一種從海藻中提取肥料用活性物質(zhì)的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種從海藻中提取肥料用活性物質(zhì)的方法，屬于生物科技領(lǐng)域。海藻干粉經(jīng)勻質(zhì)、醇提、水提、冷堿液提取、纖維素-蛋白復(fù)合酶酶解、超濾膜分離等工藝，可提取出海藻多糖、海藻酸、螯合態(tài)微量元素等有效成分，為生產(chǎn)海藻生物肥打下了基礎(chǔ)。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)是復(fù)合酶的應(yīng)用及酶解條件的確定。發(fā)明人選用纖維素酶和蛋白酶分段進(jìn)行生化反應(yīng)。該發(fā)明使海藻細(xì)胞內(nèi)多糖類(lèi)、海藻酸等物質(zhì)得以析出，并保持活性。經(jīng)酶解后的提取物，通過(guò)超濾膜分離，可剔除出分子量超過(guò)800萬(wàn)的物質(zhì)，使?fàn)I養(yǎng)成分得到濃縮，活性物質(zhì)更容易被植物吸收。利用復(fù)合酶解萃取和超濾膜分離技術(shù)，優(yōu)化了海藻活性成分的提取工藝，此提取工藝為發(fā)明人首創(chuàng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種從海藻中提取肥料用活性物質(zhì)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]一種從海藻中提取肥料用活性物質(zhì)的方法，屬于生物科技領(lǐng)域。為了從海藻中提取生產(chǎn)海藻肥料用的活性成分。我們用纖維素酶和蛋白酶，采用生物化學(xué)反應(yīng)萃取技術(shù)，分解海藻細(xì)胞壁，提取出海藻多糖、海藻酸、螯合態(tài)微量元素等有效成分，并通過(guò)微米級(jí)膜分離技術(shù)分離出分子量超過(guò)800萬(wàn)的超高分子物質(zhì)，使肥料營(yíng)養(yǎng)元素更容易被植物吸收。復(fù)合酶技術(shù)可保證生化反應(yīng)條件溫和，可避免多糖、螯合元素的分解，確?；钚晕镔|(zhì)的活性。

【背景技術(shù)】
:
[0002]海藻中可利用營(yíng)養(yǎng)成分有60多種，其中干物質(zhì)中海藻多糖、海藻酸、螯合微量元素、氨基酸等占干物質(zhì)總量的20%-40%,海藻多糖等物質(zhì)包含于海藻細(xì)胞壁內(nèi)，如直接使用不能被植物吸收，起不到肥料的營(yíng)養(yǎng)效果。欲充分利用海藻中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，必須對(duì)海藻進(jìn)行精致提取。
[0003]海藻生物活性成分提取工藝復(fù)雜，不易掌握。海藻活性物質(zhì)提取法主要有化學(xué)提取法、物理提取法和生物酶提取法?；瘜W(xué)提取法工藝簡(jiǎn)單，主要是用強(qiáng)酸強(qiáng)堿加熱，使海藻細(xì)胞破壁，提取現(xiàn)今國(guó)內(nèi)海藻肥生產(chǎn)企業(yè)多采用此種方法，但用該方法提取活性物質(zhì)時(shí)，強(qiáng)酸或強(qiáng)堿對(duì)多糖、螯合態(tài)元素破壞較大，且提取的海藻酸容易產(chǎn)生沉淀，影響肥料使用效果。物理提取法主要是超聲提取法和超臨界提取法，該方法設(shè)備要求高，技術(shù)復(fù)雜，現(xiàn)今只適合于實(shí)驗(yàn)室研究，不適于企業(yè)研究及推廣。
[0004]本發(fā)明人利用復(fù)合酶解萃取技術(shù)和超濾膜分離技術(shù)，優(yōu)化了海藻活性成分的提取工藝，提高了海藻提取物的養(yǎng)分含量和活性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0005]海藻干粉(主要是滸苔、江蘺、馬尾藻、海帶等藻類(lèi)干物質(zhì))經(jīng)超微粉碎機(jī)剪切勻質(zhì)、醇提、水提、冷堿液提取、纖維素-蛋白復(fù)合酶酶解、超濾膜分離等工藝，可提取出海藻多糖、海藻酸、螯合態(tài)微量元素等有效成分。該方法有效的提取了生產(chǎn)肥料用的活性物質(zhì)，進(jìn)而為生產(chǎn)高效海藻生物水溶把打下了基礎(chǔ)。
[0006]本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)是復(fù)合酶的應(yīng)用，及酶解條件的確定。本發(fā)明人選用纖維素酶和蛋白酶分段進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)，探索出了酶的加入量在0.1% -1.5%之間，酶解溫度控制在451:-651:、?!1值在4.5-5.5 ;第一步酶解只加入纖維素，促進(jìn)海藻的細(xì)胞壁初步水解，第二步，加入蛋白酶及少量纖維素酶，主要用水解膜蛋白將海藻膜結(jié)構(gòu)破壞，從而使海藻細(xì)胞內(nèi)多糖類(lèi)、海藻酸、螯合微量元素物質(zhì)得以析出。
[0007]經(jīng)酶解后的提取物，通過(guò)微米級(jí)超濾膜分離技術(shù)，分離出分子量超過(guò)800萬(wàn)的超高分子物質(zhì)，使多糖、海藻酸、螯合微量元素得到濃縮，使提取出的活性物質(zhì)更容易被植物吸收。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
:
[0008]圖1從海藻中提取肥料用活性物質(zhì)工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
:
[0009]選取天然無(wú)污染的海藻(主要是滸苔、江蘺、馬尾藻、海帶等藻類(lèi)干物質(zhì))，經(jīng)除雜晾曬后，研磨成干粉，以利于保存。提取時(shí)，將干粉浸于pH接近中性的水中，經(jīng)超微粉碎機(jī)剪切勻質(zhì)后，經(jīng)醇提、水提、冷堿液提取、纖維素-蛋白復(fù)合酶酶解、超濾膜分離等步驟，可提取出海藻多糖、海藻酸、螯合態(tài)微量元素等有效成分，可用來(lái)加工海藻肥料。該發(fā)明反應(yīng)條件溫和，避免了熱的強(qiáng)酸堿對(duì)海藻營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的破壞。
[0010]從海藻中提取肥料用活性物質(zhì)實(shí)施例一:
[0011]第一步:海藻干粉與pH接近中性的水按1: 20至1: 10的比例調(diào)勻后，進(jìn)入超微粉碎機(jī)剪切勻質(zhì)。
[0012]第二步:勻質(zhì)后的樣品經(jīng)減壓回流，溫度控制在50°C -70°C，進(jìn)行水提；水提后濃縮提取液至原體積的2096以下。初提物置于40倍11%的堿溶液中，在2-6°C范圍內(nèi)提取10小時(shí)，用醋酸調(diào)節(jié)到pH值約7.0，提取完成后離心，收集濾液，濾液中含有分子量小的海藻多糖，經(jīng)減壓蒸餾除鹽可得活性物質(zhì)。濾餅進(jìn)入下一步處理。
[0013]第三步:濾餅1: 10在水中勻質(zhì)后，投入生化反應(yīng)罐進(jìn)行酶解反應(yīng)。本發(fā)明選用纖維素酶和蛋白酶分段進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)，酶的加入量在0.1% -1.5%之間，酶解溫度控制在45°C -65°C、pH值在4.5-5.5。首先酶解只加入占濾餅總量0.4%纖維素酶，促進(jìn)海藻的細(xì)胞壁初步水解，反應(yīng)4小時(shí)后，再加入占濾餅總量0.3 %的蛋白酶，利用用水解膜蛋白將海藻膜結(jié)構(gòu)破壞，使海藻細(xì)胞內(nèi)多糖類(lèi)、海藻酸、螯合微量元素物質(zhì)得以析出。
[0014]第四步:經(jīng)酶解后的提取物，通過(guò)超濾膜分離技術(shù)，分離剔除分子量超過(guò)600萬(wàn)的超高分子物質(zhì)，使多糖、海藻酸、螯合微量元素得到濃縮，濃縮液經(jīng)減壓常溫干燥，可得海藻多糖、海藻酸、螯合態(tài)微量元素等肥料用活性物質(zhì)，活性物質(zhì)總收率可達(dá)20.7%。
[0015]從海藻中提取肥料用活性物質(zhì)實(shí)施例二:
[0016]第一步:海藻干粉與pH接近中性的水按1: 20至1: 10的比例調(diào)勻后，進(jìn)入超微粉碎機(jī)剪切勻質(zhì)。
[0017]第二步:勻質(zhì)后的樣品經(jīng)減壓濃縮，體積縮為原來(lái)10%，加入9倍體積的乙醇，回流3小時(shí)，過(guò)濾，收集濾液，濾液加壓濃縮至膏狀，得綠藻初提物。初提物置于40倍11 %的堿溶液中，在2-6°C范圍內(nèi)提取10小時(shí)，用醋酸調(diào)節(jié)到pH值約7.0，提取完成后離心，收集濾液，濾液中含有分子量小的海藻多糖，經(jīng)減壓蒸餾除鹽可得活性物質(zhì)。濾餅進(jìn)入下一步處理。
[0018]第三步:濾餅1: 10在水中勻質(zhì)后，投入生化反應(yīng)罐進(jìn)行酶解反應(yīng)。酶的加入量在0.1% -1.5%之間，酶解溫度控制在45°C -65°C、pH值在4.5-5.5。首先加入占濾餅總量
0.3%纖維素酶，促進(jìn)海藻的細(xì)胞壁初步水解，反應(yīng)4小時(shí)后，加入占濾餅總量0.3%的蛋白酶及0.1%纖維素酶，利用用水解膜蛋白將海藻膜結(jié)構(gòu)破壞，使海藻細(xì)胞內(nèi)多糖類(lèi)、海藻酸、螯合微量元素物質(zhì)得以析出。
[0019]第四步:經(jīng)酶解后的提取物，通過(guò)超濾膜分離技術(shù)，分離剔除分子量超過(guò)600萬(wàn)的超高分子物質(zhì)，使多糖、海藻酸、螯合微量元素得到濃縮，濃縮液經(jīng)減壓常溫干燥，可得海藻多糖、海藻酸、螯合態(tài)微量元素等肥料用活性物質(zhì)。活性物質(zhì)總收率可達(dá)23.8%。
【權(quán)利要求】
1.一種從海藻中提取肥料用活性物質(zhì)的方法。 該方法包括:海藻干粉(主要是滸苔、江蘺、馬尾藻、海帶等藻類(lèi)干物質(zhì))經(jīng)超微粉碎機(jī)剪切勻質(zhì)、醇提、水提、冷堿液提取、纖維素-蛋白復(fù)合酶酶解、超濾膜分離等工藝，來(lái)提取出海藻多糖、海藻酸、螯合態(tài)微量元素等有效成分。 本發(fā)明關(guān)鍵技術(shù)是復(fù)合酶的應(yīng)用，及酶解條件的確定。本發(fā)明人選用纖維素酶和蛋白酶分段進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)，探索出了酶的加入量在0.1% -1.59%之間，酶解溫度控制在450C _65°C、pH值在4.5-5.5 ;第一步酶解只加入纖維素，促進(jìn)海藻的細(xì)胞壁初步水解，第二步，加入蛋白酶及少量纖維素酶，主要用水解膜蛋白將海藻膜結(jié)構(gòu)破壞，從而使海藻細(xì)胞內(nèi)多糖類(lèi)、海藻酸、螯合微量元素物質(zhì)得以析出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1工藝方法生產(chǎn)海藻活性物質(zhì)，可獲得海藻多糖、海藻酸、螯合態(tài)微量元素等多種活性物質(zhì)。
3.用本發(fā)明方法提取的海藻多糖、海藻酸、螯合態(tài)微量元素等多種活性物質(zhì)，可用做海藻肥料生產(chǎn)。
【文檔編號(hào)】C05F11/00GK104177136SQ201310188701
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月21日
【發(fā)明者】徐波勇, 方文勝, 王磊磊, 安山, 舒新軍, 范飛飛, 張盼盼, 張春義 申請(qǐng)人:徐波勇, 方文勝, 王磊磊