一种藻源新型生物刺激素的制备方法

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一种藻源新型生物刺激素的制备方法
申请号	CN202310325661.0	申请日	2023-03-30	公开(公告)号	CN116621634A	公开(公告)日	2023-08-22
申请人	青岛海大生物集团股份有限公司;			发明人	宋海妹; 李秀珍; 单俊伟; 张超一;
摘要	本发明属于生物刺激素领域，提供一种藻源新型生物刺激素的制备方法，通过海带、浒苔两种海藻原料以特定比例混合，使用复合酶定向特异性提取，提取液经过卧螺离心机离心分离，再经板框过滤，滤液中添加特定比例的复合氨基酸，利用溶液中高浓度甘露糖醛酸、古罗糖醛酸和葡萄糖醛酸以及添加的复合氨基酸，多效螯合Ca、Mg、Zn、Fe、Mn等中微量元素，制备得到一种藻源复合型生物刺激素，海藻酸含量＞30％，海藻螯合态中微量元素含量＞2.3％，螯合态中微量元素较EDTA态更稳定。本发明制备的藻源新型生物刺激素海藻酸含量高，同时螯合多种中微量元素，在促进植物生长，提高作物抗逆能力，提高肥料利用率方面，效果更显著。
权利要求	1.一种藻源新型生物刺激素的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1、双海藻的定向特异性酶解提取，所述双海藻为绿藻海带和褐藻浒苔，具体过程包括：取2份绿藻海带干粉，1份褐藻浒苔干粉，投入含有17份水的酶解提取罐，加入特异性纤维素酶，酶解至溶液呈粘糊状；调整溶液pH，加入褐藻裂解酶和浒苔多糖降解酶进一步酶解后获得酶解提取料液； S2、双海藻多糖特异性与中微量元素的多效螯合，具体过程包括：酶解提取料液经过卧螺离心机将80～90％的不溶性海藻渣去除，然后再经过板框过滤机，去除剩余不溶性海藻渣后获得双海藻提取过滤液；将此过滤液进行低温三效浓缩；调整至一定温度，利用溶液中高浓度褐藻多糖和绿藻多糖与Ca、Mg、Zn、Fe、Mn等中微量元素多效螯合； S3、藻源新型生物刺激素的制备，具体过程包括：将步骤S2中螯合后的浓缩液经过瞬时喷雾干燥，即得藻源新型生物刺激素。 2.根据权利要求1所述的藻源新型生物刺激素的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的绿藻海带干粉、褐藻浒苔干粉含水量均小于10％。 3.根据权利要求1所述的藻源新型生物刺激素的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的特异性纤维素酶用量为绿藻海带干粉、褐藻浒苔干粉质量总和的2‰，酶解反应温度为 45‑50℃，酶解反应时长1‑2小时。 4.根据权利要求1所述的藻源新型生物刺激素的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中所述的溶液pH调整至5.0‑6.0，浒苔多糖降解酶用量为褐藻浒苔干粉质量的3‰，褐藻裂解酶用量为绿藻海带干粉质量的2‰，定向酶解时长是6‑8小时。 5.根据权利要求1所述的藻源新型生物刺激素的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中所述酶解提取料液粘度是100～200mPa.S。 6.根据权利要求1所述的藻源新型生物刺激素的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的双海藻提取过滤液由粘度是100～200mPa.S的酶解提取料液经卧螺离心机和板框过滤机去除不溶性海藻渣后得到。 7.根据权利要求1所述的藻源新型生物刺激素的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中所述双海藻提取过滤液固形物含量为9.5～10.5％。 8.根据权利要求1所述的藻源新型生物刺激素的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中所述经低温三效浓缩后的双海藻提取过滤液，浓缩固形物含量为28～30％。 9.根据权利要求1所述的藻源新型生物刺激素的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中所述特定温度是80‑85℃。 10.根据权利要求1所述的藻源新型生物刺激素的制备方法，其特征在于，所述步骤S2的微量元素包括Ca、Mg、Zn、Fe、Mn、B、Mo中的至少3种。
说明书全文	一种藻源新型生物刺激素的制备方法技术领域 [0001] 本发明涉及生物刺激素领域，具体涉及一种藻源新型生物刺激素的制备方法。背景技术 [0002] 中国作为世界农药和肥料消费大国，自2011年至2019年农药的年均用量是169.77万吨，2011年至2021年肥料年均用量为5710万吨。庞大的农药和肥料用量一方面保障了农业正常生产过程，但另一方面，利用效率低下使得农药和肥料的使用处于过量状态，导致我国农业生产面临农产品品质下降、土壤保水保肥能力下降、水体富营养化等严重问题。 [0003] 生物刺激素，是一种包含某些成分和(或)微生物的物质，这些成分和(或)微生物施用于植物叶片或根际时能调节植物体内的生理过程。其主要功能是促进作物对养分的吸收和生长发育、提高作物的抗逆性、增加作物产量和提高农产品品质等，同时可以降低肥料和农药的用量。农业上常用的生物刺激素主要包括：海藻提取物，腐植酸，蛋白水解物与氨基酸，几丁质、壳聚糖及其衍生物，微生物菌剂以及无机盐等。其中海藻提取物参与植物的各种代谢途径，如氮代谢和抗氧化途径，在改善植物根际土壤环境同时直接或间接刺激植物的生长发育，并提高植物的抗逆性；腐植酸主要是促进种子萌发和植物根系的生长发育；蛋白水解物和氨基酸主要是提高植物体内某些酶的活性和调节相关生化过程；几丁质、壳聚糖及其衍生物主要是促进土壤有益微生物生长，抑制病害的发生；微生物菌剂则是通过固氮、增溶作用和分泌物促进植物对养分的吸收。 [0004] 伴随生物刺激素功效得到广泛认可，生物刺激素已在我国广泛应用于粮食作物和经济作物，在一定程度上推动了我国农业的可持续发展。但是，生物刺激素作为一种新兴产品，其研究尚未深入，相关产品多为初级产品，产量低且市场占有量小；同时，高效生产技术的缺乏使得高端生物刺激素产品的制备以及不同类别生物刺激素复合使用存在较大困难。 [0005] 专利CN202010553675.4公开了鱼腥藻和/或螺旋藻的提取物作为生物刺激素在农业生产中的应用，具体涉及利用常规破壁和常温水提的方法制备鱼腥藻和/或螺旋藻的提取物；专利CN202010934354.9公开褐藻双寡糖蛋白组合物及其制备方法和应用，具体涉及褐藻提取物中两种寡糖按比例复配使用；专利CN202111117374.8公开了一种生物刺激素及其制备方法，具体涉及单一褐藻提取物和茶皂素复合生物刺激素的制备。以上现有涉及生物刺激素制备技术存在如下缺点：1)常规破壁和提取技术提取效率低下，难以实现工业化生产； [0006] 2)单一生物刺激素的营养和螯合作用不全面；3)部分生物刺激素产品不够绿色环保，提取物活性低，存在染果现象等。 [0007] 目前，尚未见到绿藻、褐藻、氨基酸和中微量元素同时存在一个产品，中微量元素以螯合态存在，螯合PH稳定范围(PH 2.0‑‑13.0),各营养元素协同增效的新一代藻源生物刺激素。因此，如何将双海藻酶解技术和海藻多糖螯合技术高效耦合，靶向提取褐藻和绿藻中的海藻多糖，控制海藻多糖的分子量在800‑1000Da，褐藻多糖和绿藻多糖中的活性基团比例为2：1，协同螯合中微量元素，且保持螯合稳定性，生产出生物刺激素功能效果更显著的新一代藻源生物刺激素是本发明要面对的问题。发明内容 [0008] 为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种藻源新型生物刺激素的制备方法，它包括以下步骤： [0009] S1、双海藻的定向特异性酶解提取，所述双海藻为绿藻海带和褐藻浒苔，具体过程包括： [0010] 取2份绿藻海带干粉，1份褐藻浒苔干粉，投入含有17份水的酶解提取罐，加入特异性纤维素酶，酶解至溶液呈粘糊状；调整溶液pH，加入褐藻裂解酶和浒苔多糖降解酶进一步酶解后获得酶解提取料液； [0011] S2、双海藻多糖特异性与中微量元素的多效螯合，具体过程包括： [0012] 酶解提取料液经过卧螺离心机将80～90％的不溶性海藻渣去除，然后再经过板框过滤机，去除剩余不溶性海藻渣后获得双海藻提取过滤液；将此过滤液进行低温三效浓缩；调整至一定温度，利用溶液中高浓度褐藻多糖和绿藻多糖与Ca、Mg、Zn、Fe、Mn等中微量元素多效螯合； [0013] S3、藻源新型生物刺激素的制备，具体过程包括： [0014] 将步骤S2中螯合后的浓缩液经过瞬时喷雾干燥，即得藻源新型生物刺激素。 [0015] 优选的方案中，所述步骤S1中的绿藻海带干粉、褐藻浒苔干粉含水量均小于10％。 [0016] 优选的方案中，所述步骤S1中的特异性纤维素酶用量为绿藻海带干粉、褐藻浒苔干粉质量总和的2‰，酶解反应温度为45‑50℃，酶解反应时长1‑2小时。 [0017] 优选的方案中，所述步骤S1中所述的溶液pH调整至5.0‑6.0，浒苔多糖降解酶用量为褐藻浒苔干粉质量的3‰，褐藻裂解酶用量为绿藻海带干粉质量的2‰，定向酶解时长是6‑8小时。 [0018] 优选的方案中，所述步骤S1中所述酶解提取料液粘度是100～200mPa.S。 [0019] 优选的方案中，所述步骤S2中的双海藻提取过滤液由粘度是100～200mPa.S的酶解提取料液经卧螺离心机和板框过滤机去除不溶性海藻渣后得到。 [0020] 优选的方案中，所述步骤S2中所述双海藻提取过滤液固形物含量为9.5～10.5％。 [0021] 优选的方案中，所述步骤S2中所述经低温三效浓缩后的双海藻提取过滤液，浓缩固形物含量为28～30％。 [0022] 优选的方案中，所述步骤S2中所述特定温度是80‑85℃。 [0023] 优选的方案中，所述步骤S2的微量元素包括Ca、Mg、Zn、Fe、Mn、B、Mo中的至少3种。 [0024] 本发明所达到的有益效果为： [0025] 目前，尚未见到绿藻、褐藻、氨基酸和中微量元素同时存在一个产品，中微量元素以螯合态存在，螯合PH稳定范围(PH 2.0‑‑13.0),各营养元素协同增效的新一代藻源生物刺激素。因此，如何将双海藻酶解技术和海藻多糖螯合技术高效耦合，靶向提取褐藻和绿藻中的海藻多糖，控制海藻多糖的分子量在800‑1000Da，褐藻多糖和绿藻多糖中的活性基团比例为2：1，协同螯合中微量元素，且保持螯合稳定性，生产出生物刺激素功能效果更显著的新一代藻源生物刺激素是本发明要面对的问题。 [0026] 1、本发明高效耦合了双海藻酶解技术和海藻多糖螯合技术，靶向提取褐藻和绿藻中的海藻多糖，控制海藻多糖的分子量在800‑1000Da，褐藻多糖和绿藻多糖中的活性基团比例为2：1，协同螯合中微量元素，且保持螯合稳定性。制备出的藻源生物刺激素与常规藻源刺激素制备技术相比具有提取效率高、靶向性强，营养更全面，功能更突出等优点。同时，制备过程二合一，节能减排，契合低碳环保理念。 [0027] 2、本发明提供的藻源新型生物刺激素以双海藻、硼酸、硫酸锌，硫酸亚铁、硫酸铜为原料定向提取螯合制备，无有害化学成分和染果现象，绿色无污染，打破了单一海藻生物刺激素营养和螯合作用不全面缺陷。同时，本发明提供的藻源新型生物刺激素所用的原料均为天然提取物，海藻酸含量＞30％，施用后易于作物吸收和微生物分解，无残留。 [0028] 3、本发明提供的藻源新型生物刺激素具有全水溶、强酸和强碱条件下稳定和安全性高等特点，可与肥料、农药复配使用，能够有效促进作物的生长、提高作物抗逆能力和肥料利用率等。具体实施方式 [0029] 下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。 [0030] 实施例1 [0031] 本发明所述藻源复合型生物刺激素的制备方法包括以下步骤： [0032] 1、双海藻的定向特异性酶解提取： [0033] 2份绿藻海带干粉(水分＜10％)，1份褐藻浒苔干粉(水分＜10％)，投入含有17份水的酶解提取罐，加入绿藻海带干粉与褐藻浒苔干粉质量总和2‰的特异性纤维素酶，搅拌升温至45～50℃，浸泡溶胀、酶解破壁1‑2小时，溶液呈粘糊状。溶液PH调整至5.0～6.0，加入绿藻海带干粉质量分数2‰的褐藻裂解酶、褐藻浒苔干粉质量分数3‰的浒苔多糖降解酶，定向酶解提取6‑8小时，酶解提取料液粘度降至100～200mPa.S。 [0034] 2、双海藻多糖特异性与中微量元素的多效螯合 [0035] 粘度降至100～200mPa.S的酶解提取料液，经过卧螺离心机，将80～90％的不溶性海藻渣去除，然后再经过板框过滤机，去除剩余的不溶性海藻渣。此时海藻提取过滤液固形物为9.5～10.5％，将此过滤液进行低温三效浓缩，浓缩固形物至28～30％，调整温度至80～85℃，PH至4.5～5.0，利用溶液中高浓度褐藻多糖和绿藻多糖与Ca、Mg、Zn、Fe、Mn等中微量元素多效螯合。 [0036] 3、藻源新型生物刺激素的制备 [0037] 螯合后的浓缩液经过瞬时喷雾干燥，即得藻源新型生物刺激素。经检测，测得该藻源新型生物刺激素的指标含量如表1所示： [0038] 表1藻源新型生物刺激素的指标含量 [0039] 项目海藻酸有机质氧化钾氨基酸镁铁锌锰钙含量％ 36.57 28.35 20.13 4.36 0.86 0.62 0.56 0.24 0.36 [0040] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。