CN114044701A - 一种鱼肽功能水溶肥及其制备方法 - Google Patents

一种鱼肽功能水溶肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种鱼肽功能水溶肥的制备方法，包括以下步骤：S01，粉碎原料海鱼；S02，将粉碎的原料海鱼与水混合，用曲霉进行固态发酵；S03，用乳酸菌进行二次固态发酵；S04，用蛋白酶进行水解；S05，过滤，收集滤液，得到所述鱼肽功能水溶肥。本发明的鱼肽功能水溶肥，以捕捞业中的海鱼为原料，通过曲霉菌和乳酸菌的二次固态发酵，配合蛋白酶处理，进行蛋白的降解，得到鱼肽功能水溶肥，进行了很好的资源利用，提高了产品的附加值。本发明的鱼肽功能水溶肥，通过对原料海鱼中的蛋白降解为小肽和氨基酸，通过降解程度的控制，提高了蔬菜种子的发芽率和种子对于干旱胁迫的适应能力，发挥了鱼肽的非营养元素的调节功能。

Description

一种鱼肽功能水溶肥及其制备方法
技术领域
本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种鱼肽功能水溶肥及其制备方法。
背景技术
我国是渔业大国，水产养殖和现代捕捞技术发展迅速，水产品产量连续多年稳居世界首位。水产捕捞过程中产生的小鱼、小虾和水产品加工过程中产生的大量水产品下脚料，称为低值鱼。低值鱼的产量可以达到捕捞量的30％，但是低值鱼往往被当做饲料或者废弃物，污染环境，资源浪费，没有发挥其价值。捕捞的海鱼提选出目标鱼类后，也会剩下一些海鱼，没有利用价值。
低值鱼和挑选后没有价值的海鱼含有丰富的蛋白，鱼粉碎后，经蛋白节降解工艺，小分子肽和氨基酸可以作为作物的肥料。CN110734885A公开了一种用于发酵海杂鱼的复合微生物菌剂及酶解鱼蛋白氨基酸水溶肥的制备，该专利通过地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、腊样芽孢杆菌、乳酸链球菌、酿酒酵母菌等复合微生物菌剂和木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、碱性蛋白酶、胃蛋白酶、中性蛋白酶复合酶制剂的配合使用，制备高氨基酸含量的鱼蛋白氨基酸水溶肥。CN110452062A公开了一种鱼蛋白氨基酸水溶抑菌肥料及其制备方法，该专利以乳酸杆菌为发酵菌种，配合蛋白酶，对低值鱼进行处理。这些专利都是将蛋白分解的小分子肽和氨基酸只作为一种有机氮来使用，没有发挥小分子肽和氨基酸的除了营养元素之外的功能。
发明内容
本发明尝试建立一种捕捞海鱼挑选后剩余的没有价值的海鱼的蛋白分解工艺，发挥蛋白分解得到的小肽和氨基酸对植物的非基于营养性的调节功能作用。
本发明的第一方面在于公开鱼肽功能水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
S01，粉碎原料海鱼；
S02，将粉碎的原料海鱼与水混合，用曲霉进行固态发酵；
S03，用乳酸菌进行二次固态发酵；
S04，用蛋白酶进行水解；
S05，过滤，收集滤液，得到所述鱼肽功能水溶肥。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述曲霉为黑曲霉和米曲霉中的一种或多种。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述乳酸菌为植物乳杆菌。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述蛋白酶为木瓜蛋白酶。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述曲霉为黑曲霉和米曲霉的混合物，黑曲霉和米曲霉的重量比例为(0.5：1)-(1:0.5)，进一步优选为1:1。
在本发明的一些优选的实施方式中，S02中，取粉碎的原料海鱼，加入原料碎鱼5-15％的重量比例的水，得到发酵原料。
在本发明的一些优选的实施方式中，S02中，取发酵原料，按照2-4％的重量比例接种复合曲霉菌，28-30℃发酵处理60-84h，得到发酵中产物。
在本发明的一些优选的实施方式中，S03中，取发酵中产物，加入15-25％的重量比例的水，按1-2％的重量比例接种植物乳杆菌，28-30℃发酵9-14h，得到发酵终产物。
在本发明的一些优选的实施方式中，S04中，取发酵终产物，加入160-250％的重量比例的水，然后按照每1kg发酵终产物加入1-2g蛋白酶的比例，加入木瓜蛋白酶，在50-55℃酶解处理10-18h，得到酶解产物。
在本发明的一些优选的实施方式中，S01中，原料海鱼粉碎至0.3cm以下。
在本发明的一些优选的实施方式中，S02和S03的固态发酵中，接种后的物料，搅拌，堆成最大直径1m、80cm高的圆锥形堆，发酵过程中进行翻堆。
本发明的第二方面在于公开第一方面的制备方法得到的鱼肽功能水溶肥。
本发明的有益效果：
(1)本发明的鱼肽功能水溶肥，以捕捞业中的海鱼为原料，通过曲霉菌和乳酸菌的二次固态发酵，配合蛋白酶处理，进行蛋白的降解，得到鱼肽功能水溶肥，进行了很好的资源利用，提高了产品的附加值。
(2)本发明的鱼肽功能水溶肥，通过对海鱼中的蛋白降解为小肽和氨基酸，通过降解程度的控制，提高了蔬菜种子的发芽率和种子对于干旱胁迫的适应能力，发挥了鱼肽的非营养元素的调节功能。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明中，所述原料海鱼为广东省茂名博贺渔港的远海捕捞后筛选后的海鱼(筛选的鱼类品种包括鲭鱼、鳀鱼、沙丁鱼和凤尾鱼)，粗蛋白含量在20-22％左右，脂肪为12-20％左右，灰分在1％左右。为了实验数据的统一性和可比性，原料海鱼-18℃左右冷冻保存，自然解冻后加工处理，得到的鱼肽功能水溶肥4℃左右冷藏保存，保存时间超过72h的，加入0.1％(w/v)的防腐剂。所述木瓜蛋白酶是市售商品，酶活力为10万单位/g。所述植物乳杆菌为ATCC14917，所述黑曲霉为ATCC16404，所述米曲霉为ATCC56747，均为市售冷冻干燥的粉末产品。
若非特别指出，实施例和对比例为组分、组分含量、制备步骤、制备参数相同的平行试验。
实施例1
一种鱼肽功能水溶肥的其制备方法：
(1)取原料海鱼粉碎至0.3cm以下，得到原料碎鱼，备用；
(2)取黑曲霉和米曲霉发酵按照1:1的重量比例，制备得到复合曲霉菌，备用；
(3)取原料碎鱼，加入原料碎鱼10％的重量比例的水，搅拌均匀，得到发酵原料，备用；
(4)取发酵原料，按照3％的重量比例接种复合曲霉菌，搅拌均匀，堆成最大直径1m、80cm高的圆锥形堆，发酵处理72h，控制温度为28-30℃，每12h翻堆一次，得到发酵中产物；
(5)取发酵中产物，加入20％的重量比例的水，搅拌均匀，按1％的重量比例接种植物乳杆菌，搅拌均匀，堆成最大直径1m、80cm高的圆锥形堆，28-30℃发酵12h，每3h翻堆一次，得到发酵终产物；
(6)取发酵终产物，加入200％的重量比例的水，搅拌均匀，然后按照每1kg发酵终产物加入1g蛋白酶的比例，加入木瓜蛋白酶，搅拌均匀，在50-55℃酶解处理18h，得到酶解产物；
(7)取酶解产物，过滤除去固形物，收集第一滤液，所述固形物用10％重量比的水洗，过滤，收集第二滤液，合并滤液即为鱼肽功能水溶肥。
实施例2
一种鱼肽功能水溶肥的其制备方法：
(1)取原料海鱼粉碎至0.3cm以下，得到原料碎鱼，备用；
(2)取黑曲霉和米曲霉发酵按照1:1的重量比例，制备得到复合曲霉菌，备用；
(3)取原料碎鱼，加入原料碎鱼10％的重量比例的水，搅拌均匀，得到发酵原料，备用；
(4)取发酵原料，按照2％的重量比例接种复合曲霉菌，搅拌均匀，堆成最大直径1m、80cm高的圆锥形堆，发酵处理84h，控制温度为28-30℃，每12h翻堆一次，得到发酵中产物；
(5)取发酵中产物，加入20％的重量比例的水，搅拌均匀，按1.5％的重量比例接种植物乳杆菌，搅拌均匀，堆成最大直径1m、80cm高的圆锥形堆，28-30℃发酵12h，每3h翻堆一次，得到发酵终产物；
(6)取发酵终产物，加入200％的重量比例的水，搅拌均匀，然后按照每1kg发酵终产物加入1.5g蛋白酶的比例，加入木瓜蛋白酶，搅拌均匀，在50-55℃酶解处理14h，得到酶解产物；
(7)取酶解产物，过滤除去固形物，收集第一滤液，所述固形物用10％重量比的水洗，过滤，收集第二滤液，合并滤液即为鱼肽功能水溶肥。
实施例3
一种鱼肽功能水溶肥的其制备方法：
(1)取原料海鱼粉碎至0.3cm以下，得到原料碎鱼，备用；
(2)取黑曲霉和米曲霉发酵按照1:1的重量比例，制备得到复合曲霉菌，备用；
(3)取原料碎鱼，加入原料碎鱼10％的重量比例的水，搅拌均匀，得到发酵原料，备用；
(4)取发酵原料，按照4％的重量比例接种复合曲霉菌，搅拌均匀，堆成最大直径1m、80cm高的圆锥形堆，发酵处理60h，控制温度为28-30℃，每12h翻堆一次，得到发酵中产物；
(5)取发酵中产物，加入20％的重量比例的水，搅拌均匀，按2％的重量比例接种植物乳杆菌，搅拌均匀，堆成最大直径1m、80cm高的圆锥形堆，28-30℃发酵9h，每3h翻堆一次，得到发酵终产物；
(6)取发酵终产物，加入200％的重量比例的水，搅拌均匀，然后按照每1kg发酵终产物加入2g蛋白酶的比例，加入木瓜蛋白酶，搅拌均匀，在50-55℃酶解处理10h，得到酶解产物；
(7)取酶解产物，过滤除去固形物，收集第一滤液，所述固形物用10％重量比的水洗，过滤，收集第二滤液，合并滤液即为鱼肽功能水溶肥。
实施例4
一种鱼肽功能水溶肥的其制备方法，与实施例1的区别在于，按照黑曲霉和米曲霉发酵按照1:0.2的重量比例，制备复合曲霉菌。
实施例5
一种鱼肽功能水溶肥的其制备方法，与实施例1的区别在于，按照黑曲霉和米曲霉发酵按照0.2:1的重量比例，制备复合曲霉菌。
实施例6
一种鱼肽功能水溶肥的其制备方法，与实施例1的区别在于，通过以下公式确定复合曲霉菌和植物乳酸杆菌的接种量：
Figure BDA0003388259260000081
其中，DL为植物乳酸杆菌的接种量(以所述发酵中产物为重量百分比基准)，DAn为黑曲霉的接种量(以所述发酵发酵原料为基准)，取值1％-2％，DAo为米曲霉的接种量(以所述发酵发酵原料为基准)，取值1％-2％，SAn为黑曲霉的基本接种量(以所述发酵发酵原料为基准)，取值1％，DAo为米曲霉的基本接种量(以所述发酵发酵原料为基准)，取值1％，K为调节系数为0.8-1.0，C为常数取值8-12。
研究中发现，适宜的植物乳酸杆菌的接种量，不仅可以充分对原料海鱼物料本身进行发酵处理，还处理了曲霉发酵过程中产生的菌丝体，并且针对黑曲霉和米曲霉两种不同的菌丝体的发酵需求不同调整了植物乳酸杆菌的接种量。植物乳酸杆菌的接种量不够，则不能充分处理复合霉菌的菌丝体，过量的话，能产生了生物消耗，总氮含量也会下降，同时伴随肥料的pH下降。通过上述公式确定的植物乳酸杆菌的接种量，得到的鱼肽功能水溶肥中粗蛋白含量得到了显著提高。
对比例1
一种鱼肽功能水溶肥的其制备方法，与实施例1的区别在于，不经过曲霉处理步骤。
对比例2
一种鱼肽功能水溶肥的其制备方法，与实施例1的区别在于，不经过植物乳杆菌处理步骤。
试验例1对小白菜种子萌发的作用
取实施例和对比例得到的鱼肽功能水溶肥，过滤除菌，按1:49的重量比例加入无菌水，得到浸渍液，备用；
挑选颗粒饱满的绿领青梗菜种子，消毒后，无菌水冲洗干净，用所述浸渍液进行浸泡处理6h，然后无菌水冲洗干净，放入配有无菌滤纸(无菌滤纸用无菌水湿润)的培养基中，在25℃培养箱中培养4天，期间补充无菌水保持滤纸湿润。以不浸泡的为空白对照。从发芽开始，每天记录发芽数。培养结束后计算发芽率，发芽率为发芽的种子数在种子总数中的百分比例，结果见表1。
表1对绿领青梗菜种子萌发的影响
发芽率/％
实施例1 98d
实施例2 97d
实施例3 98d
实施例4 94c
实施例5 92c
对比例1 90b
对比例2 91b
对照 87a
不同的小写字母，表示差异显著，P＜0.05
从表中可以发现，实施例1-5的鱼肽功能水溶肥制成的浸泡液能够显著提高种子的萌发率，其中又以实施例1-3为较优。这表明了植物乳杆菌和复合曲霉处理以及不同复合曲霉处理对得到的鱼肽功能水溶肥的影响。
研究发现实施例1-5的鱼肽功能水溶肥，总氮含量和氨氮含量之间没有显著差异，因此推测植物乳杆菌和复合曲霉处理的影响不是基于营养性的，可能是由于降解得到的小肽分布或降解纯度不同的缘故
试验例2对小白菜种子抗干旱的作用
无菌滤纸用无菌水和PEG6000的1:1体积比的混合液湿润，培养期间补充的也是此混合液，其余实验步骤同实验例1，结果见表2。
表2对绿领青梗菜种子抗干旱的影响
发芽率/％
实施例1 93e
实施例2 91d
实施例3 90d
实施例4 85c
实施例5 83c
对比例1 75b
对比例2 80b
对照 73a
不同的小写字母，表示差异显著，P＜0.05
从表中可以发现，实施例1-5的鱼肽功能水溶肥制成的浸泡液能够显著提高种子的抗旱性能，其中也以实施例1-3为较优，同时实施例1显著优于实施例2和3。同样表明了植物乳杆菌和复合曲霉处理以及不同复合曲霉处理对得到的鱼肽功能水溶肥的影响。
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种鱼肽功能水溶肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01，粉碎原料海鱼；
S02，将粉碎的原料海鱼与水混合，用曲霉进行固态发酵；
S03，用乳酸菌进行二次固态发酵；
S04，用蛋白酶进行水解；
S05，过滤，收集滤液，得到所述鱼肽功能水溶肥。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述曲霉为黑曲霉和米曲霉中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述乳酸菌为植物乳杆菌。
4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于，所述蛋白酶为木瓜蛋白酶。
5.根据权利要求1-4任一所述的制备方法，其特征在于，所述曲霉为黑曲霉和米曲霉的混合物，黑曲霉和米曲霉的重量比例为(0.5：1)-(1:0.5)。
6.根据权利要求1-5任一所述的制备方法，其特征在于，S02中，取粉碎的原料海鱼，加入原料碎鱼5-15％的重量比例的水，得到发酵原料。
7.根据权利要求1-6任一所述的制备方法，其特征在于，S02中，取发酵原料，按照2-4％的重量比例接种复合曲霉菌，28-30℃发酵处理60-84h，得到发酵中产物。
8.根据权利要求1-7任一所述的制备方法，其特征在于，S03中，取发酵中产物，加入15-25％的重量比例的水，按1-2％的重量比例接种植物乳杆菌，28-30℃发酵9-14h，得到发酵终产物。
9.根据权利要求1-8任一所述的制备方法，其特征在于，S04中，取发酵终产物，加入160-250％的重量比例的水，然后按照每1kg发酵终产物加入1-2g蛋白酶的比例，加入木瓜蛋白酶，在50-55℃酶解处理10-18h，得到酶解产物。
10.根据权利要求1-9任一所述的制备方法得到的鱼肽功能水溶肥。
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