一种从海藻中提取肥料用活性物质的方法
【专利摘要】本发明涉及一种从海藻中提取肥料用活性物质的方法，属于生物科技领域。海藻干粉经匀质、醇提、水提、冷碱液提取、纤维素-蛋白复合酶酶解、超滤膜分离等工艺，可提取出海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等有效成分，为生产海藻生物肥打下了基础。本发明的关键技术是复合酶的应用及酶解条件的确定。发明人选用纤维素酶和蛋白酶分段进行生化反应。该发明使海藻细胞内多糖类、海藻酸等物质得以析出，并保持活性。经酶解后的提取物，通过超滤膜分离，可剔除出分子量超过800万的物质，使营养成分得到浓缩，活性物质更容易被植物吸收。利用复合酶解萃取和超滤膜分离技术，优化了海藻活性成分的提取工艺，此提取工艺为发明人首创。
【专利说明】一种从海藻中提取肥料用活性物质的方法
【技术领域】
:
[0001]一种从海藻中提取肥料用活性物质的方法，属于生物科技领域。为了从海藻中提取生产海藻肥料用的活性成分。我们用纤维素酶和蛋白酶，采用生物化学反应萃取技术，分解海藻细胞壁，提取出海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等有效成分，并通过微米级膜分离技术分离出分子量超过800万的超高分子物质，使肥料营养元素更容易被植物吸收。复合酶技术可保证生化反应条件温和，可避免多糖、螯合元素的分解，确保活性物质的活性。
【背景技术】
:
[0002]海藻中可利用营养成分有60多种，其中干物质中海藻多糖、海藻酸、螯合微量元素、氨基酸等占干物质总量的20%-40%,海藻多糖等物质包含于海藻细胞壁内，如直接使用不能被植物吸收，起不到肥料的营养效果。欲充分利用海藻中的营养物质，必须对海藻进行精致提取。
[0003]海藻生物活性成分提取工艺复杂，不易掌握。海藻活性物质提取法主要有化学提取法、物理提取法和生物酶提取法。化学提取法工艺简单，主要是用强酸强碱加热，使海藻细胞破壁，提取现今国内海藻肥生产企业多采用此种方法，但用该方法提取活性物质时，强酸或强碱对多糖、螯合态元素破坏较大，且提取的海藻酸容易产生沉淀，影响肥料使用效果。物理提取法主要是超声提取法和超临界提取法，该方法设备要求高，技术复杂，现今只适合于实验室研究，不适于企业研究及推广。
[0004]本发明人利用复合酶解萃取技术和超滤膜分离技术，优化了海藻活性成分的提取工艺，提高了海藻提取物的养分含量和活性，提高了产品质量。
【发明内容】
:
[0005]海藻干粉(主要是浒苔、江蓠、马尾藻、海带等藻类干物质)经超微粉碎机剪切匀质、醇提、水提、冷碱液提取、纤维素-蛋白复合酶酶解、超滤膜分离等工艺，可提取出海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等有效成分。该方法有效的提取了生产肥料用的活性物质，进而为生产高效海藻生物水溶把打下了基础。
[0006]本发明的关键技术是复合酶的应用，及酶解条件的确定。本发明人选用纤维素酶和蛋白酶分段进行生物化学反应，探索出了酶的加入量在0.1% -1.5%之间，酶解温度控制在451:-651:、?!1值在4.5-5.5 ;第一步酶解只加入纤维素，促进海藻的细胞壁初步水解，第二步，加入蛋白酶及少量纤维素酶，主要用水解膜蛋白将海藻膜结构破坏，从而使海藻细胞内多糖类、海藻酸、螯合微量元素物质得以析出。
[0007]经酶解后的提取物，通过微米级超滤膜分离技术，分离出分子量超过800万的超高分子物质，使多糖、海藻酸、螯合微量元素得到浓缩，使提取出的活性物质更容易被植物吸收。
【专利附图】
【附图说明】
:
[0008]图1从海藻中提取肥料用活性物质工艺流程图。
【具体实施方式】
:
[0009]选取天然无污染的海藻(主要是浒苔、江蓠、马尾藻、海带等藻类干物质)，经除杂晾晒后，研磨成干粉，以利于保存。提取时，将干粉浸于pH接近中性的水中，经超微粉碎机剪切匀质后，经醇提、水提、冷碱液提取、纤维素-蛋白复合酶酶解、超滤膜分离等步骤，可提取出海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等有效成分，可用来加工海藻肥料。该发明反应条件温和，避免了热的强酸碱对海藻营养物质的破坏。
[0010]从海藻中提取肥料用活性物质实施例一:
[0011]第一步:海藻干粉与pH接近中性的水按1: 20至1: 10的比例调匀后，进入超微粉碎机剪切匀质。
[0012]第二步:匀质后的样品经减压回流，温度控制在50°C -70°C，进行水提；水提后浓缩提取液至原体积的2096以下。初提物置于40倍11%的碱溶液中，在2-6°C范围内提取10小时，用醋酸调节到pH值约7.0，提取完成后离心，收集滤液，滤液中含有分子量小的海藻多糖，经减压蒸馏除盐可得活性物质。滤饼进入下一步处理。
[0013]第三步:滤饼1: 10在水中匀质后，投入生化反应罐进行酶解反应。本发明选用纤维素酶和蛋白酶分段进行生物化学反应，酶的加入量在0.1% -1.5%之间，酶解温度控制在45°C -65°C、pH值在4.5-5.5。首先酶解只加入占滤饼总量0.4%纤维素酶，促进海藻的细胞壁初步水解，反应4小时后，再加入占滤饼总量0.3 %的蛋白酶，利用用水解膜蛋白将海藻膜结构破坏，使海藻细胞内多糖类、海藻酸、螯合微量元素物质得以析出。
[0014]第四步:经酶解后的提取物，通过超滤膜分离技术，分离剔除分子量超过600万的超高分子物质，使多糖、海藻酸、螯合微量元素得到浓缩，浓缩液经减压常温干燥，可得海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等肥料用活性物质，活性物质总收率可达20.7%。
[0015]从海藻中提取肥料用活性物质实施例二:
[0016]第一步:海藻干粉与pH接近中性的水按1: 20至1: 10的比例调匀后，进入超微粉碎机剪切匀质。
[0017]第二步:匀质后的样品经减压浓缩，体积缩为原来10%，加入9倍体积的乙醇，回流3小时，过滤，收集滤液，滤液加压浓缩至膏状，得绿藻初提物。初提物置于40倍11 %的碱溶液中，在2-6°C范围内提取10小时，用醋酸调节到pH值约7.0，提取完成后离心，收集滤液，滤液中含有分子量小的海藻多糖，经减压蒸馏除盐可得活性物质。滤饼进入下一步处理。
[0018]第三步:滤饼1: 10在水中匀质后，投入生化反应罐进行酶解反应。酶的加入量在0.1% -1.5%之间，酶解温度控制在45°C -65°C、pH值在4.5-5.5。首先加入占滤饼总量
0.3%纤维素酶，促进海藻的细胞壁初步水解，反应4小时后，加入占滤饼总量0.3%的蛋白酶及0.1%纤维素酶，利用用水解膜蛋白将海藻膜结构破坏，使海藻细胞内多糖类、海藻酸、螯合微量元素物质得以析出。
[0019]第四步:经酶解后的提取物，通过超滤膜分离技术，分离剔除分子量超过600万的超高分子物质，使多糖、海藻酸、螯合微量元素得到浓缩，浓缩液经减压常温干燥，可得海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等肥料用活性物质。活性物质总收率可达23.8%。
【权利要求】
1.一种从海藻中提取肥料用活性物质的方法。 该方法包括:海藻干粉(主要是浒苔、江蓠、马尾藻、海带等藻类干物质)经超微粉碎机剪切匀质、醇提、水提、冷碱液提取、纤维素-蛋白复合酶酶解、超滤膜分离等工艺，来提取出海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等有效成分。 本发明关键技术是复合酶的应用，及酶解条件的确定。本发明人选用纤维素酶和蛋白酶分段进行生物化学反应，探索出了酶的加入量在0.1% -1.59%之间，酶解温度控制在450C _65°C、pH值在4.5-5.5 ;第一步酶解只加入纤维素，促进海藻的细胞壁初步水解，第二步，加入蛋白酶及少量纤维素酶，主要用水解膜蛋白将海藻膜结构破坏，从而使海藻细胞内多糖类、海藻酸、螯合微量元素物质得以析出。
2.根据权利要求1工艺方法生产海藻活性物质，可获得海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等多种活性物质。
3.用本发明方法提取的海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等多种活性物质，可用做海藻肥料生产。
【文档编号】C05F11/00GK104177136SQ201310188701
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月21日 优先权日:2013年5月21日
【发明者】徐波勇, 方文胜, 王磊磊, 安山, 舒新军, 范飞飞, 张盼盼, 张春义 申请人:徐波勇, 方文胜, 王磊磊