CN104177136A - 一种从海藻中提取肥料用活性物质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从海藻中提取肥料用活性物质的方法，属于生物科技领域。海藻干粉经匀质、醇提、水提、冷碱液提取、纤维素-蛋白复合酶酶解、超滤膜分离等工艺，可提取出海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等有效成分，为生产海藻生物肥打下了基础。本发明的关键技术是复合酶的应用及酶解条件的确定。发明人选用纤维素酶和蛋白酶分段进行生化反应。该发明使海藻细胞内多糖类、海藻酸等物质得以析出，并保持活性。经酶解后的提取物，通过超滤膜分离，可剔除出分子量超过800万的物质，使营养成分得到浓缩，活性物质更容易被植物吸收。利用复合酶解萃取和超滤膜分离技术，优化了海藻活性成分的提取工艺，此提取工艺为发明人首创。

Description

一种从海藻中提取肥料用活性物质的方法

技术领域：

一种从海藻中提取肥料用活性物质的方法，属于生物科技领域。为了从海藻中提取生产海藻肥料用的活性成分。我们用纤维素酶和蛋白酶，采用生物化学反应萃取技术，分解海藻细胞壁，提取出海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等有效成分，并通过微米级膜分离技术分离出分子量超过800万的超高分子物质，使肥料营养元素更容易被植物吸收。复合酶技术可保证生化反应条件温和，可避免多糖、螯合元素的分解，确保活性物质的活性。

背景技术：

海藻中可利用营养成分有60多种，其中干物质中海藻多糖、海藻酸、螯合微量元素、氨基酸等占干物质总量的20％-40％，海藻多糖等物质包含于海藻细胞壁内，如直接使用不能被植物吸收，起不到肥料的营养效果。欲充分利用海藻中的营养物质，必须对海藻进行精致提取。

海藻生物活性成分提取工艺复杂，不易掌握。海藻活性物质提取法主要有化学提取法、物理提取法和生物酶提取法。化学提取法工艺简单，主要是用强酸强碱加热，使海藻细胞破壁，提取现今国内海藻肥生产企业多采用此种方法，但用该方法提取活性物质时，强酸或强碱对多糖、螯合态元素破坏较大，且提取的海藻酸容易产生沉淀，影响肥料使用效果。物理提取法主要是超声提取法和超临界提取法，该方法设备要求高，技术复杂，现今只适合于实验室研究，不适于企业研究及推广。

本发明人利用复合酶解萃取技术和超滤膜分离技术，优化了海藻活性成分的提取工艺，提高了海藻提取物的养分含量和活性，提高了产品质量。

发明内容：

海藻干粉(主要是浒苔、江蓠、马尾藻、海带等藻类干物质)经超微粉碎机剪切匀质、醇提、水提、冷碱液提取、纤维素-蛋白复合酶酶解、超滤膜分离等工艺，可提取出海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等有效成分。该方法有效的提取了生产肥料用的活性物质，进而为生产高效海藻生物水溶把打下了基础。

本发明的关键技术是复合酶的应用，及酶解条件的确定。本发明人选用纤维素酶和蛋白酶分段进行生物化学反应，探索出了酶的加入量在0.1％-1.5％之间，酶解温度控制在45℃-65℃、pH值在4.5-5.5；第一步酶解只加入纤维素，促进海藻的细胞壁初步水解，第二步，加入蛋白酶及少量纤维素酶，主要用水解膜蛋白将海藻膜结构破坏，从而使海藻细胞内多糖类、海藻酸、螯合微量元素物质得以析出。

经酶解后的提取物，通过微米级超滤膜分离技术，分离出分子量超过800万的超高分子物质，使多糖、海藻酸、螯合微量元素得到浓缩，使提取出的活性物质更容易被植物吸收。

附图说明：

图1从海藻中提取肥料用活性物质工艺流程图。

具体实施方式：

选取天然无污染的海藻(主要是浒苔、江蓠、马尾藻、海带等藻类干物质)，经除杂晾晒后，研磨成干粉，以利于保存。提取时，将干粉浸于pH接近中性的水中，经超微粉碎机剪切匀质后，经醇提、水提、冷碱液提取、纤维素-蛋白复合酶酶解、超滤膜分离等步骤，可提取出海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等有效成分，可用来加工海藻肥料。该发明反应条件温和，避免了热的强酸碱对海藻营养物质的破坏。

从海藻中提取肥料用活性物质实施例一：

第一步：海藻干粉与pH接近中性的水按1∶20至1∶10的比例调匀后，进入超微粉碎机剪切匀质。

第二步：匀质后的样品经减压回流，温度控制在50℃-70℃，进行水提；水提后浓缩提取液至原体积的2096以下。初提物置于40倍11％的碱溶液中，在2-6℃范围内提取10小时，用醋酸调节到pH值约7.0，提取完成后离心，收集滤液，滤液中含有分子量小的海藻多糖，经减压蒸馏除盐可得活性物质。滤饼进入下一步处理。

第三步：滤饼1∶10在水中匀质后，投入生化反应罐进行酶解反应。本发明选用纤维素酶和蛋白酶分段进行生物化学反应，酶的加入量在0.1％-1.5％之间，酶解温度控制在45℃-65℃、pH值在4.5-5.5。首先酶解只加入占滤饼总量0.4％纤维素酶，促进海藻的细胞壁初步水解，反应4小时后，再加入占滤饼总量0.3％的蛋白酶，利用用水解膜蛋白将海藻膜结构破坏，使海藻细胞内多糖类、海藻酸、螯合微量元素物质得以析出。

第四步：经酶解后的提取物，通过超滤膜分离技术，分离剔除分子量超过600万的超高分子物质，使多糖、海藻酸、螯合微量元素得到浓缩，浓缩液经减压常温干燥，可得海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等肥料用活性物质，活性物质总收率可达20.7％。

从海藻中提取肥料用活性物质实施例二：

第一步：海藻干粉与pH接近中性的水按1∶20至1∶10的比例调匀后，进入超微粉碎机剪切匀质。

第二步：匀质后的样品经减压浓缩，体积缩为原来10％，加入9倍体积的乙醇，回流3小时，过滤，收集滤液，滤液加压浓缩至膏状，得绿藻初提物。初提物置于40倍11％的碱溶液中，在2-6℃范围内提取10小时，用醋酸调节到pH值约7.0，提取完成后离心，收集滤液，滤液中含有分子量小的海藻多糖，经减压蒸馏除盐可得活性物质。滤饼进入下一步处理。

第三步：滤饼1∶10在水中匀质后，投入生化反应罐进行酶解反应。酶的加入量在0.1％-1.5％之间，酶解温度控制在45℃-65℃、pH值在4.5-5.5。首先加入占滤饼总量0.3％纤维素酶，促进海藻的细胞壁初步水解，反应4小时后，加入占滤饼总量0.3％的蛋白酶及0.1％纤维素酶，利用用水解膜蛋白将海藻膜结构破坏，使海藻细胞内多糖类、海藻酸、螯合微量元素物质得以析出。

第四步：经酶解后的提取物，通过超滤膜分离技术，分离剔除分子量超过600万的超高分子物质，使多糖、海藻酸、螯合微量元素得到浓缩，浓缩液经减压常温干燥，可得海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等肥料用活性物质。活性物质总收率可达23.8％。

Claims (3)

1.一种从海藻中提取肥料用活性物质的方法。

该方法包括：海藻干粉(主要是浒苔、江蓠、马尾藻、海带等藻类干物质)经超微粉碎机剪切匀质、醇提、水提、冷碱液提取、纤维素-蛋白复合酶酶解、超滤膜分离等工艺，来提取出海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等有效成分。

本发明关键技术是复合酶的应用，及酶解条件的确定。本发明人选用纤维素酶和蛋白酶分段进行生物化学反应，探索出了酶的加入量在0.1％-1.59％之间，酶解温度控制在45℃-65℃、pH值在4.5-5.5；第一步酶解只加入纤维素，促进海藻的细胞壁初步水解，第二步，加入蛋白酶及少量纤维素酶，主要用水解膜蛋白将海藻膜结构破坏，从而使海藻细胞内多糖类、海藻酸、螯合微量元素物质得以析出。

2.根据权利要求1工艺方法生产海藻活性物质，可获得海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等多种活性物质。

3.用本发明方法提取的海藻多糖、海藻酸、螯合态微量元素等多种活性物质，可用做海藻肥料生产。