CN115093271A - 一种甘蔗增糖剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种甘蔗增糖剂及其应用，甘蔗增糖剂包括以下组分：乙烯利28~40份，磷酸二氢钾200~280份，硼酸40~80份；优选的，还包括海藻提取物1‑8份、脱落酸0.8‑2份，本发明还提供了甘蔗增糖剂在提高甘蔗锤度和蔗糖分方面的应用。本发明能有效提高甘蔗锤度和蔗糖分，提高甘蔗的含糖量。
Description
技术领域
本发明涉及甘蔗种植技术领域，尤其是一种甘蔗增糖剂及其应用。
背景技术
甘蔗是禾本科甘蔗属的多年生植物。在全世界热带和亚热带都有栽培，甘蔗的茎杆内汁液丰富且味甜，是糖的主要来源。
广西是甘蔗的优势产区，也是全国重要的蔗糖生产基地。目前，广西的甘蔗种植面积和蔗糖产量占全国比重均超过60％。甘蔗产业已经成为广西农业经济发展的支柱产业，广西财政税收和农民增收的主要来源，甘蔗产业的稳健发展对于保障我国食糖安全、促进广西农业经济发展、增加农民收入有重大的意义。随着广西甘蔗产业的不断发展，社会环境的发展变化，广西甘蔗产业的发展也不断凸显新的问题，制约广西甘蔗产业的发展。
目前广西甘蔗产业的发展面临的最主要问题是国际蔗糖的持续走低，甘蔗收购价也连续下调，蔗贱伤农，甘蔗价格持续下跌严重打击蔗农的种植积极性，从而导致种植面积持续下滑，造成甘蔗减产。在面临甘蔗减产的严峻形势下，如何保证蔗糖产量不受影响，最直接的办法即提高甘蔗的蔗糖分。
而甘蔗的蔗糖分，主要和甘蔗品种的种性、锤度以及当地种植环境相关，环境主要包括温差、湿度、光照等，然而这些因素难以人为干预，这使得研制一种能提高甘蔗锤度的增糖剂成为当前甘蔗种植重要的研究课题之一。
发明内容
本发明提供了一种甘蔗增糖剂，能有效提高甘蔗锤度和蔗糖分，增加甘蔗的含糖量。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：乙烯利28～40份，磷酸二氢钾200～280份，硼酸40～80份。
优选的，以上所述的甘蔗增糖剂，包括以下组分：乙烯利32份，磷酸二氢钾240份，硼酸60份。
优选的，以上所述的甘蔗增糖剂，还包括海藻提取物1-8份，脱落酸0.8-2份。
更优选的，以上所述的甘蔗增糖剂，包括以下组分：乙烯利32份，磷酸二氢钾240份，硼酸60份，海藻提取物3份，脱落酸1份。
更优选的，所述海藻提取物是从海藻废弃物中提取的。
本发明还进一步提供了一种海藻提取物的优选制备方法，包括以下步骤：
S1.将海藻废弃物挤压脱水，干燥，粉碎，得海藻废弃物粉末；
S2.将海藻废弃物粉末作为原料，加入至发酵罐中，再加入水、纤维素酶、蔗糖酶和果胶酶，密封酶解发酵60～70h，灭酶活，再加入柠檬酸和柠檬酸钠缓冲溶液，控制pH为5～6，然后加入酿酒酵母和枯草芽孢杆菌，继续发酵48～60h，离心，分离上清液和渣滓，渣滓再加入70～80vol.％乙醇，浸提2～6h，离心，分离上清液和渣滓，合并两次上清液；
S3.上清液减压蒸馏，浓缩至重量为原料重量的2-4倍，得浓缩液；
S4.以甘油和含壳聚糖的醋酸水溶液按照重量比1:20～30混合制得包覆液，其中，含壳聚糖的醋酸水溶液中壳聚糖的浓度为2～15mg/mL，醋酸的浓度为0.8～1.5wt％，然后缓慢加入浓缩液，浓缩液加入的重量为包覆液的1/2～1/5，搅拌均匀，真空干燥，得海藻提取物。
优选的，所述步骤S2中，以原料重量计，纤维素酶用量为原料重量的0.1～0.5％，蔗糖酶用量为原料重量的0.01～0.03％，果胶酶用量为原料重量的0.01～0.02％，酿酒酵母用量为原料重量的0.01～0.02％，枯草芽孢杆菌用量为原料重量的0.02～0.04％。
优选的，所述步骤S3中，减压蒸馏时，温度为55～60℃，压力为-0.06～-0.085Mpa。
本发明还提供了以上所述的甘蔗增糖剂在提高甘蔗锤度方面的应用。
本发明进一步提供了以上所述的应用，将甘蔗增糖剂与水混合，制成浓度为6～6.5wt％的增糖药剂，每亩喷施40～65L。
以上所述的甘蔗增糖剂，通过加入乙烯利、磷酸二氢钾和硼酸，综合调节植物激素，促进甘蔗糖分的累积，提高甘蔗锤度，提高甘蔗的含糖量。
本发明还进一步加入海藻提取物和脱落酸，海藻提取物可提高植株叶绿素含量，从而提高植株的光合能力，提高甘蔗合成糖分的能力，同时，海藻提取物还能提高植物细胞中营养物质的运输能力，提高细胞活力，促进植物生长，适量的脱落酸能加快糖分的累积，促进蔗叶的脱落，海藻提取物、脱落酸协同乙烯利、磷酸二氢钾和硼酸共同作用，促进了甘蔗含糖量的提高。
另外，本发明还以壳聚糖、甘油来包覆海藻提取物，保持了海藻提取物的稳定性和活性，同时，依靠壳聚糖、海藻多糖的粘附作用，可更好的使海藻提取物被甘蔗所吸收，提高海藻提取物的利用率，实现良好的增糖效果。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。
本实施例采用的纤维素酶、蔗糖酶和果胶酶酶活≥1000U/g，酿酒酵母和枯草芽孢杆菌的有效活菌数≥1×108cfu/g。
实施例1
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：40％乙烯利80ml、磷酸二氢钾240g、硼酸60g。
实施例2
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：4％乙烯利超低容量液剂800ml、磷酸二氢钾200g、硼酸40g。
实施例3
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：40％乙烯利80ml、磷酸二氢钾240g、硼酸60g、海藻提取物3g、脱落酸1g。
海藻提取物是从海藻废弃物中提取的。制备方法包括以下步骤：S1.将海藻废弃物挤压脱水，干燥，粉碎，得海藻废弃物粉末；S2.将海藻废弃物粉末作为原料，加入至发酵罐中，再加入水、纤维素酶、蔗糖酶和果胶酶，水的重量为原料重量的5倍，纤维素酶用量为原料重量的0.3％，蔗糖酶用量为原料重量的0.02％，果胶酶用量为原料重量的0.02％，密封酶解发酵68h，灭酶活，再加入柠檬酸和柠檬酸钠缓冲溶液，控制pH为5.2～5.6，然后加入酿酒酵母和枯草芽孢杆菌，酿酒酵母用量为原料重量的0.01％，枯草芽孢杆菌用量为原料重量的0.03％，继续发酵50h，离心，分离上清液和渣滓，渣滓再加入70vol.％乙醇，浸提5h，离心，分离上清液和渣滓，合并两次上清液；S3.上清液减压蒸馏，温度为60℃，压力为-0.06Mpa，浓缩至重量为原料重量的3倍，得浓缩液；S4.以甘油和含壳聚糖的醋酸水溶液按照重量比1:26混合制得包覆液，其中，含壳聚糖的醋酸水溶液中壳聚糖的浓度为10mg/mL，醋酸的浓度为1wt％，然后缓慢加入浓缩液，浓缩液加入的重量为包覆液的1/2，搅拌均匀，真空干燥，得海藻提取物。
实施例4
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：40％乙烯利70ml、磷酸二氢钾200g、硼酸40g、海藻提取物5g、脱落酸2g。
海藻提取物是从海藻废弃物中提取的。制备方法包括以下步骤：S1.将海藻废弃物挤压脱水，干燥，粉碎，得海藻废弃物粉末；S2.将海藻废弃物粉末作为原料，加入至发酵罐中，再加入水、纤维素酶、蔗糖酶和果胶酶，水的重量为原料重量的5倍，纤维素酶用量为原料重量的0.3％，蔗糖酶用量为原料重量的0.02％，果胶酶用量为原料重量的0.02％，密封酶解发酵68h，灭酶活，再加入柠檬酸和柠檬酸钠缓冲溶液，控制pH为5.2～5.6，然后加入酿酒酵母和枯草芽孢杆菌，酿酒酵母用量为原料重量的0.01％，枯草芽孢杆菌用量为原料重量的0.03％，继续发酵50h，离心，分离上清液和渣滓，渣滓再加入70vol.％乙醇，浸提5h，离心，分离上清液和渣滓，合并两次上清液；S3.上清液减压蒸馏，温度为60℃，压力为-0.06Mpa，浓缩至重量为原料重量的3倍，得浓缩液；S4.以甘油和含壳聚糖的醋酸水溶液按照重量比1:26混合制得包覆液，其中，含壳聚糖的醋酸水溶液中壳聚糖的浓度为10mg/mL，醋酸的浓度为1wt％，然后缓慢加入浓缩液，浓缩液加入的重量为包覆液的1/2，搅拌均匀，真空干燥，得海藻提取物。
实施例5
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：40％乙烯利90ml、磷酸二氢钾270g、硼酸78g、海藻提取物1g、脱落酸0.8g。
海藻提取物是从海藻废弃物中提取的。制备方法包括以下步骤：S1.将海藻废弃物挤压脱水，干燥，粉碎，得海藻废弃物粉末；S2.将海藻废弃物粉末作为原料，加入至发酵罐中，再加入水、纤维素酶、蔗糖酶和果胶酶，水的重量为原料重量的5倍，纤维素酶用量为原料重量的0.3％，蔗糖酶用量为原料重量的0.02％，果胶酶用量为原料重量的0.02％，密封酶解发酵68h，灭酶活，再加入柠檬酸和柠檬酸钠缓冲溶液，控制pH为5.2～5.6，然后加入酿酒酵母和枯草芽孢杆菌，酿酒酵母用量为原料重量的0.01％，枯草芽孢杆菌用量为原料重量的0.03％，继续发酵50h，离心，分离上清液和渣滓，渣滓再加入70vol.％乙醇，浸提5h，离心，分离上清液和渣滓，合并两次上清液；S3.上清液减压蒸馏，温度为60℃，压力为-0.06Mpa，浓缩至重量为原料重量的3倍，得浓缩液；S4.以甘油和含壳聚糖的醋酸水溶液按照重量比1:26混合制得包覆液，其中，含壳聚糖的醋酸水溶液中壳聚糖的浓度为10mg/mL，醋酸的浓度为1wt％，然后缓慢加入浓缩液，浓缩液加入的重量为包覆液的1/2，搅拌均匀，真空干燥，得海藻提取物。
实施例6
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：40％乙烯利80ml、磷酸二氢钾240g、硼酸60g、海藻提取物3g、脱落酸1g。
海藻提取物是从海藻废弃物中提取的。制备方法包括以下步骤：S1.将海藻废弃物挤压脱水，干燥，粉碎，得海藻废弃物粉末；S2.将海藻废弃物粉末作为原料，加入至发酵罐中，再加入水、纤维素酶、蔗糖酶和果胶酶，水的重量为原料重量的5倍，纤维素酶用量为原料重量的0.5％，蔗糖酶用量为原料重量的0.01％，果胶酶用量为原料重量的0.01％，密封酶解发酵60h，灭酶活，再加入柠檬酸和柠檬酸钠缓冲溶液，控制pH为5.2～5.6，然后加入酿酒酵母和枯草芽孢杆菌，酿酒酵母用量为原料重量的0.02％，枯草芽孢杆菌用量为原料重量的0.04％，继续发酵50h，离心，分离上清液和渣滓，渣滓再加入80vol.％乙醇，浸提5h，离心，分离上清液和渣滓，合并两次上清液；S3.上清液减压蒸馏，温度为60℃，压力为-0.06Mpa，浓缩至重量为原料重量的2倍，得浓缩液；S4.以甘油和含壳聚糖的醋酸水溶液按照重量比1:20混合制得包覆液，其中，含壳聚糖的醋酸水溶液中壳聚糖的浓度为15mg/mL，醋酸的浓度为1wt％，然后缓慢加入浓缩液，浓缩液加入的重量为包覆液的1/3，搅拌均匀，真空干燥，得海藻提取物。
对比例1
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：40％乙烯利320ml、磷酸二氢钾240g、硼酸48g。
对比例2
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：40％乙烯利80ml、磷酸二氢钾240g、硼酸60g、海藻提取物3g、脱落酸1g。
海藻提取物是从海藻废弃物中提取的。制备方法包括以下步骤：S1.将海藻废弃物挤压脱水，干燥，粉碎，得海藻废弃物粉末；S2.将海藻废弃物粉末作为原料，加入至发酵罐中，再加入水、纤维素酶、蔗糖酶和果胶酶，水的重量为原料重量的5倍，纤维素酶用量为原料重量的0.3％，蔗糖酶用量为原料重量的0.02％，果胶酶用量为原料重量的0.02％，密封酶解发酵120h，灭酶活，离心，分离上清液和渣滓，渣滓再加入70vol.％乙醇，浸提5h，离心，分离上清液和渣滓，合并两次上清液；S3.上清液减压蒸馏，温度为60℃，压力为-0.06Mpa，浓缩至重量为原料重量的3倍，得浓缩液；S4.以甘油和含壳聚糖的醋酸水溶液按照重量比1:26混合制得包覆液，其中，含壳聚糖的醋酸水溶液中壳聚糖的浓度为10mg/mL，醋酸的浓度为1wt％，然后缓慢加入浓缩液，浓缩液加入的重量为包覆液的1/2，搅拌均匀，真空干燥，得海藻提取物。
对比例3
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：40％乙烯利80ml、磷酸二氢钾240g、硼酸60g、海藻提取物3g、脱落酸1g。
海藻提取物是从海藻废弃物中提取的。制备方法包括以下步骤：S1.将海藻废弃物挤压脱水，干燥，粉碎，得海藻废弃物粉末；S2.将海藻废弃物粉末作为原料，加入至发酵罐中，加入柠檬酸和柠檬酸钠缓冲溶液，控制pH为5.2～5.6，然后加入酿酒酵母和枯草芽孢杆菌，酿酒酵母用量为原料重量的0.01％，枯草芽孢杆菌用量为原料重量的0.03％，发酵120h，离心，分离上清液和渣滓，渣滓再加入70vol.％乙醇，浸提5h，离心，分离上清液和渣滓，合并两次上清液；S3.上清液减压蒸馏，温度为60℃，压力为-0.06Mpa，浓缩至重量为原料重量的3倍，得浓缩液；S4.以甘油和含壳聚糖的醋酸水溶液按照重量比1:26混合制得包覆液，其中，含壳聚糖的醋酸水溶液中壳聚糖的浓度为10mg/mL，醋酸的浓度为1wt％，然后缓慢加入浓缩液，浓缩液加入的重量为包覆液的1/2，搅拌均匀，真空干燥，得海藻提取物。
对比例4
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：40％乙烯利80ml、磷酸二氢钾240g、硼酸60g、海藻提取物3g、脱落酸1g。
海藻提取物是从海藻废弃物中提取的。制备方法包括以下步骤：S1.将海藻废弃物挤压脱水，干燥，粉碎，得海藻废弃物粉末；S2.将海藻废弃物粉末作为原料，加入至发酵罐中，再加入水、纤维素酶、蔗糖酶和果胶酶，水的重量为原料重量的5倍，纤维素酶用量为原料重量的0.3％，蔗糖酶用量为原料重量的0.02％，果胶酶用量为原料重量的0.02％，密封酶解发酵68h，灭酶活，再加入柠檬酸和柠檬酸钠缓冲溶液，控制pH为5.2～5.6，然后加入酿酒酵母和枯草芽孢杆菌，酿酒酵母用量为原料重量的0.01％，枯草芽孢杆菌用量为原料重量的0.03％，继续发酵50h，离心，分离上清液和渣滓，渣滓再加入70vol.％乙醇，浸提5h，离心，分离上清液和渣滓，合并两次上清液；S3.上清液减压蒸馏，温度为60℃，压力为-0.06Mpa，浓缩至重量为原料重量的3倍，得浓缩液；S4.浓缩液真空干燥，得海藻提取物。
对比例5
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：40％乙烯利80ml、磷酸二氢钾240g、硼酸60g、海藻提取物3g。
海藻提取物是从海藻废弃物中提取的。制备方法包括以下步骤：S1.将海藻废弃物挤压脱水，干燥，粉碎，得海藻废弃物粉末；S2.将海藻废弃物粉末作为原料，加入至发酵罐中，再加入水、纤维素酶、蔗糖酶和果胶酶，水的重量为原料重量的5倍，纤维素酶用量为原料重量的0.3％，蔗糖酶用量为原料重量的0.02％，果胶酶用量为原料重量的0.02％，密封酶解发酵68h，灭酶活，再加入柠檬酸和柠檬酸钠缓冲溶液，控制pH为5.2～5.6，然后加入酿酒酵母和枯草芽孢杆菌，酿酒酵母用量为原料重量的0.01％，枯草芽孢杆菌用量为原料重量的0.03％，继续发酵50h，离心，分离上清液和渣滓，渣滓再加入70vol.％乙醇，浸提5h，离心，分离上清液和渣滓，合并两次上清液；S3.上清液减压蒸馏，温度为60℃，压力为-0.06Mpa，浓缩至重量为原料重量的3倍，得浓缩液；S4.以甘油和含壳聚糖的醋酸水溶液按照重量比1:26混合制得包覆液，其中，含壳聚糖的醋酸水溶液中壳聚糖的浓度为10mg/mL，醋酸的浓度为1wt％，然后缓慢加入浓缩液，浓缩液加入的重量为包覆液的1/2，搅拌均匀，真空干燥，得海藻提取物。
对比例6
一种甘蔗增糖剂，包括以下组分：40％乙烯利320ml、磷酸二氢钾240g、硼酸48g、脱落酸1g。
试验实施例
1、供试甘蔗品种：桂热2号
供试药剂：实施例1～6，对比例1～6，均配置成60L的水剂，同时设置清水对照。
2、试验设计
试验地点：广西壮族自治区亚热带作物研究所甘蔗试验基地
试验时间：2021年
试验方法：甘蔗2021年2月种植，2021年11月8日上午10点采用人工喷药的方式喷施，天气为晴天、静风，每亩划分为4个处理，每个处理使用一种药剂，用量为15L，并列喷施，不设重复，每个处理165m2(行距1.1m、5行、行长30米)打一桶药水(15L)。于喷施甘蔗增糖剂后0d、15d、25d、35d连续4次进行大田调查采样，每次连续调查20株，分析田间锤度和甘蔗蔗糖分。
表1增糖剂对甘蔗蔗糖分的影响
Claims (10)
1.一种甘蔗增糖剂，其特征在于，包括以下组分：乙烯利28~40份，磷酸二氢钾200~280份，硼酸40~80份。
2.根据权利要求1所述的甘蔗增糖剂，其特征在于，包括以下组分：乙烯利32份，磷酸二氢钾240份，硼酸60份。
3.根据权利要求1所述的甘蔗增糖剂，其特征在于，还包括海藻提取物1-8份，脱落酸0.8-2份。
4.根据权利要求3所述的甘蔗增糖剂，其特征在于，包括以下组分：乙烯利32份，磷酸二氢钾240份，硼酸60份，海藻提取物3份，脱落酸1份。
5.根据权利要求3所述的甘蔗增糖剂，其特征在于，所述海藻提取物是从海藻废弃物中提取的。
6.根据权利要求5所述的甘蔗增糖剂，其特征在于，所述海藻提取物的制备方法包括以下步骤：
S1. 将海藻废弃物挤压脱水，干燥，粉碎，得海藻废弃物粉末；
S2. 将海藻废弃物粉末作为原料，加入至发酵罐中，再加入水、纤维素酶、蔗糖酶和果胶酶，密封酶解发酵60~70h，灭酶活，再加入柠檬酸和柠檬酸钠缓冲溶液，控制pH为5~6，然后加入酿酒酵母和枯草芽孢杆菌，继续发酵48~60h，离心，分离上清液和渣滓，渣滓再加入70~80vol.%乙醇，浸提2~6h，离心，分离上清液和渣滓，合并两次上清液；
S3.上清液减压蒸馏，浓缩至重量为原料重量的2-4倍，得浓缩液；
S4.以甘油和含壳聚糖的醋酸水溶液按照重量比1:20~30混合制得包覆液，其中，含壳聚糖的醋酸水溶液中壳聚糖的浓度为2~15mg/mL，醋酸的浓度为0.8~1.5wt%，然后缓慢加入浓缩液，浓缩液加入的重量为包覆液的1/2~1/5，搅拌均匀，真空干燥，得海藻提取物。
7.根据权利要求6所述的甘蔗增糖剂，其特征在于，所述步骤S2中，以原料重量计，纤维素酶用量为原料重量的0.1~0.5%，蔗糖酶用量为原料重量的0.01~0.03%，果胶酶用量为原料重量的0.01~0.02%，酿酒酵母用量为原料重量的0.01~0.02%，枯草芽孢杆菌用量为原料重量的0.02~0.04%。
8. 根据权利要求6所述的甘蔗增糖剂，其特征在于，所述步骤S3中，减压蒸馏时，温度为55~60℃，压力为-0.06~-0.085 Mpa。
9.如权利要求1~8任一项所述的甘蔗增糖剂在提高甘蔗锤度和蔗糖分方面的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：将甘蔗增糖剂与水混合，制成浓度为6~6.5wt%的增糖药剂，每亩喷施40~65L。
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