一种复合寡聚糖果蔬养根素的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合寡聚糖果蔬养根素的制备方法，包括破碎壳聚糖原料、酸溶壳聚糖粉、酶解高黏度壳聚糖溶液和复合羧甲基壳聚糖、寡聚糖四个步骤。田间试验表明，本发明专利技术产品具有促进果蔬根系生长，起到养根护根，根粗苗壮的作用；具有改善、修复土壤，优化根际微生物生态体系，抑制土传病害发生、发展的作用，适合于设施大棚果蔬栽培。施用本发明专利技术产品，可以减少化肥、农药的使用量，降低农产品的农残污染，提高农产品品质与经济效益。

Preparation of a composite oligosaccharide vegetable root nutrient

The invention relates to a preparation method of a compound oligomeric candies and vegetables, including four steps: broken chitosan material, acid soluble chitosan powder, enzymolysis high viscosity chitosan solution and compound carboxymethyl chitosan and oligosaccharide. Field experiments show that the product has the effect of promoting root growth of fruit and vegetable, taking root and root and root and strong seedlings, improving soil, optimizing rhizosphere microbial ecosystem, inhibiting the occurrence and development of soil borne diseases, and suitable for planting fruit and vegetable cultivation in greenhouse. The application of the product can reduce the use of fertilizers and pesticides, reduce pesticide residues in agricultural products, and improve the quality and economic benefits of agricultural products.

【技术实现步骤摘要】
一种复合寡聚糖果蔬养根素的制备方法
本专利技术涉及一种复合寡聚糖果蔬养根素的制备方法，属于生物加工

技术介绍
农田的土壤，尤其是设施果蔬大棚内的土壤，由于施用化肥、农药较多，造成土壤酸化、板结、盐渍化等现象越来越重，致使土壤肥力下降，果蔬根系弱小，抗逆性差，根际病害严重、死棵较多，已严重影响到果蔬产品的品质和产量。在这种情况下，只有减少化肥、农药的施用量，增加有机肥和果蔬根系养护新型肥料的施用量，创造果蔬根系易于生长的土壤和不利于病虫害发生的根际环境条件，才能预防、控制果蔬病虫害的发生，减少果蔬产品化肥农药的残留量，提高农产品品质。甲壳素是地球上存量极为丰富的一种天然资源，也是自然界中唯一带正电荷的碱性多糖。由于它的分子结构中带有阳离子基团，因而对重金属、有害物质等具有强大的吸附作用和螯合作用，致使重金属钝化失去活性。甲壳素在农业上的作用主要表现在：1、可使土壤中有益的放线菌增加，而使有害的镰刀菌等减少。2、抑制作物根瘤线虫生长，改善土壤连作障碍。3、修复土壤，改善土壤通气性、排水性和保肥力，因而促使作物根部发育，使根毛增加，增强营养吸收力，促进植物生长，增加产量。4、活化作物甲壳素酶的活性。5、提高作物抗病力、抗菌力，以减少农药使用量。6、螯合重金属，使重金属钝化，减少重金属污染。7、增进微量元素吸收，提高作物果实糖度，改善品质。但是，甲壳素的作用是通过其衍生产品壳聚糖、羧甲基壳聚糖、壳寡糖和氨基葡萄糖等发挥作用。壳聚糖(Chitosan)是甲壳素的脱乙酰化产物,由于它同时具有游离的氨基和羟基,因此具有特殊生理活性,而且无毒、可生物降解、生物相溶性好。但是它不溶于水,使其应用受到限制。而低分子量壳聚糖(low-molecular-weightchitosan,LMWC)是由高分子壳聚糖经降解后而得到的,其分子量从原来的几十万至几百万降解到只有几百至几万,其中分子量小于1630的壳聚糖又称为壳低聚糖或寡聚糖、氨基寡糖素、壳寡糖(chito-oligosaccharide,COS)。由于LMWC水溶性很好,容易被动植物吸收,其生理活性显著增强,具有比难溶于水的高分子壳聚糖更优越的性能,在植物生长调节剂、土壤改良剂、植物病原菌抑制剂以及农产品保鲜剂等方面已逐渐成为人们研究的热点。壳聚糖具有广谱的抑菌性,能够抑制真菌孢子产生、萌发、芽管伸长和菌丝生长,其抑制效果与壳聚糖的分子量、脱乙酰度、基团修饰等分子特征直接相关并受溶液浓度、pH和溶剂类型的影响,其抑菌机理与其对细胞的直接损伤或作为信号物质直接或间接干扰细胞代谢过程相关。氨基寡糖素，也称农业专用壳聚糖，具有药效、肥效双重功能。截止2018年1月，我国登记氨基寡糖素农药产品共计65个，其中，水剂产品45个；用于登记有机水溶肥料产品的已达30多个。寡聚糖(甲壳素)，GB/T19630.1-2011有机产品第一部分：生产表A.2植物保护产品中，寡聚糖(甲壳素)使用条件：杀菌剂、植物生长调节剂，即寡聚糖在有机产品生产中可以作为杀菌剂、植物生长调节剂施用。GB2763-2016食品安全国家标准食品中最大农药残留限量附录B豁免制定食品中最大残留限量标准的农药名单中，序号31为几丁聚糖(Chitosan)；序号33为氨基寡糖素(oligochitosaccharins)，即几丁聚糖(Chitosan)、氨基寡糖素(oligochitosaccharins)作为农药施用无残留，不受施用量的限制。KeisukeUeno等的论文报道对St.aureus和E.coli,平均分子量小于5000的壳聚糖不仅没有抗菌作用,反而能促进细菌的生长,而分子量约为9300的壳聚糖几乎可以完全抑制细菌生长(参见：KeisukeUENOetal.Adv.inChitinSci.1997,2：102)。Yousook等报道分子量为4万的壳聚糖在浓度为0.5％时,对St.aureus和E.coli的杀灭率为90％；分子量为18万的壳聚糖在浓度为500ppm时,对St.aureus和E.coli的杀灭率几乎为100％。(参见：Y.Shin,etal.Adv.inChitinSci.,1997,2：890-896)马鹏鹏等通过测定最小抑制浓度和相对抑制率,观察了脱乙酰度对壳聚糖抑制植物病原细菌(胡萝卜软腐欧文氏菌、油菜黄单孢菌绒毛草致病菌、丁香假单孢菌黍致病变种)效果的影响。结果表明3种不同脱乙酰度的壳聚糖在浓度为00005,0001,0005gL时,对病原细菌都有明显的抑制作用,抑制强度因壳聚糖的理化性质以及病原细菌的不同而有较大差异,在一定范围内,随脱乙酰度的增大(乙酰基含量降低),壳聚糖的抑菌效果相应降低,提示乙酰基可能在壳聚糖的抑菌作用中起着重要作用。﹝参见：马鹏鹏，何立千，高天州.不同脱乙酰度壳聚糖对植物病原细菌的抑制作用研究[J].北京联合大学学报(自然科学版)，2003,17(3)：28-30﹞吴智燕等研究在不同脱乙酰度(80％、90％、95％)、不同浓度(0.125、0.083、0.063、0.05mg/mL)的壳聚糖的条件下对金针菇菌丝体生理生化的影响，结果表明：3种脱乙酰度壳聚糖分别在不同的浓度下，对金针菇菌丝体生长量、蛋白质含量、核酸含量都有明显的促进作用，但随壳聚糖脱乙酰度及稀释倍数不同而有所不同。其中以脱乙酰度为90％，浓度为0.083mg/mL时，促进作用最为明显；但3种不同脱乙酰度不同稀释倍数的壳聚糖对可溶性糖的影响作用表现不明显。(参见：吴智燕，闫训友.不同脱乙酰度壳聚糖对金针菇菌丝体生长代谢的影响[J].北方园艺，2007(5):232-234)李鹏程等制备了脱乙酰度3％、20％、40％、70％的壳寡糖，并以此为原料处理小麦幼苗，探讨壳寡糖脱乙酰度对小麦幼苗生长及光合作用相关生理指标的影响，结果表明,脱乙酰大于3％的壳寡糖均有促进小麦生长的作用。(参见：PengchengLi.Effectofchitooligosaccharideswithdifferentdegreesofpolymerizationonwheatseedlingsundersaltstress[C].The4thChinainternationalandCross-StraitChitinandChitosanSymposium&The8thNationalAcademicConferenceonChitinandChitosan,Qingdao,China,2017：100)马莲菊等利用不同浓度壳寡糖溶液对小麦种子浸种,种子萌发后,对小麦幼苗进行Cd胁迫,研究了不同浓度的壳寡糖对小麦幼苗生长、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性的影响。结果表明:不同浓度壳寡糖浸种,对镉胁迫下小麦幼苗生长有促进作用,幼苗高度、根长、生物量均有增加；幼苗叶片中叶绿素含量增高；SOD、POD和CAT活性增加。随着镉胁迫时间的延长,SOD和CAT活性降低,但降低幅度小于对照；POD活性却表现增加,增加的幅度大于对照。壳寡糖不同浓度之间比较,低浓度壳寡糖对镉毒害的缓解效果优于高浓度。说明壳寡糖预处理对镉胁迫有缓解作用。(参见：马连菊，张阳，卜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合寡聚糖果蔬养根素的制备方法，包括步骤如下：(1)破碎壳聚糖原料将干燥、片状、脱乙酰度在55‑95％的壳聚糖原料机械破碎，使其粉碎细度达到40‑60目，得壳聚糖粉；(2)酸溶壳聚糖粉将步骤(1)制备的壳聚糖粉中加入有机无机复合酸水溶液，复合酸水溶液中有机酸为柠檬酸、醋酸、乳酸、丙烯酸、苹果酸、草酸、鞣酸或/和黄腐酸，无机酸为硼酸；搅拌条件下于55‑65℃，酸解30‑60min，得高粘度壳聚糖溶液；(3)酶解高黏度壳聚糖溶液将高粘度壳聚糖溶液降温至45‑50℃，搅拌条件下加入复合酶制剂进行酶解；所述的复合酶采用纤维素酶、蛋白酶和果胶酶的复合；当壳聚糖溶液黏度下降至30mPa.s‑200mPa.s时，升温至80℃使酶制剂钝化，得低粘度壳聚糖溶液；(4)复合羧甲基壳聚糖、寡聚糖将温度调至50‑60℃，搅拌条件下在步骤(3)制得的低黏度壳聚糖溶液中加入去离子水，并加入羧甲基壳聚糖及寡聚糖，保温、搅拌30‑60min，辐照灭菌，得复合寡聚糖果蔬养根素。

【技术特征摘要】
1.一种复合寡聚糖果蔬养根素的制备方法，包括步骤如下：(1)破碎壳聚糖原料将干燥、片状、脱乙酰度在55-95％的壳聚糖原料机械破碎，使其粉碎细度达到40-60目，得壳聚糖粉；(2)酸溶壳聚糖粉将步骤(1)制备的壳聚糖粉中加入有机无机复合酸水溶液，复合酸水溶液中有机酸为柠檬酸、醋酸、乳酸、丙烯酸、苹果酸、草酸、鞣酸或/和黄腐酸，无机酸为硼酸；搅拌条件下于55-65℃，酸解30-60min，得高粘度壳聚糖溶液；(3)酶解高黏度壳聚糖溶液将高粘度壳聚糖溶液降温至45-50℃，搅拌条件下加入复合酶制剂进行酶解；所述的复合酶采用纤维素酶、蛋白酶和果胶酶的复合；当壳聚糖溶液黏度下降至30mPa.s-200mPa.s时，升温至80℃使酶制剂钝化，得低粘度壳聚糖溶液；(4)复合羧甲基壳聚糖、寡聚糖将温度调至50-60℃，搅拌条件下在步骤(3)制得的低黏度壳聚糖溶液中加入去离子水，并加入羧甲基壳聚糖及寡聚糖，保温、搅拌30-60min，辐照灭菌，得复合寡聚糖果蔬养根素。2.根据权利要求1所述的复合寡聚糖果蔬养根素的制备方法，其特征在于，步骤(1)中采用的壳聚糖原料含水量为≤10％，使用蟹壳生产的，片状的，脱乙酰度为85％的壳聚糖。3.根据权利要求1所述的复合寡聚糖果蔬养根素的制备方法，其特征在于，步骤(2)中有机无机复合酸的重量百分比为1％-10％；优选的，每种有机酸的浓度，以重量百分比计，为10-90％，使用的有机酸的种类至少2种以上；优选的，无机酸使用浓度，以重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘有利，李红雨，
申请(专利权)人：济南高新区阿波罗甲壳素工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：山东,37