專利名稱：一種魚粉蛋白水解物與制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蛋白水解物，尤其是涉及一種利用動(dòng)物飼料魚粉蛋白制備的水解物與制備方法及其在雜草的萌前控制中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
除草劑已廣泛應(yīng)用于農(nóng)田、果園及城市草坪的雜草控制，除草劑的種類很多，但大多數(shù)除草劑是通過化學(xué)合成而生產(chǎn)的化學(xué)除草劑。盡管化學(xué)除草劑能有限控制雜草的生長(zhǎng)和傳播，但其對(duì)土壤、地下水的污染的問題也日益顯露出來，同時(shí)多次反復(fù)使用化學(xué)除草劑也容易導(dǎo)致雜草的耐藥性。因此，生產(chǎn)天然無毒副作用的除草劑是除草劑發(fā)展的必然趨勢(shì)。而近年來人們相繼發(fā)現(xiàn)一些生物體中的某些天然活性肽和蛋白質(zhì)水解多肽具有除草的活性，為在環(huán)境要求日益苛刻的條件下如何進(jìn)行除草劑研制的創(chuàng)新工作提供了一種全新的思路。天然除草活性多肽的分子的結(jié)構(gòu)往往很復(fù)雜，因而在很大程度上限制了它們的推廣應(yīng)用。為此，人們通過兩種方法作進(jìn)一步改進(jìn)一是試圖通過構(gòu)效關(guān)系研究獲得一些指導(dǎo)性的信息以設(shè)計(jì)合成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于合成的除草活性肽的類似物，另一種方法通過蛋白質(zhì)水解篩選具有除草活性的多肽，而且這種方法更為簡(jiǎn)便可行。國(guó)外，尤其是美國(guó)，在蛋白質(zhì)水解除草活性的多肽方面作了不少具有開拓性的工作，他們以玉米蛋白粉為原料來制備玉米蛋白粉水解物，而這些水解多肽能抑制種子萌發(fā)時(shí)根系的形成?；钚远嚯牡某輽C(jī)制是通過阻斷種子根系分生組織的有絲分裂來抑制種子根系的形成。更為有意義的是，這些除草活性肽只對(duì)萌發(fā)中的種子的根系的形成有抑制作用，這種抑制作用不論是對(duì)雙子葉植物雜草還是單子葉植物雜草都有效果，而對(duì)萌后的成熟根系則沒有影響，根據(jù)玉米蛋白粉水解多肽只對(duì)種子萌發(fā)生根有抑制作用的這一特點(diǎn)，可開發(fā)出萌前除草劑，而這種除草劑對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生任何的污染作用并可作為農(nóng)作物及草坪植物的肥源。國(guó)內(nèi)還沒有開展此方面的研究和產(chǎn)品開發(fā)，而應(yīng)用魚粉蛋白為原料制備具有除草活性的蛋白水解多肽的技術(shù)和產(chǎn)品還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有的具有除草活性的蛋白質(zhì)水解物比較少的問題，提供一種對(duì)雜草種子萌發(fā)有抑制作用的魚粉蛋白水解物與制備方法，同時(shí)將用于制備對(duì)各種雜草種子萌發(fā)有抑制作用的除草劑。
本發(fā)明所說的魚粉蛋白水解物為外觀棕色冰淇淋狀粉末，干物質(zhì)(％)＞90，蛋白質(zhì)(％)＞75，水溶性可溶，灰分(％)＜5，pH＝6.8。
其氣味為特殊氣味。
本發(fā)明所說的魚粉蛋白水解物制備方法其步驟為1)、在魚粉中加入去離子水后在容器中震蕩，再加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至7.8～8.5成為底物，按質(zhì)量比魚粉∶去離子水＝1∶(8～10)；2)、在底物中加入堿性蛋白酶反應(yīng)，再加入氨水維持反應(yīng)體系的pH值在7.8～8.5，反應(yīng)時(shí)間為5～8h，按質(zhì)量比底物∶堿性蛋白酶＝1∶(1～3)；3)、將反應(yīng)溶液放置于100℃水浴滅酶，離心，取其上清液冷凍，干燥成干粉，冷藏備用。
在步驟1)中，在魚粉中加入去離子水后最好在60℃的恒溫振蕩器中震蕩，三角瓶中溶液溫度恒溫后，用20％氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至8.0。
在步驟2)中，在反應(yīng)過程中不斷震蕩，最好溫度保持在60℃，并滴加20％氨水維持反應(yīng)體系的pH值在8.0，反應(yīng)時(shí)間為6h。
在步驟3)中，將反應(yīng)溶液置于100℃水浴鍋中加熱15min進(jìn)行滅酶，然后4000r/min離心20min，取其上清液濃縮后冷凍干燥成干粉冷藏備用。
本發(fā)明所說的魚粉蛋白水解物具有抑制雜草種子萌發(fā)的作用，可將其用于制備對(duì)各種雜草種子萌發(fā)有抑制作用的除草劑。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1在魚粉中加入去離子水后在60℃的恒溫振蕩器中震蕩，三角瓶中溶液溫度恒溫后，用20％氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至8.0成為底物，按質(zhì)量比魚粉∶去離子水＝1∶9；在底物中加入堿性蛋白酶反應(yīng)，在反應(yīng)過程中不斷震蕩，溫度保持在60℃，并滴加20％氨水維持反應(yīng)體系的pH值在8.0，反應(yīng)時(shí)間為6h，按質(zhì)量比底物∶堿性蛋白酶＝1∶2；將反應(yīng)溶液放置于100℃水浴鍋中加熱15min滅酶，然后4000r/min離心20min，取其上清液冷凍，干燥成干粉。冷藏備用。
所采用的魚粉為秘魯進(jìn)口FAQ魚粉，魚粉原料為鳳尾魚Anchovy(Engraulis RingensJenyns)，沙丁魚Sardine(Sardinops Sagax Sagax)，鯖魚Jack Mackerel(TrachurusPicturatus Murphyi Nichols)等食用價(jià)值小的海產(chǎn)魚。經(jīng)過一系列加工后制成高蛋白質(zhì)的動(dòng)物飼料，其質(zhì)量穩(wěn)定，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如表1。
表1秘魯FAQ魚粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

以下給出魚粉蛋白水解物的除草活性檢測(cè)方法實(shí)例取雜草光磷水蜈蚣(Kyllinga brevitolia var.leiolepis)種子用75％酒精殺菌并用蒸餾水沖洗3次后放在雙層濾紙上置于6cm的培養(yǎng)皿中，先加入1ml去離子水，蓋上上蓋培養(yǎng)5天后，對(duì)所設(shè)置實(shí)驗(yàn)處理分別加入1ml相應(yīng)濃度的多肽液后用Parafilm封口膠封口培養(yǎng)。培養(yǎng)條件每天光照16h，溫度25℃，光照強(qiáng)度15001x。培養(yǎng)時(shí)間共12天。本實(shí)驗(yàn)設(shè)4個(gè)濃度處理，分別為0.5mg/ml，1.0mg/ml，2.0mg/l，5.0mg/ml，以去離子水為對(duì)照，各處理和對(duì)照選用20粒種子，重復(fù)3次。培養(yǎng)時(shí)間結(jié)束后用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量各幼苗根系中最長(zhǎng)根的長(zhǎng)度作為統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
以下給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果及應(yīng)用。
抑制率如下式計(jì)算抑制率(％)＝(對(duì)照組根長(zhǎng)-處理組根長(zhǎng))/對(duì)照組根長(zhǎng)×100％所有定量指標(biāo)均用x±s表示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2、3，不同濃度的水解物溶液對(duì)光鱗水蜈蚣種子萌發(fā)生根均有明顯的抑制作用，當(dāng)水解物濃度達(dá)到2mg/l時(shí)，能將雜草光鱗水蜈蚣種子生根完全抑制。此外，進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)還表明魚粉蛋白水解物還對(duì)4種單子葉植物和5種雙子葉植物種子萌發(fā)時(shí)根系的形成也有明顯的抑制作用。由于魚粉蛋白水解產(chǎn)物對(duì)雜草萌發(fā)時(shí)根系形成的抑制作用，而且對(duì)植物的成熟根系沒有任何影響，因此它可以作為一種天然萌前除草劑應(yīng)用在農(nóng)田，特別是有機(jī)轉(zhuǎn)換型蔬菜、城市草坪的雜草防治上有著重要的應(yīng)用，這樣可以減少使用化學(xué)除草劑對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益。
表2不同濃度魚粉蛋白水解多肽對(duì)光鱗水蜈蚣種子生根抑制效果

表32mg/ml魚粉蛋白水解物對(duì)不同植物種子生根抑制效果 (％)

實(shí)施例2與實(shí)施例1類似，其區(qū)別在于在魚粉中加入去離子水后在60℃的恒溫振蕩器中震蕩，三角瓶中溶液溫度恒溫后，用20％氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至7.8成為底物，按質(zhì)量比魚粉∶去離子水＝1∶8；在底物中加入堿性蛋白酶反應(yīng)，在反應(yīng)過程中不斷震蕩，溫度保持在60℃，并滴加20％氨水維持反應(yīng)體系的pH值在7.8，反應(yīng)時(shí)間為5h，按質(zhì)量比底物∶堿性蛋白酶＝1∶1；將反應(yīng)溶液放置于100℃水浴鍋中加熱10min滅酶，然后3800r/min離心15min，取其上清液冷凍，干燥成干粉，冷藏備用。
實(shí)施例3與實(shí)施例1類似，其區(qū)別在于在魚粉中加入去離子水后在60℃的恒溫振蕩器中震蕩，三角瓶中溶液溫度恒溫后，用20％氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至8.5成為底物，按質(zhì)量比魚粉∶去離子水＝1∶10；在底物中加入堿性蛋白酶反應(yīng)，在反應(yīng)過程中不斷震蕩，溫度保持在60℃，并滴加20％氨水維持反應(yīng)體系的pH值在8.5，反應(yīng)時(shí)間為8h，按質(zhì)量比底物∶堿性蛋白酶＝1∶3；將反應(yīng)溶液放置于100℃水浴鍋中加熱20min滅酶，然后4200r/min離心25min，取其上清液冷凍，干燥成干粉，冷藏備用。
實(shí)施例4與實(shí)施例1類似，其區(qū)別在于在魚粉中加入去離子水后在60℃的恒溫振蕩器中震蕩，三角瓶中溶液溫度恒溫后，用20％氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至8.2成為底物，按質(zhì)量比魚粉∶去離子水＝1∶9.5；在底物中加入堿性蛋白酶反應(yīng)，在反應(yīng)過程中不斷震蕩，溫度保持在60℃，并滴加20％氨水維持反應(yīng)體系的pH值在8.2，反應(yīng)時(shí)間為7h，按質(zhì)量比底物∶堿性蛋白酶＝1∶2.5；將反應(yīng)溶液放置于100℃水浴鍋中加熱20min滅酶，然后4000r/min離心25min，取其上清液冷凍，干燥成干粉，冷藏備用。
權(quán)利要求
1.一種魚粉蛋白水解物，其特征在于外觀棕色冰淇淋狀粉末，干物質(zhì)＞90％，蛋白質(zhì)＞75％，水溶性可溶，灰分＜5％，pH＝6.8。
2.如權(quán)利要求1所述的一種魚粉蛋白水解物制備方法，其特征在于其步驟為1)、在魚粉中加入去離子水后在容器中震蕩，再加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至7.8～8.5成為底物，按質(zhì)量比魚粉∶去離子水＝1∶8～10；2)、在底物中加入堿性蛋白酶反應(yīng)，再加入氨水維持反應(yīng)體系的pH值在7.8～8.5，反應(yīng)時(shí)間為5～8h，按質(zhì)量比底物∶堿性蛋白酶＝1∶1～3；3)、將反應(yīng)溶液放置于100℃水浴滅酶，離心，取其上清液冷凍，干燥成干粉，冷藏備用。
3.如權(quán)利要求2所述的一種魚粉蛋白水解物制備方法，其特征在于在步驟1)中，在魚粉中加入去離子水后在60℃的恒溫振蕩器中震蕩，三角瓶中溶液溫度恒溫后，用20％氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至8.0。
4.如權(quán)利要求2所述的一種魚粉蛋白水解物制備方法，其特征在于在步驟2)中，在反應(yīng)過程中不斷震蕩，溫度保持在60℃，并滴加20％氨水維持反應(yīng)體系的pH值在8.0，反應(yīng)時(shí)間為6h。
5.如權(quán)利要求2所述的一種魚粉蛋白水解物制備方法，其特征在于在步驟3)中，將反應(yīng)溶液置于100℃水浴鍋中加熱15min進(jìn)行滅酶，然后4000r/min離心20min，取其上清液濃縮后冷凍干燥成干粉冷藏備用。
6.如權(quán)利要求1所述的一種魚粉蛋白水解物在制備對(duì)雜草種子萌發(fā)有抑制作用的除草劑中的應(yīng)用。
全文摘要
一種魚粉蛋白水解物與制備方法及其應(yīng)用，涉及一種蛋白水解物，尤其是涉及一種利用動(dòng)物飼料魚粉蛋白制備的水解多肽與制備方法及在雜草萌前控制的應(yīng)用。提供一種對(duì)雜草種子萌發(fā)有抑制作用的魚粉蛋白水解物與制備方法，并將用于制備對(duì)雜草種子萌發(fā)有抑制作用的除草劑。外觀棕色冰淇淋狀粉末，干物質(zhì)＞90％，蛋白質(zhì)＞75％，水溶性可溶，灰分＜5％，pH＝6.8。制備時(shí)，在魚粉中加入去離子水在容器中震蕩，加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH成底物，加入堿性蛋白酶反應(yīng)，再加入氨水維持反應(yīng)體系pH值，將反應(yīng)溶液置于水浴滅酶離心，取其上清液冷凍干燥成干粉，冷藏備用。具有抑制雜草種子萌發(fā)的作用，用于制備對(duì)各種雜草種子萌發(fā)有抑制作用的除草劑。
文檔編號(hào)A01N63/02GK1729824SQ20051009691
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月25日
發(fā)明者楊劍, 盧昌義, 于興娜, 葉勇 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)