環(huán)保酵素和藻華抑制劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及水體環(huán)境生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，更具體地設(shè)及一種環(huán)保酵素和藻華抑制劑的 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 湖泊是農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)W及生活用水的主要水源，也具有維持生物多樣性、調(diào)節(jié)氣 候、蓄納洪水、調(diào)節(jié)地表徑流、凈化水質(zhì)等功能。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)人口不斷 增加，工農(nóng)業(yè)廢水、生活污水排放量的不斷增長，大量營養(yǎng)物持續(xù)入湖，富營養(yǎng)湖泊的占比 逐年升高，藻類異常增殖頻繁，形成水華。湖泊水華的優(yōu)勢藻類一般為藍(lán)藻、綠藻和娃藻， 其中微囊藻屬水華在富營養(yǎng)與超富營養(yǎng)湖泊中最常見，綠藻一般在中富營養(yǎng)湖泊易成為優(yōu) 勢藻，娃藻水華一般出現(xiàn)在春秋季的中富營養(yǎng)湖泊中。水華爆發(fā)引起水體溶解氧量迅速下 降，水質(zhì)惡化，尤其微囊藻水華時藻類代謝釋放的有毒物質(zhì)可致魚類及其他水生生物大量 死亡，水華爆發(fā)是水體富營養(yǎng)化和水生態(tài)環(huán)境惡化的重要特征。因此，尋找一種新型、高效、 節(jié)能環(huán)保的抑制藻類異常增殖的方法對治理湖泊富營養(yǎng)化和修復(fù)健康水生態(tài)系統(tǒng)具有重 大意義。
[0003] 常規(guī)藻類水華治理的措施有物理手段、化學(xué)手段和生物手段。物理手段W藻類的 攔截、濃縮和抽提離湖為主，化學(xué)手段為添加化學(xué)合成的絮凝劑，生物手段一般W魚控藻、 水生植被控藻、微生物制劑控藻為主。其中化學(xué)手段的應(yīng)用存在二次污染及費(fèi)用昂貴的局 限已較少在大型湖泊應(yīng)用?，F(xiàn)階段較為有效的水華治理是在適合的湖灣區(qū)域采用物理手段 除藻，結(jié)合微生物制劑投加等綜合技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到抑制藻類大規(guī)模爆發(fā)的目的。但微生物 制劑始終存在外來微生物對上著微生物生態(tài)入侵等生態(tài)威脅，湖泊水環(huán)境在嚴(yán)格人為可控 的條件下進(jìn)行，且具有投放次數(shù)多，培養(yǎng)微生物費(fèi)用高等缺陷。目前開發(fā)對湖泊水生態(tài)系統(tǒng) 干擾小，無生態(tài)威脅，除藻效率高的純植物抑制劑成為生物制劑抑藻最具前景的方向。
[0004] 環(huán)保酵素W新鮮蔬菜、水果為原料，經(jīng)水發(fā)酵的純植物制劑，已被廣泛應(yīng)用于食品 和保健品中，但在水體富營養(yǎng)化治理方面的應(yīng)用極少。環(huán)保酵素的生產(chǎn)創(chuàng)造性將液態(tài)深層 發(fā)酵技術(shù)與固態(tài)發(fā)酵技術(shù)結(jié)合，利用廢棄生物質(zhì)做原料，通過發(fā)酵生產(chǎn)酶活很高的環(huán)?；?性酶素。作為藻類水華抑制劑的應(yīng)用的創(chuàng)新性突出體現(xiàn)在原料來源、溫度范圍適應(yīng)廣，不需 添加菌劑等多方面。同時環(huán)保酵素整個制作流程中無廢水、廢物排出，原料全部轉(zhuǎn)化為活性 酶素產(chǎn)品及還田廢料。
[0005] 目前極少有關(guān)于環(huán)保酵素對富營養(yǎng)化湖泊藻類水華爆發(fā)抑制方面的應(yīng)用研究。本 發(fā)明人深入研究了環(huán)保酵素的理化性質(zhì)特點(diǎn)，及其對藍(lán)藻中微囊藻屬的銅綠微囊藻、綠藻 的四尾柵藻、娃藻的瞭頭舟形藻增殖的抑制作用，旨在利用廢棄農(nóng)業(yè)作物制成的純植物制 劑的環(huán)保酵素，一方面有助于探討環(huán)保酵素理化性質(zhì)對藻類抑制作用的機(jī)理，另一方面也 對日益引起重視的湖泊藻類水華危害的防治提供新的應(yīng)用思路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保酵素的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的目的還在于提供一種藻華抑制劑的制備方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種環(huán)保酵素的制備方 法，包括W下步驟：
[0009] 將水果和/或蔬菜，W及水、糖類，按比例放入密閉容器中發(fā)酵3-6個月，過濾取濾 后清液，即得到所述環(huán)保酵素。
[0010] 其中，所述發(fā)酵原料優(yōu)選為1/3蘋果皮、1/3香蕉皮和1/3澄子皮，或者1/3生菜、 1/3白菜和1/3空屯、菜。
[0011] 其中，所述環(huán)保酵素按照水果和/或蔬菜：水：糖類=1 : 2-4 : 8-12的體積比 混合發(fā)酵而成。
[0012] 作為本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明還提供了一種藻華抑制劑的制備方法，包括W 下步驟：
[0013] 將如上任意一項(xiàng)所述的環(huán)保酵素的制備方法制備的環(huán)保酵素加水稀釋，即得到所 述藻華抑制劑。
[0014] 其中，所述環(huán)保酵素的稀釋比例為1 : 50-600,優(yōu)選為1 : 600、1 : 240、1 : 120 或 1 : 60。
[0015] 基于上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的環(huán)保酵素及藻華抑制劑的制備方法具有如下有 益效果：通過對環(huán)保酵素的制備過程及對其理化性質(zhì)的分析表明，W環(huán)保酵素為主體的藻 華抑制劑具有抑制藻類生長的顯著作用，有助于水生生態(tài)環(huán)境的凈化和水體自身的恢復(fù)， 對水質(zhì)有很好的改良作用；此外，本發(fā)明的環(huán)保酵素及藻華抑制劑的制備方法簡單、成本低 廉、易于工業(yè)化操作，還可W避免出現(xiàn)二次污染。
【附圖說明】
[0016] 圖1A、1B均為未預(yù)處理的環(huán)保酵素的沈M圖，其中圖1A為水果酵素，圖1B為蔬菜 酵素；
[0017] 圖2A、2B均為離屯、分離后的環(huán)保酵素的沈M圖，其中圖2A為水果酵素，圖2B為蔬 菜酵素；
[0018] 圖3為本發(fā)明的水果酵素的邸X圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明的蔬菜酵素的邸X圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明的水果酵素的FI-IR譜圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明的蔬菜酵素的FI-IR譜圖；
[0022] 圖7為本發(fā)明的水果酵素與蔬菜酵素的對比紅外譜圖；
[0023] 圖8A-8F分別為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到第1、3、5、7、9、11天時的培養(yǎng)基照片；
[0024] 圖9為本發(fā)明不同濃度酵素對藻密度的影響曲線圖；
[002引圖10為本發(fā)明不同濃度酵素對抑值的影響曲線圖；
[0026]圖11為本發(fā)明不同濃度酵素對總氮的影響曲線圖；
[0027] 圖12為本發(fā)明不同濃度酵素對四尾柵藻生長的抑制柱狀圖；
[0028] 圖13為本發(fā)明不同濃度環(huán)保酵素對四尾柵藻培養(yǎng)液抑值的改善作用柱狀圖；
[0029] 圖14為本發(fā)明不同濃度酵素對瞭頭舟形藻生長的抑制作用柱狀圖；
[0030] 圖15為本發(fā)明不同濃度環(huán)保酵素對瞭頭舟形藻培養(yǎng)液抑值的改善作用柱狀圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0032] 本發(fā)明公開了一種環(huán)保酵素為主體的藻華抑制劑，由水果或蔬菜與水、糖類按照 一定比例發(fā)酵制成，其中由水果和水制備的環(huán)保酵素稱為水果酵素，由蔬菜和水制備的環(huán) 保酵素稱為蔬菜酵素。
[0033] 本發(fā)明中水果酵素的原料由多種水果的果皮、果肉等組成，優(yōu)選例如由=種水果 的廢棄部分構(gòu)成，例如為1/3蘋果皮、1/3香蕉皮和1/3澄子皮；蔬菜酵素的原料由多種蔬 菜的莖、葉等部分組成，優(yōu)選例如由=種蔬菜的廢棄部分構(gòu)成，例如為1/3生菜、1/3白菜和 1/3空屯、菜。
[0034] 水可W采用天然水體中的水，例如湖水、河水等淡水；優(yōu)選采用經(jīng)過過濾的湖水， 作為一個優(yōu)選實(shí)施例，例如采用北京玉淵潭公園經(jīng)0. 45ym混纖膜過濾的湖水。
[0035] 糖類可W采用常用的糖，例如紅糖、葡萄糖等。
[0036] 本發(fā)明的環(huán)保酵素可W按照水果/蔬菜：湖水：糖類=1 : 2-4 : 8-12的體積 比放入帶蓋密閉8化塑料容器中發(fā)酵3-6個月。自開始發(fā)酵之日起一周后每天開蓋放氣2 小時，自開始發(fā)酵之日起2個月后密閉靜置保存直至3個月發(fā)酵結(jié)束，用40目網(wǎng)篩過濾，取 濾后清液制備為水果/蔬菜酵素。
[0037] 對上述制備的環(huán)保酵素的理化性質(zhì)進(jìn)行檢測分析，如圖1A-15所示，主要包括環(huán) 保酵素的掃描電鏡微觀結(jié)構(gòu)表征、元素組成分析、傅里葉紅外光譜（FI-IR)、抑值、密度和 固含量。
[0038] 如圖1A、1B、2A、2B所示，對環(huán)保酵素進(jìn)行掃描電鏡微觀結(jié)構(gòu)表征分析表明，其中 水果酵素和蔬菜酵素的微觀形態(tài)有很大不同。水果酵素為類球形顆粒，表面有不規(guī)則的缺 陷，顆粒長約lym，寬約0.8ym。蔬菜酵素為類球形顆粒，顆粒表面為層狀結(jié)構(gòu)，顆粒內(nèi)部 可W看到團(tuán)聚在一起的粒徑較小的顆粒，顆粒長約13. 3ym，寬約8. 2ym。蔬菜酵素的顆粒 遠(yuǎn)大于水果酵素。
[0039] 如圖3、4所示，環(huán)保酵素的掃描電鏡微觀結(jié)構(gòu)表征及EDX分析表明，水果酵素中， C: 0 :N的摩爾比約為12 : 9 : 4,蔬菜酵素中C: 0 :N的摩爾比約為6 : 7 : 1。
[0040] 環(huán)保酵素的元素組成分析表明，兩種酵素的元素構(gòu)成為：水果酵素為C3gHes〇25N4， 蔬菜酵素為Css&sOzeNs。結(jié)果如下表所示：
[0041]表 1
[0042]
[0043] 如圖5、6所示，傅里葉紅外光譜（FI-IR)分析表明，水