿藻和褐藻的质量比例为1:2-2:1将其投入反应釜，加入占海藻质量10-15倍的水；
再加入占海藻总质量2%-3%的复合酶，调节酶解体系PH为3.5-4.5，保持酶解体系温度为40-55°C，酶解1.5-2小时，后加入占海藻总质量1-2%的多糖降解酶，调整体系PH为5.5-6.5，对双海藻多糖进行特异性降解，使其分子量由50X 104-60X 104D降解为IOX 104-20X IO4D的活性多糖片段，趁热经离心分离得双海藻酶解液以及双海藻渣；
3)海藻肥料的制备
酶解后的双海藻渣经过烘干造粒后，制备得到双海藻有机颗粒肥；离心后的双海藻酶解液，取分子量为I万-10万道尔顿的双海藻多糖，进行超滤，制备得到双海藻多糖浓缩液，经冷冻干燥后制得双海藻多糖肥料添加剂。
[0008]对上述技术方案的进一步改进:所述步骤I)中所述的绿藻为浒苔和/或石莼；所述褐藻为海带、马尾藻、 泡叶藻中的至少一种。
[0009]对上述技术方案的进一步改进:所述步骤I)中冻融均采用_4°C冷室预冷后，-30°C冷室快速冷冻5-6小时后，冷冻后，用蒸汽解冻。
[0010]对上述技术方案的进一步改进:所述步骤2)中所述复合酶选自纤维素酶、蛋白酶、果胶酶中的一种或几种，复合酶的总酶活为3 X 104-8 X 104IU。
[0011]对上述技术方案的进一步改进:所述步骤3)中烘干温度保持在80_95°C，经剪切造粒，控制颗粒直径为2_3mm。
[0012]对上述技术方案的进一步改进:所述步骤3)中超滤后的废弃液经反渗透膜浓缩后制备得到双海藻全微叶面肥。
[0013]对上述技术方案的进一步改进:所述步骤I)中所述的新鲜绿藻预处理的方法为:将刚刚打捞上岸的新鲜绿藻用挤压脱水打包设备进行挤压脱水，先脱去20-30%左右的游离水，含水量降至60-70%，体积缩小为原来的1/4~1/5 ;用剪切机将绿藻破碎，释放结构中的游离水，然后进行二次挤压脱水，使含水量降至50%-60%。
[0014]对上述技术方案的进一步改进:所述步骤I)中的干绿藻和干褐藻的含水量为10%以下，粉碎，过60目-100目筛得到绿藻粉和褐藻粉。
[0015]本发明还提供了利用所述的制备方法制得的双海藻肥料。
[0016]所述双海藻肥料具体包括利用双海藻协同酶解制备的双藻复合多糖肥料添加剂；利用双海藻渣制备的双海藻有机颗粒肥；利用双海藻复合多糖提取废弃液制备的双海藻微量元素叶面肥。
[0017]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:
1、本发明利用现代生物技术提取褐藻和绿藻中活性成分用于制备新型海藻肥料。采用反复冻融法对海藻进行预处理。经过反复冻融，海藻细胞壁被细胞内形成的冰晶刺破，使后续酶解过程酶的用量由5-8%降低到2-3%，酶解时间由3-4小时降低至1.5-2小时，有利于有效成分提取率的提闻。[0018]2、本发明采用双海藻协同酶解技术，进行双海藻活性多糖的提取。即先采用复合酶对双海藻进行降解，破坏双海藻纤维结构细胞壁，使海藻多糖释放，再加入复合多糖降解酶，对双海藻多糖进行有针对性的降解，使其降解为分子量是IOX 104-20X IO4道尔顿的多糖片段。从而使多糖的活性集团更多的暴露，提高作用效果。
[0019]3、本发明采用超滤技术对双海藻酶解液进行分离，将活性多糖片段从双海藻酶解液中浓缩分离出来，从生产工艺角度，既实现了活性成分的分离，又实现了活性多糖的浓缩，改变了传统的蒸发浓缩工艺，即节省能耗又降低了生产成本。
[0020]4、本发明对降解提取过程中产生的双海藻渣及超滤废液进行了妥善的处理。通过烘干剪切，实现了高有机质含量的海藻有机颗粒肥的制备；通过对超滤废液的反渗透浓缩，生产出富含双海藻中各种微量元素以及氨基酸、甘露醇等小分子活性物质的双海藻全微叶面肥。实现了双海藻中各种营养成分的全面利用。
[0021]结合阅读本发明的【具体实施方式】后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
[0022]【具体实施方式】
[0023]下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
[0024]实施例1
本发明所述双海藻肥料的制备方法包括以下步骤:
1、海藻预处理
采用专利“ZL200910313001.0浒苔无害化处理方法及其设备”中所述的方法对新鲜浒苔进行处理:将刚刚打捞上岸的新鲜浒苔用挤压脱水打包设备进行挤压脱水，脱去20-30%的游离水，含水含量降至60-70%，体积缩小为原来的1/1/5 ;用剪切机将浒苔破碎，释放浒苔管状结构中的游离水，然后进行二次挤压脱水，使含水量降至50%，备用。
[0025]新鲜海带浙干水分后，经剪切机剪切为2cm左右的小块，备用。
[0026]将上述处理的浒苔和海带，先置于_4°C冷室预冷2-3小时后，转入_30°C速冻室冷冻4-5小时后，取出，置于蒸汽房解冻。重复2次后，备用。
[0027]2、双海藻多糖的提取
取上述经冻融后的新鲜浒苔和海带200Kg，投入反应釜，加入2200Kg水，加入4Kg复合酶(复合酶选自纤维素酶、蛋白酶、果胶酶中的一种或几种，复合酶的酶活为3 X 104-8 X IO4IU),调节酶解体系PH为4.0，升温至45°C，搅拌1.5小时，加入2Kg多糖降解酶，调整体系PH为6.0，升温至50°C，继续搅拌I小时，趁热经离心分离得双海藻酶解液以及双海藻渣。
[0028]3、双海藻肥料的制备
双海藻渣经烘干至水分含量60%左右时，由剪切、造粒后，制备得到双海藻有机肥颗粒，继续烘干至水分为22%，包装出成品。经检测，测得该双海藻有机颗粒肥的指标含量如下:`
项巨I氮I磷 I钾 I有机质 I海藻多糖
含量％ |2%|0.06% |3.1% 175% |3.0% _
双海藻酶解液经高效液相色谱测定，双海藻多糖在分子量10万-30万之间共出现7个片段，因此选用分子量为10万的超滤膜进行超滤浓缩，最终得到双海藻多糖提取液。经苯酚硫酸法检测，双海藻多糖提取液中的双藻多糖含量为22.31%。该提取液经冷冻干燥，制备得到双海藻多糖粉状肥料添加剂，可用于各种海藻肥料的添加。双海藻多糖粉状肥料添加剂经检测结果如下:
【权利要求】
1.一种双海藻肥料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤: 1)双海藻的预处理:所述双海藻为绿藻和褐藻， 新鲜绿藻经预处理，挤压脱水至含水量为50-60%，冻融2-3次；新鲜褐藻浙干表面水分后，剪切为2-3cm小块，冻融2-3次； 或者，干绿藻和干褐藻粉碎过筛后，加入5-8倍水，彻底浸润后，冻融2-3次，制得绿藻糊和褐操糊； 2)双海操多糖的提取: 双海藻协同酶解:取所述经冻融后的新鲜绿藻和褐藻，或取冻融后的所述绿藻糊和褐藻糊，按照绿藻和褐藻的质量比例为1:2-2:1将其投入反应釜，加入占海藻质量10-15倍的水； 再加入占海藻总质量2%-3%的复合酶，调节酶解体系PH为3.5-4.5，保持酶解体系温度为40-55°C，酶解1.5-2小时，后加入占海藻总质量1-2%的多糖降解酶，调整体系PH为5.5-6.5，对双海藻多糖进行特异性降解，使其分子量由50X 104-60X 104D降解为IOX 104-20X IO4D的活性多糖片段，趁热经离心分离得双海藻酶解液以及双海藻渣； 3)海藻肥料的制备 酶解后的双海藻渣经过烘干造粒后，制备得到双海藻有机颗粒肥；离心后的双海藻酶解液，取分子量为I万-10万道尔顿的双海藻多糖，进行超滤，制备得到双海藻多糖浓缩液，经冷冻干燥后制得双海藻多糖肥料添加剂。
2.根据权利要求1所述的双海藻肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤I)中所述的绿藻为浒苔和/或石莼；所述褐藻为海带、马尾藻、泡叶藻中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的双海藻肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤I)中冻融均采用-4°C冷室预冷后，_30°C冷室快速冷冻5-6小时后，冷冻后，用蒸汽解冻。
4.根据权利要求1所述的双海藻肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所述复合酶选自纤维素酶、蛋白酶、果胶酶中的一种或几种，复合酶的总酶活为3X IO4-SX 104IU。
5.根据权利要求1所述的双海藻肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中烘干温度保持在80-95 °C，经剪切造粒，控制颗粒直径为2-3_。
6.根据权利要求1所述的双海藻肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中超滤后的废弃液经反渗透膜浓缩后制备得到双海藻全微叶面肥。
7.根据权利要求1所述的双海藻肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤I)中所述的新鲜绿藻预处理的方法为:将刚刚打捞上岸的新鲜绿藻用挤压脱水打包设备进行挤压脱水，先脱去20-30%左右的游离水，含水量降至60-70%，体积缩小为原来的1/1-1/5 ;用剪切机将绿藻破碎，释放结构中的游离水，然后进行二次挤压脱水，使含水量降至50%-60%。
8.根据权利要求1所述的双海藻肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤I)中的干绿藻和干褐藻的含水量为10%以下，粉碎，过60目-100目筛得到绿藻粉和褐藻粉。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的双海藻肥料。
10.根据权利要求9所述的双海藻肥料，其特征在于，所述双海藻肥料具体包括利用双海藻协同酶解制备的双藻复合多糖肥料添加剂；利用双海藻渣制备的双海藻有机颗粒肥；利用双海藻复合多糖提取废弃液制备的双海藻微量元素叶面肥。
【文档编号】C05F11/00GK103771918SQ201410021767
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】单俊伟, 刁红霞, 王海华, 李海生, 宋海妹, 李秀珍 申请人:青岛海大生物集团有限公司