CN111253179A - 一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及海藻肥料生产技术领域，且公开了一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，包括以下步骤：将海藻原料洗净并风干，再将风干后的海藻原料通过粉碎机进行粉碎，制得海藻粉。该多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，通过弱碱将海藻的细胞壁软化并溶胀，在不破坏营养物质活性的前提下，使的其中的一部分活性成分释放出来，为后续复合酶酶解提供了有利条件，再通过复合酶酶解将海藻中剩余的营养物质进一步提取，提高了海藻中有效成分的提取率，最后通过加入复合发酵菌，使得多菌共酵过程中放线菌产生大量抑菌物质，功能性海藻肥料能够起到“药肥合一”的功效，达到简单方便制备高性能海藻肥料的效果。

Description

一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法
技术领域
本发明涉及海藻肥料生产技术领域，具体为一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法。
背景技术
海藻肥中的有效组分经过特殊的处理后，呈极易被植物吸收的活性状态，在使用后的2～3个小时进入植物体内，并具有很快的吸收传导速度，海藻肥中的海藻酸可以降低水的表面张力，在植物表面形成一层薄膜，增大接触面积，使水溶性物质比较容易透过茎叶表面细胞膜进入植物细胞，使植物最有效地吸收海藻提取液中的营养成分，因此如果海藻液体肥和杀虫剂、杀菌剂以及化学肥料混合使用，效果更佳，海藻肥可直接使土壤或通过植物使土壤增加有机质，激活土壤中的各种有效微生物，这些生物可在植物—微生物代谢物循环中起催化剂的作用，使土壤的生物效力增加。
传统的海藻肥料生产一般只是单一的采用物理或化学方法提取海藻中的分营养物质，没有添加发酵微生物菌种，难以真正降解海藻的大分子物质，影响海藻肥料的作用效果，故而提出一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法来解决上述问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，具备肥料功能性强等优点，解决了传统的海藻肥料生产一般只是单一的采用物理或化学方法提取海藻中的分营养物质，没有添加发酵微生物菌种，难以真正降解海藻的大分子物质，影响海藻肥料的作用效果的问题。
(二)技术方案
为实现上述肥料功能性强的目的，本发明提供如下技术方案：一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，包括以下步骤：
1)将海藻原料洗净并风干，再将风干后的海藻原料通过粉碎机进行粉碎，制得海藻粉；
2)将步骤1)中的海藻粉和弱碱水溶液按6～9:1的质量分数比倒入第一反应罐，通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为40～70摄氏度，反应时长为2～3小时，制得原海藻粉溶液；
3)通过向步骤2)中的第一反应罐中加入适量pH缓冲溶液，并通过搅拌器搅拌均匀，调节原海藻粉溶液的pH值，并使得原海藻粉溶液的pH值为6.5～7.5，制得中性海藻粉溶液；
4)通过向步骤3)中的第一反应罐中加入适量复合酶，并通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为20～40摄氏度，反应时长为12～24小时，制得水解海藻粉溶液；
5)将步骤4)中的水解海藻粉溶液倒入离心机进行离心处理，并除去水解海藻粉溶液中的杂质，制得过滤海藻粉溶液；
6)将步骤5)中的过滤海藻粉溶液和复合发酵菌溶液按20～50:1的质量分数比倒入第二反应罐，通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为25～40摄氏度，反应时长为20～30分钟，制得发酵海藻粉溶液；
7)将步骤6)中的发酵海藻粉溶液倒入真空减压浓缩器并采用减压浓缩法将发酵海藻粉溶液制成可溶性固体含量为15％～30％的浓缩海藻粉溶液；
8)将步骤7)中的浓缩发酵海藻粉溶液倒入喷雾干燥机内部进行干燥，从而制得功能性海藻肥料。
优选的，所述步骤1)中的海藻原料为巨型螺旋藻、泡叶藻和褐藻属海带等中的一种或多种组合。
优选的，所述步骤2)中的弱碱水溶液的浓度为0.002～0.005g/ml，所述弱碱为Al(OH)3氢氧化铝、Cu(OH)2氢氧化铜、Fe(OH)2氢氧化亚铁、Fe(OH)3氢氧化铁和Zn(OH)2氢氧化锌等中的一种或多种组合。
优选的，所述步骤3)中的pH缓冲溶液为磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢盐和磷酸盐等中的一种或多种组合水溶液。
优选的，所述步骤4)中的复合酶为蛋白酶、果胶酶、纤维素酶、裂解酶及氧化还原酶类等中的一种或多种组合。
优选的，所述步骤6)中的复合发酵菌为衣芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌中的一种或多种组合。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，具备以下有益效果：
该多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，通过海藻原料洗净并风干从而初步对海藻原料进行除杂，再通过离心机对水解海藻粉溶液进行二次除杂，达到简单方便多重除杂的效果，从而提高了该功能性海藻肥料精纯度，通过弱碱将海藻的细胞壁软化并溶胀，在不破坏营养物质活性的前提下，使的其中的一部分活性成分释放出来，为后续复合酶酶解提供了有利条件，再通过复合酶酶解将海藻中剩余的营养物质进一步提取，提高了海藻中有效成分的提取率，最后通过加入复合发酵菌，使得多菌共酵过程中放线菌产生大量抑菌物质，功能性海藻肥料能够起到“药肥合一”的功效，达到简单方便制备高性能海藻肥料的效果，同时，通过两段提取工艺既提高了海藻中活性成分如细胞***素、植物生长素、赤霉素、甜菜碱和酚类化合物的含量，又有效地减少复合酶的用量，提高了生产制造的经济效益，使得该功能性海藻肥料的方法便于推广。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，包括以下步骤：
1)将海藻原料洗净并风干，再将风干后的海藻原料通过粉碎机进行粉碎，制得海藻粉；
2)将步骤1)中的海藻粉和弱碱水溶液按6～9:1的质量分数比倒入第一反应罐，通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为40～50摄氏度，反应时长为2～3小时，制得原海藻粉溶液；
3)通过向步骤2)中的第一反应罐中加入适量pH缓冲溶液，并通过搅拌器搅拌均匀，调节原海藻粉溶液的pH值，并使得原海藻粉溶液的pH值为6.5～7.5，制得中性海藻粉溶液；
4)通过向步骤3)中的第一反应罐中加入适量复合酶，并通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为20～25摄氏度，反应时长为12～24小时，制得水解海藻粉溶液；
5)将步骤4)中的水解海藻粉溶液倒入离心机进行离心处理，并除去水解海藻粉溶液中的杂质，制得过滤海藻粉溶液；
6)将步骤5)中的过滤海藻粉溶液和复合发酵菌溶液按20～50:1的质量分数比倒入第二反应罐，通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为25～40摄氏度，反应时长为20～30分钟，制得发酵海藻粉溶液；
7)将步骤6)中的发酵海藻粉溶液倒入真空减压浓缩器并采用减压浓缩法将发酵海藻粉溶液制成可溶性固体含量为15％～30％的浓缩海藻粉溶液；
8)将步骤7)中的浓缩发酵海藻粉溶液倒入喷雾干燥机内部进行干燥，从而制得功能性海藻肥料。
所述步骤1)中的海藻原料为巨型螺旋藻、泡叶藻和褐藻属海带等中的一种或多种组合。
所述步骤2)中的弱碱水溶液的浓度为0.002～0.005g/ml，所述弱碱为Al(OH)3氢氧化铝、Cu(OH)2氢氧化铜、Fe(OH)2氢氧化亚铁、Fe(OH)3氢氧化铁和Zn(OH)2氢氧化锌等中的一种或多种组合。
所述步骤3)中的pH缓冲溶液为磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢盐和磷酸盐等中的一种或多种组合水溶液。
所述步骤4)中的复合酶为蛋白酶、果胶酶、纤维素酶、裂解酶及氧化还原酶类等中的一种或多种组合。
所述步骤6)中的复合发酵菌为衣芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌中的一种或多种组合。
实施例二：一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，包括以下步骤：
1)将海藻原料洗净并风干，再将风干后的海藻原料通过粉碎机进行粉碎，制得海藻粉；
2)将步骤1)中的海藻粉和弱碱水溶液按6～9:1的质量分数比倒入第一反应罐，通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为50～60摄氏度，反应时长为2～3小时，制得原海藻粉溶液；
3)通过向步骤2)中的第一反应罐中加入适量pH缓冲溶液，并通过搅拌器搅拌均匀，调节原海藻粉溶液的pH值，并使得原海藻粉溶液的pH值为6.5～7.5，制得中性海藻粉溶液；
4)通过向步骤3)中的第一反应罐中加入适量复合酶，并通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为26～34摄氏度，反应时长为12～24小时，制得水解海藻粉溶液；
5)将步骤4)中的水解海藻粉溶液倒入离心机进行离心处理，并除去水解海藻粉溶液中的杂质，制得过滤海藻粉溶液；
6)将步骤5)中的过滤海藻粉溶液和复合发酵菌溶液按20～50:1的质量分数比倒入第二反应罐，通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为25～40摄氏度，反应时长为20～30分钟，制得发酵海藻粉溶液；
7)将步骤6)中的发酵海藻粉溶液倒入真空减压浓缩器并采用减压浓缩法将发酵海藻粉溶液制成可溶性固体含量为15％～30％的浓缩海藻粉溶液；
8)将步骤7)中的浓缩发酵海藻粉溶液倒入喷雾干燥机内部进行干燥，从而制得功能性海藻肥料。
所述步骤1)中的海藻原料为巨型螺旋藻、泡叶藻和褐藻属海带等中的一种或多种组合。
所述步骤2)中的弱碱水溶液的浓度为0.002～0.005g/ml，所述弱碱为Al(OH)3氢氧化铝、Cu(OH)2氢氧化铜、Fe(OH)2氢氧化亚铁、Fe(OH)3氢氧化铁和Zn(OH)2氢氧化锌等中的一种或多种组合。
所述步骤3)中的pH缓冲溶液为磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢盐和磷酸盐等中的一种或多种组合水溶液。
所述步骤4)中的复合酶为蛋白酶、果胶酶、纤维素酶、裂解酶及氧化还原酶类等中的一种或多种组合。
所述步骤6)中的复合发酵菌为衣芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌中的一种或多种组合。
实施例三：一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，包括以下步骤：
1)将海藻原料洗净并风干，再将风干后的海藻原料通过粉碎机进行粉碎，制得海藻粉；
2)将步骤1)中的海藻粉和弱碱水溶液按6～9:1的质量分数比倒入第一反应罐，通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为60～70摄氏度，反应时长为2～3小时，制得原海藻粉溶液；
3)通过向步骤2)中的第一反应罐中加入适量pH缓冲溶液，并通过搅拌器搅拌均匀，调节原海藻粉溶液的pH值，并使得原海藻粉溶液的pH值为6.5～7.5，制得中性海藻粉溶液；
4)通过向步骤3)中的第一反应罐中加入适量复合酶，并通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为36～40摄氏度，反应时长为12～24小时，制得水解海藻粉溶液；
5)将步骤4)中的水解海藻粉溶液倒入离心机进行离心处理，并除去水解海藻粉溶液中的杂质，制得过滤海藻粉溶液；
6)将步骤5)中的过滤海藻粉溶液和复合发酵菌溶液按20～50:1的质量分数比倒入第二反应罐，通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为25～40摄氏度，反应时长为20～30分钟，制得发酵海藻粉溶液；
7)将步骤6)中的发酵海藻粉溶液倒入真空减压浓缩器并采用减压浓缩法将发酵海藻粉溶液制成可溶性固体含量为15％～30％的浓缩海藻粉溶液；
8)将步骤7)中的浓缩发酵海藻粉溶液倒入喷雾干燥机内部进行干燥，从而制得功能性海藻肥料。
所述步骤1)中的海藻原料为巨型螺旋藻、泡叶藻和褐藻属海带等中的一种或多种组合。
所述步骤2)中的弱碱水溶液的浓度为0.002～0.005g/ml，所述弱碱为Al(OH)3氢氧化铝、Cu(OH)2氢氧化铜、Fe(OH)2氢氧化亚铁、Fe(OH)3氢氧化铁和Zn(OH)2氢氧化锌等中的一种或多种组合。
所述步骤3)中的pH缓冲溶液为磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢盐和磷酸盐等中的一种或多种组合水溶液。
所述步骤4)中的复合酶为蛋白酶、果胶酶、纤维素酶、裂解酶及氧化还原酶类等中的一种或多种组合。
所述步骤6)中的复合发酵菌为衣芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌中的一种或多种组合。
本发明的有益效果是：通过海藻原料洗净并风干从而初步对海藻原料进行除杂，再通过离心机对水解海藻粉溶液进行二次除杂，达到简单方便多重除杂的效果，从而提高了该功能性海藻肥料精纯度，通过弱碱将海藻的细胞壁软化并溶胀，在不破坏营养物质活性的前提下，使的其中的一部分活性成分释放出来，为后续复合酶酶解提供了有利条件，再通过复合酶酶解将海藻中剩余的营养物质进一步提取，提高了海藻中有效成分的提取率，最后通过加入复合发酵菌，使得多菌共酵过程中放线菌产生大量抑菌物质，功能性海藻肥料能够起到“药肥合一”的功效，达到简单方便制备高性能海藻肥料的效果，同时，通过两段提取工艺既提高了海藻中活性成分如细胞***素、植物生长素、赤霉素、甜菜碱和酚类化合物的含量，又有效地减少复合酶的用量，提高了生产制造的经济效益，使得该功能性海藻肥料的方法便于推广。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将海藻原料洗净并风干，再将风干后的海藻原料通过粉碎机进行粉碎，制得海藻粉；
2)将步骤1)中的海藻粉和弱碱水溶液按6～9:1的质量分数比倒入第一反应罐，通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为40～70摄氏度，反应时长为2～3小时，制得原海藻粉溶液；
3)通过向步骤2)中的第一反应罐中加入适量pH缓冲溶液，并通过搅拌器搅拌均匀，调节原海藻粉溶液的pH值，并使得原海藻粉溶液的pH值为6.5～7.5，制得中性海藻粉溶液；
4)通过向步骤3)中的第一反应罐中加入适量复合酶，并通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为20～40摄氏度，反应时长为12～24小时，制得水解海藻粉溶液；
5)将步骤4)中的水解海藻粉溶液倒入离心机进行离心处理，并除去水解海藻粉溶液中的杂质，制得过滤海藻粉溶液；
6)将步骤5)中的过滤海藻粉溶液和复合发酵菌溶液按20～50:1的质量分数比倒入第二反应罐，通过搅拌器搅拌均匀，反应温度为25～40摄氏度，反应时长为20～30分钟，制得发酵海藻粉溶液；
7)将步骤6)中的发酵海藻粉溶液倒入真空减压浓缩器并采用减压浓缩法将发酵海藻粉溶液制成可溶性固体含量为15％～30％的浓缩海藻粉溶液；
8)将步骤7)中的浓缩发酵海藻粉溶液倒入喷雾干燥机内部进行干燥，从而制得功能性海藻肥料。
2.根据权利要求1所述的一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，其特征在于：所述步骤1)中的海藻原料为巨型螺旋藻、泡叶藻和褐藻属海带等中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，其特征在于：所述步骤2)中的弱碱水溶液的浓度为0.002～0.005g/ml，所述弱碱为Al(OH)3氢氧化铝、Cu(OH)2氢氧化铜、Fe(OH)2氢氧化亚铁、Fe(OH)3氢氧化铁和Zn(OH)2氢氧化锌等中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，其特征在于：所述步骤3)中的pH缓冲溶液为磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢盐和磷酸盐等中的一种或多种组合水溶液。
5.根据权利要求1所述的一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，其特征在于：所述步骤4)中的复合酶为蛋白酶、果胶酶、纤维素酶、裂解酶及氧化还原酶类等中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的一种多菌种共酵海藻制备功能性海藻肥料的方法，其特征在于：所述步骤6)中的复合发酵菌为衣芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌中的一种或多种组合。
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