專利名稱：利用玉米蛋白粉制備天然除草劑的工藝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種玉米蛋白加工工藝，特別涉及一種利用玉米蛋白粉制備天然除草 劑的工藝。
背景技術(shù)：
化學除草劑的廣泛使用，在控制雜草對農(nóng)田和城市草坪的侵入和危害方面發(fā)揮了 重要作用，然而傳統(tǒng)化學農(nóng)藥的大量使用導致雜草抗藥性的增強并造成環(huán)境污染，如土壤， 地下水，農(nóng)產(chǎn)品中化學除草劑殘留逐年增多，危害人類及動物的安全。因此，研制出天然、無 毒副作用、可降解的除草劑勢在必行。玉米蛋白粉(Cornglutenmeal，CGM)，是玉米籽粒生產(chǎn)淀粉或提取乙醇后的副產(chǎn) 品，其蛋白質(zhì)含量為60%-70%，其余是20%的淀粉和10%左右的纖維素、維生素A等多種 營養(yǎng)物質(zhì)，還含有15種無機鹽以及玉米獨有的黃色素。但由于其所含的蛋白質(zhì)缺少賴氨酸 (Lys)、色氨酸(Trp)等人體必需氨基酸，且成品具有特殊的味道和色澤；因此，國內(nèi)主要將 其用于粗飼料中，或者直接處理排放，極大地浪費了資源。因此，提供一種安全、環(huán)保、高效的利用玉米蛋白粉制備天然除草劑的工藝，是該 技術(shù)領域科研人員急需開發(fā)的新課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足之處，利用淀粉酶、糖化酶和堿性蛋 白酶水解玉米蛋白粉，提供一種改良的水解玉米蛋白粉的工藝，即利用玉米蛋白粉制備天 然除草劑的工藝。為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的實施方式如下
一種利用玉米蛋白粉制備天然除草劑的工藝，其特征在于實施步驟如下
(1)將玉米蛋白粉和水以1:4-1 19重量比例混合，調(diào)整漿液pH6. 0-8. 0 ；
(2)向漿液中加入0.1-1.0%干基w/w的淀粉酶；利用噴射液化器進行液化，溫度 137°C -171°C ；加熱后的料液冷卻至60°C，調(diào)整pH值為4. 0-5. 0 ；
(3)添加0.01-0.1%干基w/w糖化酶，料液在60°C保持8-16小時，然后進行過濾，丟棄 濾液；濾餅加水重新打漿，制成含5-20%w/w固形物的漿液；
(4)調(diào)整漿液pH為4.5-5. 5，添加0. 1%-1%干基w/w纖維素酶，料液在50_6(TC保溫 2-6小時，然后進行過濾，丟棄濾液；濾餅加水重新打漿，制成含5-20%w/w固形物的漿液；
(5)添加0.1%-1%干基w/w蛋白酶，料液在50-60°C保溫2-6小時；然后料液調(diào)整pH值 為6. 0-6. 8，利用磷酸鈣絮凝，除去不溶物，取上清；
(6)將上清液進行干燥制成玉米蛋白粉水解物；該產(chǎn)品的蛋白含量為85-95%w/w，并且 水溶性氮在10%-15%w/w ；
(7)玉米蛋白水解物在土壤中的用量為0.05-10g/dm2。
所述蛋白酶采用Alcalase酶、堿性蛋白酶、地衣芽孢桿菌堿性蛋白酶、中性蛋白 酶一種以上。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明利用不同的酶制劑逐步水解玉米蛋白粉，逐步提純水解物，提供了一種制備天 然生物除草劑的工藝方法，制備出安全，高效，無毒副作用的水解產(chǎn)品，是新一代環(huán)保產(chǎn)品。玉米蛋白粉不宜溶于水，使其有效成分不容易進入土壤，難以發(fā)揮對雜草萌發(fā)的 抑制功效，限制了其在除草劑領域的應用。本發(fā)明利用淀粉酶、糖化酶、纖維素酶和蛋白酶 分別對玉米蛋白粉中所含的淀粉、纖維素和蛋白質(zhì)進行水解。玉米蛋白粉中含有20%的淀 粉和10%左右纖維素，通過淀粉酶和糖化酶去處淀粉，通過纖維素酶去處纖維素，然后利用 蛋白酶水解玉米蛋白，最終獲得的玉米蛋白粉水解物具有85%-95%的蛋白含量，可溶性氮 達到10%-15%，具有更強的除草能力，效果更加明顯。水解后的玉米蛋白粉可自由地分散或 懸浮在水中，因此能容易的應用到液體除草劑系統(tǒng)中，進行噴灑和澆灌。酶法水解玉米蛋白的原理是利用具有生物活性的酶在最適溫度、pH值條件下，對 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中特定位置進行水解，生成具有特殊功能的短肽，從而使蛋白質(zhì)分解成細小的 短肽，達到其水溶性的目的，使土壤更易吸收和利用，提高除草效果。 被應用的玉米蛋白水解物能夠根據(jù)不同的土壤，土地外形，目標作物等，在一個很 寬的范圍內(nèi)使用。在某些情況下，將玉米蛋白水解物和土壤相結(jié)合或混合是最好的。干的 玉米蛋白水解物能用常規(guī)的噴灑器進行噴灑，如利用噴灑固體肥料和除草劑的噴粉器進行 噴灑。也可與水1:3混合后噴灑到土壤表層即可。本發(fā)明采用酶水解技術(shù)，對玉米蛋白粉進行水解，制備得到的玉米蛋白水解物作 為天然除草劑具有良好的除草效果。這種除草劑是一種混合肽，蛋白酶水解玉米蛋白粉 所制備的水解肽能抑制植物種子萌發(fā)時根系的形成，而對已發(fā)育成熟的植物根系則沒有影 響。它解決了使用化學除草劑所導致得雜草抗藥性增強并造成環(huán)境污染、農(nóng)產(chǎn)品中化學除 草劑殘留逐年增多、危害人類及動物的安全等問題，是一種真正環(huán)保的新型除草劑?？傊?，本發(fā)明有效降低了生產(chǎn)成本，便于玉米蛋白水解物的開發(fā)應用。該工藝具有 很高的實際應用價值，市場優(yōu)勢非常明顯。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
詳述如下 實施例1
將1kg玉米蛋白粉和水以1 19比例混合，調(diào)整pH至約6. 0。添加0. 1%干基(w/w)淀 粉酶，利用噴射液化器進行液化，溫度137°C。被加熱的料液冷卻至60°C。調(diào)整pH值4。添 加0.01%干基(w/w)糖化酶，料液在60°C保持8小時，然后進行過濾，丟棄濾液。濾餅加水 重新打漿，制成含5%(w/w)固形物的漿液。調(diào)整漿液pH為4. 5，添加0. 1%W/W纖維素酶，料 液在50°C保溫2小時，然后進行過濾，丟棄濾液；濾餅加水重新打漿，制成含5%w/w固形物 的漿液；用氫氧化鈣調(diào)整pH值為8.5，添加0. 1%干基(w/w)蛋白酶，料液在50°C保溫2小 時。然后料液調(diào)整pH值為6. 0，按常規(guī)利用磷酸鈣絮凝，除去不溶物，取上清，將上清液噴霧 干燥制成生產(chǎn)玉米蛋白粉水解物。這種產(chǎn)品的蛋白含量為85%，并且水溶性氮在10%，在土 壤中的適宜用量為10g/dm2。
所述蛋白酶采用市售的Alcalase酶、堿性蛋白酶、地衣芽孢桿菌堿性蛋白酶一種 以上，即選擇其中一種或按任意比例復合上述多種均可。實施例2
將1kg玉米蛋白粉和水以1:7比例混合，調(diào)整pH至約7. 0。添加0. 5%干基(w/w)淀粉 酶，利用噴射液化器進行液化，溫度157°C。被加熱的料液冷卻至60°C。調(diào)整？11值4.5。添 加0. 05%干基(w/w)糖化酶，料液在60°C保持12小時，然后進行過濾，丟棄濾液。濾餅加水 重新打漿，制成含15%(w/w)固形物的漿液。調(diào)整漿液pH為5.0，添加0.5%w/w纖維素酶， 料液在55°C保溫4小時，然后進行過濾，丟棄濾液；濾餅加水重新打漿，制成含15%w/w固形 物的漿液；用氫氧化鈣調(diào)整pH值為7.0，添加0.5%干基(w/w)中性蛋白酶，料液在55°C保 溫4小時。然后料液調(diào)整pH值為6. 4，利用磷酸鈣絮凝，除去不溶物，取上清，將上清液噴霧 干燥制成生產(chǎn)玉米蛋白粉水解物。這種產(chǎn)品的蛋白含量為90%，并且水溶性氮在12%，在土 壤中的適宜用量為5g/dm2。所述蛋白酶可采用中性蛋白酶。其它同實施例1。實施例3
將1kg玉米蛋白粉和水以1:4比例混合，調(diào)整pH至約8. 0。添加1. 0%干基(w/w)淀粉 酶，利用噴射液化器進行液化，溫度171°C。被加熱的料液冷卻至60°C。調(diào)整pH值5.0。添 加0. 1%干基(w/w)糖化酶，料液在60°C保持16小時，然后進行過濾，丟棄濾液。濾餅加水 重新打漿，制成含20%(w/w)固形物的漿液。調(diào)整漿液pH為5. 5，添加l%w/w纖維素酶，料 液在60°C保溫6小時，然后進行過濾，丟棄濾液；濾餅加水重新打漿，制成含20%w/w固形物 的漿液；用氫氧化鈣調(diào)整pH值為9.0，添加1.0%干基(w/w)蛋白酶，料液在60°C保溫6小 時。然后料液調(diào)整PH值為6. 8，利用磷酸鈣絮凝，除去不溶物，取上清，將上清液噴霧干燥制 成生產(chǎn)玉米蛋白粉水解物。這種產(chǎn)品的蛋白含量為95%，并且水溶性氮在15%，在土壤中的 適宜用量為0. 05g/dm2。其它同實施例1。本發(fā)明制備出的水解產(chǎn)物是一種生物除草劑，環(huán)保無污染，實用效果非常顯著。上述參照實施例對利用玉米蛋白粉制備天然除草劑的工藝進行的詳細描述，是說 明性的而不是限定性的，可根據(jù)所限定范圍例舉出若干個實施例，因此在不脫離本發(fā)明總 體構(gòu)思下的變化和修改，應屬本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種利用玉米蛋白粉制備天然除草劑的工藝，其特征在于實施步驟如下(1)將玉米蛋白粉和水以14-119重量比例混合，調(diào)整漿液pH 6.0-8.0；(2)向漿液中加入0.1-1.0% 干基 w/w的淀粉酶；利用噴射液化器進行液化，溫度137℃-171℃；加熱后的料液冷卻至60℃，調(diào)整pH值為4.0-5.0；(3)添加0.01-0.1%干基w/w糖化酶，料液在60℃保持8-16小時，然后進行過濾，丟棄濾液；濾餅加水重新打漿，制成含5-20% w/w固形物的漿液；(4)調(diào)整漿液pH為4.5-5.5,添加0.1%-1%干基 w/w纖維素酶，料液在50-60℃保溫2-6小時，然后進行過濾，丟棄濾液；濾餅加水重新打漿，制成含5-20% w/w固形物的漿液；(5)添加0.1%-1.0%干基 w/w蛋白酶，料液在50-60℃保溫2-6小時；然后料液調(diào)整pH值為6.0-6.8，利用磷酸鈣絮凝，除去不溶物，取上清；(6)將上清液進行干燥制成玉米蛋白粉水解物；該產(chǎn)品的蛋白含量為85-95% w/w，并且水溶性氮在10%-15% w/w；(7)玉米蛋白水解物在土壤中的用量為0.05-10g/dm2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用玉米蛋白粉制備天然除草劑的工藝，其特征在于所述蛋 白酶采用Alcalase酶、堿性蛋白酶、地衣芽孢桿菌堿性蛋白酶、中性蛋白酶一種以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用玉米蛋白粉制備天然除草劑的工藝，實施步驟如下(1)將玉米蛋白粉和水混合，調(diào)整漿液pH6.0-8.0；(2)向漿液中加入淀粉酶；0.1-1.0%干基，利用噴射液化器進行液化，溫度137℃-171℃；加熱后的料液冷卻至60℃，調(diào)整pH值在4.0-5.0；(3)添加糖化酶，0.01-0.1%干基，料液在60℃保溫8-16小時，制成含5-20%固形物的漿液；(4)添加纖維素酶，0.1%-1.0%干基，料液在50-60℃保溫2-6小時，制成含5-20%固形物的漿液；(5)添加蛋白酶0.1%-1%干基，料液在50-60℃保溫2-6小時；料液調(diào)整pH值為6.0-6.8，利用磷酸鈣絮凝，取上清；(6)將上清液進行干燥制成玉米蛋白粉水解物；蛋白含量為85-95%，并且水溶性氮含量在10%-15%；(7)玉米蛋白水解物在土壤中的用量為0.05-10g/dm2。本發(fā)明制備工藝簡單，實用效果非常顯著。
文檔編號C12P21/06GK101843259SQ201010195550
公開日2010年9月29日 申請日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者何雨青, 徐勇虎, 王祥河, 趙健, 趙瓊 申請人:天津?qū)嵃l(fā)中科百奧工業(yè)生物技術(shù)有限公司