CN112573961A - 一种城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥、生产工艺及其应用 - Google Patents

一种城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥、生产工艺及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥、生产工艺及其应用，所述的生产工艺，包括如下步骤：(1)原料收集；(2)预处理；(3)蒸煮水解；(4)复合酶解；(5)过滤杂质；(6)调节调整；(7)灌装保存。本发明基于垃圾处理角度出发，利用分子生物学、酶工程和植物营养学技术，采用多种生物酶复合酶解技术方案，从生鲜垃圾中提取蛋白肽应用于农业种植领域。一方面解决了城市生鲜垃圾处理的难题，处理过程中基本不产生废水废渣，环保高效；另一方面，采取营养资源循环利用方式，为农业有机种植提供新的思路和解决方案。

Description

一种城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥、生产工艺及 其应用
技术领域
本发明属于液体微肽肥制备技术领域，具体涉及一种城市生鲜垃 圾复合酶解生产的液体微肽肥、生产工艺及其应用。
背景技术
城市生鲜垃圾处理是现在各大城市的一个难题，每天城市中都会 大量从菜市场、超市、三鸟屠宰市场、水产市场、猪、牛、羊屠宰厂 等地方产生生鲜垃圾。其中包括屠宰鱼、鸡、鸭、鹅、猪、牛、羊的 下脚料，如鱼鳃、鱼肠、鱼头鱼骨、鱼皮鱼鳞、鸡肠，不新鲜的死鱼 死虾、过期的肉品、过期或轻微变质的肉类冻品、罚没僵尸肉等。这 类垃圾通常可以被轻易分类，但却不能很好的处理，现在主流的处理 方案是填埋，这样不但占用大量土地，更因为这类动物肉品营养丰富， 在填埋中滋生大量微生物，产生包括丙酸、丁酸、肼类、胼类、苯类、醌类等有毒有害物质，不但影响环境，还可能污染土壤和地下水源。
如果将这些垃圾采用焚烧的方式处理，由于这类垃圾含水量高， 在大量进入焚烧炉时，可以短时间降低炉温，导致二恶英产生可能性 大幅提升，存在着严重的空气污染分风险。同时，由于炉温下降，需 要花费更多的燃料提高炉温，焚烧成本增加。
然而这些动物源肉类，其中含有丰富的蛋白质营养、多糖、脂类 和微量元素。过去在果树下埋下死去的猫狗或鱼，第二年果树往往生 长良好，果实甜美。正是由于动物源营养物质给予植物极大的生长支 持，即使通过腐败发酵，通过微生物分解后，仍有一定的营养蛋白和 营养氨基酸等物质，给予植物良好的营养效果，相对于新型化肥(复 合肥)和发酵有机肥(牛粪羊粪发酵、猪粪鸡粪发酵、秸秆麸皮发酵、 干草发酵或者沼气发酵的沼渣混合的有机肥)，这类动物源蛋白对植 物的影响更加明显有效，是有机肥技术发展的方向。这也是市面上某 些含氨基酸水溶肥、鱼蛋白肥推出的基本思路。
植物和动物的细胞膜上都有为主动吸收小分子蛋白肽的通道，可 以更好的吸收小分子蛋白肽，而提高氨基酸的吸收和利用效率。这样 的通道可以吸收分子量从150～750道尔顿左右，再大的蛋白肽分子 就比较难被细胞主动吸收，只能通过进一步分解，变成小分子供细胞 吸收。
提取动物蛋白的技术方案主要分为2种：酸碱处理法和生物酶解 法。酸碱处理法对动物蛋白的分解较强力，相对成本较低，但在处理 过程中会产生水或空气的污染。同时酸碱法对蛋白的破坏作用较大， 很多蛋白在处理过程中很容易流失，产品出生率低，在预处理阶段就 可以损失8～12％的蛋白。而采用生物酶解法对酶的选择、酶解反应 的控制都更为复杂，因此导致此方法更多用于人用蛋白提取技术和工 艺，对于农业蛋白提取的应用较少，成本较高，技术控制难度也较大。
现有技术中的“鱼蛋白有机肥”、“深海鱼蛋白水溶肥”、“含 氨基酸水溶肥”、“海藻提取物蛋白肥”等名称和宣称为“蛋白”为 有效成分的水态肥料，经过对样品进行蛋白质检测和氨基酸检测，通 过质谱分析，大多数为使用微生物法培养提取的氨基酸粉调配型产品，也有用海藻酸碱处理或发酵处理得到的含有氨基酸的液体和半液 体肥料。因为使用生鲜材料，传统技术提取出来的蛋白短时间就会腐 坏发臭，无法上市成为产品。
发明内容
本发明提供一种城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥、生产 工艺及其应用，以解决在农业蛋白提取的应用中，成本较高，技术控 制难度也较大等实际技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，包括 如下步骤：
(1)原料收集：收集城市生鲜垃圾为原料；
(2)预处理：将步骤1收集得到的原料用绞肉机或斩碎机破碎 成40～80目的碎块或肉末，破碎过程中加0.3～0.5倍质量的水，制得 浆料；
(3)蒸煮水解：向步骤2处理好的料浆中加入0.5～1.4倍质量 的水，搅拌均匀，对料浆进行pH值调节，调节至7.5～9.5，持续搅 拌逐步升温至85～95℃，恒温水解1～2h；
(4)复合酶解：将步骤3水解好的料液连固体渣一起，加入水， 接着调节料液温度到50～60℃，搅拌均匀，使用液体氢氧化钠调节 pH值至8.0～9.0；按照原料质量的0.25～0.65％加入复合生物酶，所 述复合生物酶包括10～16份木瓜酶、30～45份的碱性蛋白酶、40～ 60份的枯草芽孢杆菌蛋白酶，恒温持续搅拌酶解2～3h；
(5)过滤杂质：先用80～120目布袋过滤，滤除料液中的大块 不溶物；然后用板框过滤滤除200～300目的固体不溶物；最后用 100～200纳米陶瓷膜进行精密过滤，滤除所有不溶物；
(6)调节调整：向步骤5完成的滤液中加入冰醋酸25～32份和 盐酸8～13份调节pH值至3.5～4.5，接着加入乳酸钠搅拌均匀至完 全融化；
(7)灌装保存：包装瓶消毒清洗，采用自动灌装方式，将步骤 6调整好的蛋白微肽液灌装成成品。
进一步地，步骤(1)中所述原料包括鱼、鸡、鸭、猪、牛或羊 产生的下脚废料，或是水产废弃物，再或是过期或轻微异味的肉品产 品。
进一步地，步骤(3)中使用磷酸三钾对料浆进行pH值调节。
进一步地，步骤(4)中所述液体氢氧化钠的浓度的质量分数为 2～6％。
进一步地，步骤(4)中所述木瓜酶酶活10～15万U/g，碱性蛋 白酶酶活10～20万U/g，枯草芽孢杆菌蛋白酶酶活10～20万U/g。
进一步地，步骤(6)中所述冰醋酸的质量分数为92～98％。
进一步地，步骤(6)中所述盐酸的质量分数为3～5％。
进一步地，步骤(6)中加入乳酸钠的质量为总液体质量分数的 0.1～0.5％。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明选择起始高pH值，碱性蛋白酶处于最适pH值，碱 性蛋白酶处于优势反应状态，枯草芽孢杆菌蛋白酶和木瓜酶不在最佳 pH值，活性不高，不发挥主要酶解作用；通过酶解反应产生的氨基 酸官能团调整整个反应体系的pH下降，让底物的pH值进入木瓜酶的中性反应最适阶段，此时碱性蛋白酶仍然有一定的反应活性，而枯 草芽孢杆菌蛋白酶的活性也开始升高，这是酶解反应进入全面酶解阶 段；随着反应进行，pH值进一步下降进入5.5～6的阶段，碱性蛋白 酶活性进一步下降，木瓜酶的活性也离开最佳反应阶段，而枯草芽孢 杆菌酶的活性仍处在较高水平，这样不但延续了蛋白水解的进程，同 时确保不同时期不同蛋白酶反应过度，酶解过深的情况。由于初期碱 性蛋白酶的作用，大分子蛋白质已经部分水解，大多蛋白质都已经溶 解进入水溶液，在确保了蛋白质收成的同时，充分发挥不同蛋白酶最 佳的反应条件；而在不适反应条件下，由于有其他是适合的酶在工作， 既不会让酶解速度下降，又可以让辅助酶限制优势酶，不会过度酶解。 通过平衡各种酶之间的比例，达到最佳的蛋白质酶解效果。
(2)本发明核心就在于采用三种生物酶，在连续酶解过程中形 成辅酶效应，从而提高了酶解控制度、增加了酶解深度，得到更好的 蛋白肽提取率。通过多次试验分析和对比结果，我们发现在pH>7.5 时碱性蛋白酶主要发挥作用，而此时，木瓜酶和枯草芽孢杆菌酶在一 定程度上限制了碱性蛋白酶的反应结合位点，尤其是枯草芽孢杆菌酶 可以同时进入大分子蛋白质的酶切位点，因此抢占了一部分酶解位 点，在限制碱性蛋白酶反应强度的同时，快速将大分子蛋白质切断为 小分子蛋白质，更充分的将不溶解蛋白质转化为可溶的小分子蛋白； 当pH值随着反应进程减小的时候，枯草芽孢杆菌酶和木瓜酶，逐步 增加活性，同时碱性蛋白酶仍然产生作用，在结合位点的同时限制木 瓜酶的反应强度，形成互为辅酶的效果。整个酶解过程在一个动态平 衡中进行，通过观察可以发现pH值在这个过程中会在7.5～7.0区间 形成一个平台期，pH值会保持几乎不变，次过程中酶解反应的主动 权发生转移，蛋白质在不产生过多游离态氨基酸的情况下进一步酶解 变小，在6.5～5.5过程中也会产生多个平台状态，这在传统酶解反应 中未发现，一般都是一路缓慢下降的。可以知道本发明设计的复合酶 解过程，达到了减少蛋白质边缘破坏，产生更稳定蛋白肽的目标。
(3)本发明的工艺原理有三个部分：第一是起始pH的设计； 第二是复合酶的组合使用；三是酸化防腐的应用。传统上一般生鲜垃 圾大多是填埋或者焚烧。而本发明采用生化酶解技术，提取蛋白营养 用于农业，做有机肥使用，形成资源循环利用。而不同于一般有机肥 加工技术使用粗酶解+细菌发酵的方式制取肥料，本发明采用复合酶 解，高pH值启动酶解，可以更好的控制反应过程中的微生物数量， 确保垃圾处理过程中的微生物安全，不会有过多杂菌介入，同时蛋白 质被微生物分解的量会降低，营养回收率会上升。
(4)本发明相对于发酵方法处理生鲜垃圾，避免了由于菌种品 类导致的不能与厨余垃圾共同处理的难题，同时避免了由于发酵导致 的营养大幅消耗的问题。
(5)本发明相对于填埋的方式处理生鲜垃圾，避免了对土地的 占用，消除了对土壤和地下水可能产生的污染风险。
(6)相对于焚烧的方式处理生鲜垃圾，降低了能源损耗，并将 这部分营养循环利用，从单纯的处理垃圾，到创造价值；也在一定程 度上避免了由于生鲜垃圾水分过高引起焚烧炉突然降温而产生二恶 英的风险。
(7)本发明相对采用酸碱法提取蛋白的方法，没有任何环境污 染风险，蛋白提取度高，成品蛋白肽分子量可控。
(8)相对单一生物酶法处理生鲜垃圾，本发明采用简易化流程， 控制和操作简便，却有更好的分子量控制和酶解提取率。
(9)本发明所提出的复合酶解工艺技术，可以高效安全的处理 城市生鲜垃圾，将其中蛋白营养提取出来，并加工成能够被植物快速 吸收利用的蛋白微肽(蛋白肽分子量分布在350～1050道尔顿之间的 小分子蛋白肽，可被植物细胞通过大分子通道直接吸收利用的蛋白肽 分子)。可以应用在城市垃圾减量分类、农业有机肥推广、化肥农药 减量增效、地方特色品牌农产品建设培育、有机菜篮子工程建设等领 域。
(10)本发明可充分发挥循环经济特性，将垃圾处理变废为宝， 可广泛应用在瓜果蔬菜等农作物种植上，提高作物对土壤中肥料的吸 收和利用效果，增加作物产量，还原和提高作物风味口感，增加农产 品品质，创造更大的农产品经济价值。也可以逐步改善土壤营养结构 和微生物体系，使土壤微环境得到改善和恢复，从而达到土壤改良的 目的。另一方面，也可以根据不同作物对微量元素的需求，开发更多 专属性强、针对提高功能的有机肥产品。
(11)本发明基于垃圾处理角度出发，利用分子生物学、酶工程 和植物营养学技术，采用多种生物酶复合酶解技术方案，从生鲜垃圾 中提取蛋白肽应用于农业种植领域。一方面解决了城市生鲜垃圾处理 的难题，处理过程中基本不产生废水废渣，环保高效；另一方面，采 取营养资源循环利用方式，为农业有机种植提供新的思路和解决方 案。
(12)蛋白质和蛋白肽的营养丰富，是微生物生长的基本营养物 质，因此保存和防腐比较难，尤其对农业有机肥产品，需要控制成本， 不可能采用高价的防腐方案，因此难以产品化，而本发明采用创新的 生化酶解生产蛋白肽有机肥，在低成本的情况下实现突破技术壁垒， 已经是国内较为领先的生物有机肥技术，具有较大的经济效益和社会 效益。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，现采用以下实施例加以说明，以下实施 例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
以下实施例中，所述城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的 生产工艺，包括如下步骤：
(1)原料收集：收集城市生鲜垃圾为原料，原料主要是菜市场、 超市等地方屠宰鱼、鸡、鸭、猪、牛、羊等产生的下脚废料，通过垃 圾分类整理统一收集得到，另外还有些不能售卖的死鱼死虾等水产废 弃物，过期或轻微异味的肉品产品等；
(2)预处理：将步骤1收集得到的原料用绞肉机或斩碎机破碎 成40～80目的碎块或肉末，破碎过程中加0.3～0.5倍质量的水，制得 浆料；
(3)蒸煮水解：向步骤2处理好的料浆中加入0.5～1.4倍质量 的水，搅拌均匀，使用磷酸三钾对料浆进行pH值调节，调节至7.5～ 9.5，持续搅拌逐步升温至85～95℃，恒温水解1～2h，根据原料水 解难度调节温度、pH值和时间，以达到最佳的水解效果；
(4)复合酶解：将步骤3水解好的料液连固体渣一起，加入约 1倍原料质量的水，调节料液温度到50～60℃，搅拌均匀，使用液体 氢氧化钠(浓度的质量分数为2～6％)调节pH值至8.0～9.0；按照 原料质量的0.25～0.65％加入复合生物酶(所述复合生物酶包括10～16份木瓜酶、30～45份的碱性蛋白酶、40～60份的枯草芽孢杆菌蛋 白酶，所述木瓜酶酶活10～15万U/g，碱性蛋白酶酶活10～20万 U/g，枯草芽孢杆菌蛋白酶酶活10～20万U/g)，恒温持续搅拌酶解 2～3h；
(5)过滤杂质：采用3级过滤方式，先用80～120目布袋过滤， 滤除料液中的大块不溶物；然后用板框过滤滤除200～300目的固体 不溶物；最后用100～200纳米陶瓷膜进行精密过滤，滤除所有不溶 物；
(6)调节调整：向步骤5完成的滤液中加入冰醋酸25～32份和 盐酸8～13份调节pH值至3.5～4.5，所述冰醋酸的质量分数为92～ 98％)，盐酸的质量分数为3～5％，接着加入乳酸钠(总液体质量分 数的0.1～0.5％)搅拌均匀至完全融化；
(7)灌装保存：包装瓶消毒清洗，采用自动灌装方式，将步骤 6调整好的蛋白微肽液灌装成成品。
下面通过更具体的实施例加以说明。
实施例1
一种城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，包括 如下步骤：
(1)原料收集：收集来自菜市场鱼类宰杀下脚料和部分死鱼共 500kg原料；
(2)预处理：将步骤1收集得到的原料加200kg水用绞肉机绞 肉破碎成40目的肉末；
(3)蒸煮水解：向步骤2处理好的料浆中加入350kg水，搅拌 均匀，使用磷酸三钾对料浆进行pH值调节，调节至8.5，持续搅拌 逐步升温至89℃，恒温水解1.5h，至料液流动性提高，基本无颗粒 感；
(4)复合酶解：将步骤3水解好的料液连固体渣一起，加入500kg 的水，调节料液温度到58℃，搅拌均匀，使用液体氢氧化钠(浓度 的质量分数为5％)调节pH值至8.0；按照原料质量的0.45％加入复 合生物酶(所示复合生物酶由13份木瓜酶、32份的动植物蛋白水解酶、50份的枯草芽孢杆菌蛋白酶组成，所述木瓜酶酶活15万U/g， 动植物蛋白水解酶酶活20万U/g，枯草芽孢杆菌蛋白酶酶活20万 U/g)，恒温持续搅拌酶解2h；
(5)过滤杂质：采用3级过滤方式，先用80目布袋过滤，滤除 料液中的大块不溶物；然后用板框过滤滤除200目以上的固体不溶 物；最后用200纳米陶瓷膜进行精密过滤，滤除所有不溶物；
(6)调节调整：向步骤5完成的滤液中加入冰醋酸28份和盐酸 10份调节pH值至4.0，所述冰醋酸的质量分数为98％，盐酸的质量 分数为4％，接着加入乳酸钠(总液体质量分数的0.3％)搅拌均匀至 完全融化；
(7)灌装保存：包装瓶消毒清洗，采用自动灌装方式，将步骤 6调整好的蛋白微肽液1000L灌装成成品。
实施例2
一种城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，包括 如下步骤：
(1)原料收集：收集来自菜市场和超市鱼类宰杀鱼肠和部分死 鱼共500kg原料；
(2)预处理：将步骤1收集得到的原料加150kg水用绞肉机破 碎成40目的肉末；
(3)蒸煮水解：向步骤2处理好的料浆中加入600kg水，搅拌 均匀，使用磷酸三钾对料浆进行pH值调节，调节至9.5，持续搅拌 逐步升温至90℃，恒温水解2h；
(4)复合酶解：将步骤3水解好的料液连固体渣一起，加入500kg 的水，调节料液温度到55℃，搅拌均匀，使用液体氢氧化钠(浓度 的质量分数为5％)调节pH值至8.0；按照原料质量的0.5％加入复合 生物酶(所述复合生物酶由10份木瓜酶、40份的动植物蛋白水解酶、 50份的枯草芽孢杆菌蛋白酶组成，所述木瓜酶酶活15万U/g，动植 物蛋白水解酶酶活20万U/g，枯草芽孢杆菌蛋白酶酶活20万U/g)， 恒温持续搅拌酶解2h；
(5)过滤杂质：采用3级过滤方式，先用80目布袋过滤，滤除 料液中的大块不溶物；然后用板框过滤滤除200目以上的固体不溶 物；最后用200纳米陶瓷膜进行精密过滤，滤除所有不溶物；
(6)调节调整：向步骤5完成的滤液中加入冰醋酸30份和盐酸 10份调节pH值至4.0，所述冰醋酸的质量分数为98％，盐酸的质量 分数为4％，接着加入乳酸钠(总液体质量分数的0.4％)搅拌均匀至 完全融化；
(7)灌装保存：包装瓶消毒清洗，采用自动灌装方式，将步骤 6调整好的蛋白微肽液1200L灌装成成品。
实施例3
一种城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，包括 如下步骤：
(1)原料收集：收集市场屠宰的鸡肠和其他禽类下水废料300kg 原料；
(2)预处理：将收集得到的原料加150kg水用绞肉机破碎成40 目的碎块；
(3)蒸煮水解：向步骤2处理好的料浆中加入400kg水，搅拌 均匀，使用磷酸三钾对料浆进行pH值调节，调节至9.0，持续搅拌 逐步升温至95℃，恒温水解2h；
(4)复合酶解：将步骤3水解好的料液连固体渣一起，加入310kg 的水，调节料液温度到57℃，搅拌均匀，使用液体氢氧化钠(浓度 的质量分数为5％)调节pH值至9.0；按照原料质量的0.6％加入复合 生物酶(所述复合生物酶由16份木瓜酶、45份的动植物蛋白水解酶、 40份的枯草芽孢杆菌蛋白酶组成，所述木瓜酶酶活15万U/g，动植 物蛋白水解酶酶活20万U/g，枯草芽孢杆菌蛋白酶酶活20万U/g)， 恒温持续搅拌酶解3h；
(5)过滤杂质：采用3级过滤方式，先用80目布袋过滤，滤除 料液中的大块不溶物；然后用板框过滤滤除200目以上的固体不溶 物；最后用200纳米陶瓷膜进行精密过滤，滤除所有不溶物；
(6)调节调整：在步骤5完成的滤液中加入冰醋酸32份和盐酸 12份调节pH值至4.0，所述冰醋酸的质量分数为98％，盐酸的质量 分数为4％，接着加入乳酸钠(总液体质量分数的0.5％)搅拌均匀至 完全融化；
(7)灌装保存：包装瓶消毒清洗，采用自动灌装方式，将步骤 6调整好的蛋白微肽液800L灌装成成品。
实施例4
一种城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，包括 如下步骤：
(1)原料收集：收集菜市场和超市的鱼肠、鱼鳃320kg和鸡肠 下水160kg，共480kg作为原料；
(2)预处理：将步骤1收集得到的原料加180kg水用绞肉机破 碎成40目的肉末；
(3)蒸煮水解：向步骤2处理好的料浆中加入650kg水，搅拌 均匀，使用磷酸三钾对料浆进行pH值调节，调节至9.0，持续搅拌 逐步升温至92℃，恒温水解2h；
(4)复合酶解：将步骤3水解好的料液连固体渣一起，加入480kg 的水，调节料液温度到55℃，搅拌均匀，使用液体氢氧化钠(浓度 的质量分数为5％)调节pH值至8.5；按照原料质量的0.55％加入复 合生物酶(所述复合生物酶由16份木瓜酶、40份的动植物蛋白水解酶、45份的枯草芽孢杆菌蛋白酶组成，所述木瓜酶酶活15万U/g， 动植物蛋白水解酶酶活20万U/g，枯草芽孢杆菌蛋白酶酶活20万 U/g)，恒温持续搅拌酶解2.5h；
(5)过滤杂质：采用3级过滤方式，先用80目布袋过滤，滤除 料液中的大块不溶物；然后用板框过滤滤除200目以上的固体不溶 物；最后用200纳米陶瓷膜进行精密过滤，滤除所有不溶物；
(6)调节调整：在步骤4完成的滤液中加入冰醋酸28份和盐酸 13份调节pH值至4.0，所述冰醋酸的质量分数为98％，盐酸的质量 分数为4％)，接着加入乳酸钠(总液体质量分数的0.35％)搅拌均 匀至完全融化；
(7)灌装保存：包装瓶消毒清洗，采用自动灌装方式，将步骤6调整好的蛋白微肽液1250L灌装成成品。
实施例5
一种城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，包括 如下步骤：
(1)原料收集：收集菜市场和超市的鱼肠、鱼鳃200kg和鸡肠 下水350kg，共550kg作为原料；
(2)预处理：将步骤1收集得到的原料加220kg水用绞肉机破 碎成40目的肉末；
(3)蒸煮水解：向步骤2处理好的料浆中加入650kg水，搅拌 均匀，使用磷酸三钾对料浆进行pH值调节，调节至8.5，持续搅拌 逐步升温至85℃，恒温水解2h；
(4)复合酶解：将步骤3水解好的料液连固体渣一起，加入560kg 的水，调节料液温度到53℃，搅拌均匀，使用液体氢氧化钠(浓度 的质量分数为5％)调节pH值至8.0；按照原料质量的0.45％加入复 合生物酶(所述复合生物酶由16份木瓜酶、30份的动植物蛋白水解酶、45份的枯草芽孢杆菌蛋白酶组成，所述木瓜酶酶活15万U/g， 动植物蛋白水解酶酶活20万U/g，枯草芽孢杆菌蛋白酶酶活20万 U/g)，恒温持续搅拌酶解2h；
(5)过滤杂质：采用3级过滤方式，先用80目布袋过滤，滤除 料液中的大块不溶物；然后用板框过滤滤除200目以上的固体不溶 物；最后用200纳米陶瓷膜进行精密过滤，滤除所有不溶物；
(6)调节调整：项步骤5完成的滤液中加入冰醋酸25份和盐酸10份调节pH值至4.0，所述冰醋酸的质量分数为98％，盐酸的质量 分数为4％，接着加入乳酸钠(总液体质量分数的0.3％)搅拌均匀至 完全融化；
(7)灌装保存：包装瓶消毒清洗，采用自动灌装方式，将步骤 6调整好的蛋白微肽液1550L灌装成成品。
对比例1
现有技术生产的氨基酸水溶肥，为绿陇多维氨基酸含微量元素肥 叶面肥料，制备工艺包括：采用微生物枯草芽孢杆菌发酵生产的胞外 氨基酸粉做主要原料，加入镁、铁、锌、钙、EDTA、芸苔素内酯、 尿素按照一定比例加水调配而成；其中氨基酸粉含氨基酸为58％，配 比比例为氨基酸粉12份、水85份、硫酸镁3份、硫酸锌2份、硫酸 亚铁2份、硫酸钙3份、DETA-钠6份、芸苔素内酯0.2份、尿素10 份，其中尿素作为调整剂。
对比例2
现有技术生产的鱼蛋白肥，为宁波吉丰生物科技发展有限公司出 品的舟渔·鱼蛋白有机肥，制备工艺包括：采用海杂鱼作为原料，将 原料斩碎成半浆状态，加入2倍质量的水，在90～100℃蒸煮2.5h， 降温到55℃，加入质量分数0.1％动植物蛋白水解酶，生物反应4h， 然后加入枯草芽孢杆菌，发酵10h，然后经过过滤除渣，通过喷雾干 燥***干燥成粉末，过滤的滤液经过浓缩成液体肥，即为舟渔·鱼蛋 白有机肥。
对比例3
与实施例4的制备工艺基本相同，唯有不同的是生产液体微肽肥 的步骤(4)酶解中仅采用木瓜酶进行酶解。
对比例4
与实施例4的制备工艺基本相同，唯有不同的是生产液体微肽肥 的步骤(4)酶解中仅采用碱性蛋白酶。
对比例5
与实施例4的制备工艺基本相同，唯有不同的是生产液体微肽肥 的步骤(4)酶解中仅采用枯草芽孢杆菌酶进行酶解。
将实施例1～5和对比例1～5所生产的液体微肽肥，分别取样 200mL进行指标测试，测试结果如下表所示。
Figure BDA0002862054040000171
根据上表的实验结果，本发明可以分析得到以下结论：
(1)通过检测结果可以看到，本发明所加工的液体蛋白肽肥， 其中分子量分布比较集中，基本在350～1200D之间，而调配型的含 氨基酸水溶肥(对比例1)分子量分布在130～3550D之间，说明其 主要由游离氨基酸和大分子构成，未经过酶解处理；而鱼蛋白肥(对比例2)的分子量分布范围广达到了150～7350D，表示其酶解不充 分，后期使用生物发酵法将部分蛋白质分解为游离氨基酸，这点从氨 基酸含量上只有2种和4种可以看出。
(2)分子量集中在小分子，植物可以吸收的小分子蛋白肽含量 就高，分子量分布分散，说明植物可直接吸收和利用的蛋白肽数量就 少，同时根据氨基酸种类来说，2种和4种虽然是植物需要的氨基酸 种类，但营养种类少，大部分氨基酸仍要靠植物自己合成，没有本发 明直接提供丰富的氨基酸的快速促生长效果。经过一段时间的使用 后，氨基酸品种单一的肥料更容易出现肥力下降的情况，而本发明氨 基酸种类多(达15种以上)，可以长期持续使用，也不会引起植物 的抗性反应。
(3)木瓜酶在pH碱性起始条件下，更容易产生碎片化的游离 氨基酸，酶解强度大，反应速度快，但持续时间不长，通过实验过程 跟踪，约20～25分钟酶反应就已经完成80％以上，固体可溶物不再 明显增加，后期酶解进行虽然缓慢，碎片化更加严重。
(4)碱性蛋白酶在碱性起始反应时，能够较好的在整个酶解反 应中起到作用，但后期当反应底物中小分子增加时，酶解主要发生在 底物浓度高的蛋白质上，因此出现大的和小的蛋白质分子共同出现的 情况，碎片情况较为分散。
(5)枯草芽孢杆菌酶作为微生物细胞外蛋白酶，反应较为温和， 缓慢，当底物中小分子蛋白数量增加时，也出现了集中分解底物浓度 高的分子的情况。
(6)使用生鲜原料直接采用生物酶解法生产的蛋白肽产品，其 中氨基酸品种较多，营养更为丰富，使用调配生产的含氨基酸水溶肥， 氨基酸品类较少，质谱检测中物质较为集中，没有过多杂质峰，营养 量足够的情况下，营养种类偏少。
(7)采用发酵方式生产的氨基酸或鱼蛋白有机肥，分子分布较 宽，大小相差较远，氨基酸种类有限，植物反应更容易出现抗药现象。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发 明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下， 还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的 权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)原料收集：收集城市生鲜垃圾为原料；
(2)预处理：将步骤1收集得到的原料用绞肉机或斩碎机破碎成40～80目的碎块或肉末，破碎过程中加0.3～0.5倍质量的水，制得浆料；
(3)蒸煮水解：向步骤2处理好的料浆中加入0.5～1.4倍质量的水，搅拌均匀，对料浆进行pH值调节，调节至7.5～9.5，持续搅拌逐步升温至85～95℃，恒温水解1～2h；
(4)复合酶解：将步骤3水解好的料液连固体渣一起，加入水，接着调节料液温度到50～60℃，搅拌均匀，使用液体氢氧化钠调节pH值至8.0～9.0；按照原料质量的0.25～0.65％加入复合生物酶，所述复合生物酶包括10～16份木瓜酶、30～45份的碱性蛋白酶、40～60份的枯草芽孢杆菌蛋白酶，恒温持续搅拌酶解2～3h；
(5)过滤杂质：先用80～120目布袋过滤，滤除料液中的大块不溶物；然后用板框过滤滤除200～300目的固体不溶物；最后用100～200纳米陶瓷膜进行精密过滤，滤除所有不溶物；
(6)调节调整：向步骤5完成的滤液中加入冰醋酸25～32份和盐酸8～13份调节pH值至3.5～4.5，接着加入乳酸钠搅拌均匀至完全融化；
(7)灌装保存：包装瓶消毒清洗，采用自动灌装方式，将步骤6调整好的蛋白微肽液灌装成成品。
2.根据权利要求1所述的城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，其特征在于，步骤(1)中所述原料包括鱼、鸡、鸭、猪、牛或羊产生的下脚废料，或是水产废弃物，再或是过期或轻微异味的肉品产品。
3.根据权利要求1所述的城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，其特征在于，步骤(3)中使用磷酸三钾对料浆进行pH值调节。
4.根据权利要求1所述的城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，其特征在于，步骤(4)中所述液体氢氧化钠的浓度的质量分数为2～6％。
5.根据权利要求1所述的城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，其特征在于，步骤(4)中所述木瓜酶酶活10～15万U/g，碱性蛋白酶酶活10～20万U/g，枯草芽孢杆菌蛋白酶酶活10～20万U/g。
6.根据权利要求1所述的城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，其特征在于，步骤(6)中所述冰醋酸的质量分数为92～98％。
7.根据权利要求1所述的城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，其特征在于，步骤(6)中所述盐酸的质量分数为3～5％。
8.根据权利要求1所述的城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥的生产工艺，其特征在于，步骤(6)中加入乳酸钠的质量为总液体质量分数的0.1～0.5％。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的工艺生产的城市生鲜垃圾复合酶解生产的液体微肽肥。
10.一种根据权利要求9所述的液体微肽肥在农业种植领域中的应用。
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