一种采用次果联合酶法制得的含酶、氨基酸的芳香型液体肥料及其制备方法与流程

文档序号:13012944阅读:140来源:国知局
技术领域
本发明涉及肥料领域,具体而言,涉及一种采用次果联合酶法制得的含酶、氨基酸
的芳香型液体肥料及其制备方法。


背景技术:

氨基酸是组成蛋白质的基本单位,具有极其重要的生理功能,与人类生活和健康
密切相关,其被广泛应用于植物种植的肥料中。含有氨基酸类物质的肥料,有易于被作物吸
收的特点;亦有提高施肥对象抗病性,改善施肥作物品质的功能。补充植物必需的氨基酸,
可刺激和调节植物快速生长,促使植物生长健壮,促进对营养物质的吸收。增强植物的代谢
功能,提高光合作用,促进植物根系发达,加快植物生长繁殖。
生产氨基酸肥料的常用方式是水解蛋白质,蛋白质的水解方法一般包括酸碱化学
法和酶解法。酸碱化学法是利用蛋白质在不同pH下溶解度不同水解动物蛋白:先在极端条
件下使绝大部分蛋白质水解,用以去掉不溶解物;再将pH调至蛋白质的等电点,使氨基酸沉
淀回收。酸碱化学法以其操作简单、成本低、蛋白质收率高等特点成为早期水解蛋白质的主
要手段,但酸碱化学法水解蛋白质存在许多缺陷,如:环境污染大;水解产物成分复杂,盐分
过高,使用范围受到很大限制,不适合应用于肥料;难以控制反应进程,不能实现目标产物
的定位水解。综合考虑,近几年已经很少采用酸碱化学法水解蛋白质,取而代之的是酶解法
水解蛋白质。
酶解法利用蛋白酶在温和条件下水解食物类蛋白,不会造成大的环境污染,可实
现目标产物的定位水解,易于实现水解进程的控制。但是,目前酶解法得到的肥料中氨基酸
的含量仍不高,种类不多,无法适应植物的氨基酸养分需求。


技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种采用次果联合酶法制得的含酶、氨基酸的芳香型液体
肥料的制备方法,有利于提高肥料中的氨基酸含量。
本发明的另一目的在于提供一种采用次果联合酶法制得的含酶、氨基酸的芳香型
液体肥料,该液体肥料中含有18种氨基酸成分,氨基酸的含量高、种类多,可满足植物的氨
基酸养分需求。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种采用次果联合酶法制得的含酶、氨基酸的芳香型液体肥料的制备
方法,其包括:
粉碎步骤:将次果进行粗粉碎,再加水浸泡,加入蛋白酶,再进行细粉碎,得到悬浊
液;
酶解步骤:在悬浊液中加水,并调节pH至7,再加入肽酶进行水解,得到酶解液;
杀菌步骤:对酶解液进行吸附脱色、除菌处理,得到无色、透明的氨基酸原液;以及
螯合步骤:在氨基酸原液中加入增香活化剂、生物酶和添加元素,经螯合作用,得
到含酶、氨基酸的芳香型液体肥料。
进一步地,上述粉碎步骤包括:
将粗粉碎后的次果过40-80目筛,得到次果果浆;
在次果果浆中加入水浸泡5-20h,加入水与次果果浆的重量比为1-5∶1,得到次果
浆液;
在次果浆液中加入蛋白酶,蛋白酶的酶活性为10-20u/g,并采用转速为400-
600rpm的球磨机粉碎3-5h,得到悬浊液。
进一步地,上述酶解步骤包括:
在悬浊液中加水至干物浓度为100-200g/l,得到稀释溶液;
使用2%氢氧化钠和1%盐酸调整稀释溶液pH至7.0,得到中性溶液;
在中性溶液中加入肽酶,肽酶的酶活性为50-80u/g,在温度37-50℃、pH7.0的条件
下水解5-14h,得到酶解液。
进一步地,在杀菌步骤中,采用活性炭对酶解液进行吸附脱色处理,活性炭的使用
量为酶解液重量的15-30%,吸附脱色时间为1-2d;采用钴-60照射灭菌或高温高压灭菌对
经脱色处理的酶解液进行除菌处理。
进一步地,上述增香活化剂的添加量为氨基酸原液重量的0.05%-15%。
进一步地,上述增香活化剂包括乙酸苏合香酯、乙酸苄酯、乙酸烯丙酯、香茅醛、辛
醛、十醛中的至少一种。
进一步地,上述生物酶的添加量为0.1-100mg/L。
进一步地,上述生物酶包括吲哚乙酸氧化酶、过氧化物酶、β-葡萄糖苷酶中的至少
一种。
进一步地,上述添加元素来自于第一肥料、第二肥料和第三肥料,第一肥料中的
氮、磷、钾总量为20-55%,第二肥料中的钙、镁、硫总量为15-32%,第三肥料中的钼、铁、锌、
硼、锰、铜总量为2-15%。
一种含酶、氨基酸的芳香型液体肥料,采用上述制备含酶、氨基酸的芳香型液体肥
料的方法制成。
本发明实施例的采用次果联合酶法制得的含酶、氨基酸的芳香型液体肥料及其制
备方法的有益效果是:
本发明以次果为原料,采用分次酶解法制成氨基酸原液,将氨基酸原液经脱色、除
菌后,按配比加入增香活化剂、生物酶,及各种添加元素制得产品。该方法采用分次酶解法,
提高肥料中的氨基酸含量;制得的含酶、氨基酸的芳香型液体肥料中含有18种氨基酸成分,
氨基酸的含量高、种类多,可满足植物的氨基酸养分需求。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中
的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建
议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产
品。
下面对本发明实施例的化合物和化合物的制作工艺进行具体说明。
一种采用次果联合酶法制得的含酶、氨基酸的芳香型液体肥料的制备方法,其包
括:
S1粉碎步骤:将次果进行粗粉碎,再加水浸泡,加入蛋白酶,再进行细粉碎,得到悬
浊液。
粉碎步骤包括:
将粗粉碎后的次果过40-80目筛,得到次果果浆;
在次果果浆中加入冷水或低温水(常温水)浸泡5-20h,加入水与次果果浆的重量
比为1-5∶1,得到次果浆液;
在次果浆液中加入蛋白酶,蛋白酶用于对次果浆液中的植物蛋白质进行初步水
解,蛋白酶的酶活性为10-20u/g(即在特定条件下,1分钟内转化1微摩尔次果(底物),或者
次果(底物)中1微摩尔有关基团所需的酶量为10-20g),并采用转速为400-600rpm的球磨机
粉碎3-5h,经过第一次水解,得到悬浊液。
S2酶解步骤:在悬浊液中加水,并调节pH至7,再加入肽酶进行水解,肽酶用于对悬
浊液进行完全水解,得到酶解液。
酶解步骤包括:
在悬浊液中加水至干物浓度为100-200g/l,得到稀释溶液;
使用2%氢氧化钠和1%盐酸调整稀释溶液pH至7.0,得到中性溶液;
在中性溶液中加入肽酶,肽酶的酶活性为50-80u/g(即在特定条件下,1分钟内转
化1微摩尔底物,或者底物中1微摩尔有关基团所需的酶量为50-80g),在温度37-50℃、
pH7.0的条件下经过第二次水解5-14h,得到酶解液。分次水解能够增大水解效率,提高产品
中的氨基酸含量。
S3杀菌步骤:对酶解液进行吸附脱色、除菌处理,得到无色、透明的氨基酸原液,氨
基酸原液中的氨基酸含量为20%-60%,含水量为30-35%。
优选地,采用活性炭对酶解液进行吸附脱色、除味处理,活性炭的使用量为酶解液
重量的15-30%,吸附脱色时间为1-2d;采用钴-60照射灭菌或高温高压灭菌对经脱色处理
的酶解液进行除菌处理。
S4螯合步骤:在氨基酸原液中加入增香活化剂、生物酶和添加元素,经螯合作用,
得到含酶、氨基酸的芳香型液体肥料。
优选地,增香活化剂的添加量为氨基酸原液重量的0.05%-15%。增香活化剂包括
乙酸苏合香酯、乙酸苄酯、乙酸烯丙酯、香茅醛、辛醛、十醛中的至少一种。增香活化剂用于
增加液体肥料的芳香感,并且增加液体肥料中氨基酸的活性。
优选地,生物酶的添加量为0.1-100mg/L。生物酶包括吲哚乙酸氧化酶、过氧化物
酶、β-葡萄糖苷酶中的至少一种。生物酶用于增加液体肥料的生物活性。
优选地,添加元素来自于第一肥料、第二肥料和第三肥料,第一肥料中的氮、磷、钾
总量为20-55%,第二肥料中的钙、镁、硫总量为15-32%,第三肥料中的钼、铁、锌、硼、锰、铜
总量为2-15%。添加元素能增加液体肥料中植物必需的矿质元素的含量,增加肥效。
一种含酶、氨基酸的芳香型液体肥料,采用上述制备含酶、氨基酸的芳香型液体肥
料的方法制成。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
实施例1提供一种含酶、氨基酸的芳香型液体肥料,按以下过程制备:
将500公斤苹果经粉碎、过40目筛,得到次果果浆;在次果果浆中加入2500公斤水
浸泡5-20h(加入水与苹果的重量比为5∶1),得到次果浆液待用;在次果浆液中加入蛋白酶
10u/g,并采用转速为400rpm的球磨机粉碎3h,得到超细粉体悬浊液。
在悬浊液中加水至干物浓度为100g/l,得到稀释溶液;使用2%氢氧化钠和1%盐
酸调整稀释溶液pH至7.0,得到中性溶液;在中性溶液中加入肽酶50u/g(共25000000u),在
温度37℃、pH7.0的条件下水解5h,得到酶解液。
采用75公斤活性炭对酶解液进行吸附脱色、除味处理(活性炭的使用量为苹果重
量的15%),吸附脱色时间为1d(24h);过滤,将滤液直接经钴-60照射灭菌,即得无色、透明
的氨基酸原液,氨基酸原液中的氨基酸含量为38%。
在氨基酸原液中加入10%的乙酸苏合香酯;在氨基酸原液中加入1mg/L的吲哚乙
酸氧化酶;在氨基酸原液中加入大量元素氮、磷、钾总量为30%的第一肥料,中量元素钙、
镁、硫总量为20%的第二肥料和微量元素钼、铁、锌、硼、锰、铜总量为6%的第三肥料,经螯
合作用,即制得含酶、氨基酸的芳香型液体肥料。
实施例2
实施例2提供一种含酶、氨基酸的芳香型液体肥料,按以下过程制备:
将100公斤苹果经粉碎、过50目筛,得到次果果浆;在次果果浆中加入300公斤水浸
泡10h(加入水与苹果的重量比为3∶1),得到次果浆液待用;在次果浆液中加入蛋白酶15u/g
(共1500000u),并采用转速为500rpm的球磨机粉碎4h,得到超细粉体悬浊液。
在悬浊液中加水至干物浓度为150g/l,得到稀释溶液;使用2%氢氧化钠和1%盐
酸调整稀释溶液pH至7.0,得到中性溶液;在中性溶液中加入肽酶60u/g(共6000000u),在温
度38℃、pH7.0的条件下水解8h,得到酶解液。
采用20公斤活性炭对酶解液进行吸附脱色、除味处理(活性炭的使用量为苹果重
量的20%),吸附脱色时间为36h;过滤,将滤液直接经钴-60照射灭菌后,即得无色、透明的
氨基酸原液,氨基酸原液中的氨基酸含量为48.2%。
在氨基酸原液中加入1%的乙酸苄酯;在氨基酸原液中加入0.5mg/L的过氧化物
酶;在氨基酸原液中加入大量元素氮、磷、钾总量为40%的第一肥料和中量元素钙、镁、硫总
量为28%的第二肥料和微量元素钼、铁、锌、硼、锰、铜总量为9%的第三肥料,经螯合作用,
得到含酶、氨基酸的芳香型液体肥料。
实施例3
实施例3提供一种含酶、氨基酸的芳香型液体肥料,按以下过程制备:
将300公斤苹果经粉碎、过60目筛,得到次果果浆;在次果果浆中加入600公斤水浸
泡20h(加入水与苹果的重量比为2∶1),得到次果浆液待用;在次果浆液中加入蛋白酶20u/g
(共6000000u),并采用转速为600rpm的球磨机粉碎5h,得到超细粉体悬浊液。
在悬浊液中加水至干物浓度为200g/l,得到稀释溶液;使用2%氢氧化钠和1%盐
酸调整稀释溶液pH至7.0,得到中性溶液;在中性溶液中加入肽酶80u/g(共24000000u),在
温度37-50℃、pH7.0的条件下水解10h,得到酶解液。
采用90公斤活性炭对酶解液进行吸附脱色、除味处理(活性炭的使用量为苹果重
量的30%),保温80℃,吸附脱色时间为2d(48h);过滤,将滤液直接经高温高压灭菌后,即得
无色、透明的氨基酸原液,氨基酸原液中的氨基酸含量为51.8%。
在氨基酸原液中加入0.5%的香茅醛;在氨基酸原液中加入0.3mg/L的β-葡萄糖苷
酶;在氨基酸原液中加入大量元素氮、磷、钾总量为52%的第一肥料和中量元素钙、镁、硫总
量为32%的第二肥料和微量元素钼、铁、锌、硼、锰、铜总量为15%的第三肥料,经螯合作用,
得到含酶、氨基酸的芳香型液体肥料。
实施例4
实施例4提供一种含酶、氨基酸的芳香型液体肥料,按以下过程制备:
将100公斤苹果经粉碎、过80目筛,得到次果果浆;在次果果浆中加入100公斤水浸
泡20h(加入水与苹果的重量比为1∶1),得到次果浆液待用;在次果浆液中加入蛋白酶20u/g
(共2000000u),并采用转速为600rpm的球磨机粉碎5h,得到超细粉体悬浊液。
在悬浊液中加水至干物浓度为100g/l,得到稀释溶液;使用2%氢氧化钠和1%盐
酸调整稀释溶液pH至7.0,得到中性溶液;在中性溶液中加入肽酶60u/g(共6000000u),在温
度42℃、pH7.0的条件下水解14h,得到酶解液。
采用15公斤活性炭对酶解液进行吸附脱色、除味处理(活性炭的使用量为苹果重
量的15%),吸附脱色时间为48h;过滤,将滤液直接经高温高压灭菌后,即得无色、透明的氨
基酸原液,氨基酸原液中的氨基酸含量为53.9%。
在氨基酸原液中加入7%的辛醛;在氨基酸原液中加入50mg/L的吲哚乙酸氧化酶;
在氨基酸原液中加入大量元素氮、磷、钾总量为48%的第一肥料和中量元素钙、镁、硫总量
为30%的第二肥料和微量元素钼、铁、锌、硼、锰、铜总量为12%的第三肥料,经螯合作用,得
到含酶、氨基酸的芳香型液体肥料。
实施例5
实施例5提供一种含酶、氨基酸的芳香型液体肥料,按以下过程制备:
将100公斤苹果经粉碎、过80目筛,得到次果果浆;在次果果浆中加入400公斤水浸
泡12h(加入水与苹果的重量比为4∶1),得到次果浆液待用;在次果浆液中加入蛋白酶20u/g
(共2000000u),并采用转速为500rpm的球磨机粉碎5h,得到超细粉体悬浊液。
在悬浊液中加水至干物浓度为200g/l,得到稀释溶液;使用2%氢氧化钠和1%盐
酸调整稀释溶液pH至7.0,得到中性溶液;在中性溶液中加入肽酶80u/g(共8000000u),在温
度45℃、pH7.0的条件下水解10h,得到酶解液。
采用20公斤活性炭对酶解液进行吸附脱色、除味处理(活性炭的使用量为苹果重
量的20%),吸附脱色时间为36h;过滤,将滤液直接经钴-60照射灭菌后,即得无色、透明的
氨基酸原液,氨基酸原液中的氨基酸含量为56.28%。
在氨基酸原液中加入5%的十醛;在氨基酸原液中加入100mg/L的过氧化物酶;在
氨基酸原液中加入大量元素氮、磷、钾总量为36%的第一肥料和中量元素钙、镁、硫总量为
28%的第二肥料和微量元素钼、铁、锌、硼、锰、铜总量为14%的第三肥料,经螯合作用,得到
含酶、氨基酸的芳香型液体肥料。
以下通过试验测试本发明产品的性能。
分别检验实施例1-实施例5制得的氨基酸原液及产品含酶、氨基酸的芳香型液体
肥料的氨基酸种类和含量,检验结果分别如下表所示。
表1各实施例制得的氨基酸原液、产品中的氨基酸检测结果
检验实施例1制得的含酶、氨基酸的芳香型液体肥料中的各氨基酸的含量,结果如
下表所示。
表2实施例1制得产品中的氨基酸检测结果
由表1和表2可知,按照本发明制备方法制得的氨基酸原液为无色、无毒、无味的透
明液体,其中的氨基酸含量为40%-60%;制得的产品含酶、氨基酸的芳香型液体肥料中的
氨基酸含量为40%-50%,均含有18种氨基酸成分。
综上所述,按照本发明制备方法制得的含酶、氨基酸的芳香型液体肥料中的氨基
酸含量高,氨基酸种类丰富,且含活性酶,可满足植物的氨基酸等生长养分需求。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本发明的实
施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施
例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的
所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
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