物理生物联合法生产农用海藻提取液的方法及海藻提取液技术

本发明专利技术公开了一种物理生物联合法生产农用海藻提取液的方法及海藻提取液。本发明专利技术包括以下步骤：1)预处理：取干海藻，粉碎至40‑80目，得海藻粉；2)破壁：取保活剂，与海藻粉混合，物理破壁，海藻粉与保活剂重量比为1:5‑10，得混合物；3)酶解：取海藻酸裂解酶，添加到混合物中，酶解温度为35‑55℃，酶解时间为4‑8h；4)灭活：灭活温度为90‑100℃，灭活时间为5‑10min；5)过滤，分装，得海藻提取液。本发明专利技术海藻提取液的提取率高，活性成分分子量低，可被植物吸收，保持了植物生长调节剂类物质的活性，可长期保存，具有促进植物生长，调节土壤生态环境，提高肥料利用率，抵抗生物胁迫和非生物胁迫等的作用。

The method of producing agricultural seaweed extract by combined physical and biological method and seaweed extract

【技术实现步骤摘要】
物理生物联合法生产农用海藻提取液的方法及海藻提取液
本专利技术属于植物提取物的
，特别是指一种物理生物联合法生产农用海藻提取液的方法及海藻提取液。
技术介绍
海洋覆盖着地球约71％的表面积，占地球总水量的97％，是地球上最大的资源宝库。作为海洋中最大的生物种群，海藻含有大量的高活性生物质成分，包括多糖、蛋白质、甘露醇、甜菜碱、碘、多酚、不饱和脂肪酸、甾醇类化合物、萜类化合物、矿质元素、多胺、植物生长调节剂类物质、维生素、色素等，具有优异的生物活性，不仅在生物医药、功能食品、动物饲料以及化妆品等诸多领域得到广泛应用，而且在生态肥料中有重要的应用价值。目前，海藻活性成分的提取方法主要包括物理法、化学法和生物法。物理法是通过物理方法(如超声波、微波、冻融等)进行细胞破壁，并通过冷水提取细胞内的有效成分，虽然物理法提取保证活性成分不被破坏，但是提取率低，而且多糖等活性成分的分子量大，不易被植物吸收；化学法是通过酸、碱等，在一定的温度和压力条件下，使海藻细胞壁溶解破碎，同时将大分子量的活性成分降解为可被植物吸收的低分子量有效成分，但是此方法容易破坏植物生长调节剂类活性成分；生物法是通过微生物降解或微生物发酵产生的酶对海藻进行降解，虽然生物法提取充分，但是常规的纤维素酶、蛋白酶、酵母菌等不能降解海藻中的海藻酸，而且对生产过程控制要求严格，成本高。另外，由于海藻提取液营养成分丰富，极易腐败变质，尤其是在高温条件下；而且，海藻提取液中的植物生长调节剂类物质在长期储存过程中会逐渐损失，如赤霉素GA3在25℃的水溶液这种比较温和的条件下，就会发生官能团重排或者异构化，随着存放时间的延长，赤霉素GA3的活性降低的越来越显著，海藻提取物失去了活性，进而影响海藻提取物的使用效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种物理生物联合法生产农用海藻提取液的方法及海藻提取液，旨在解决了现有技术制备的海藻提取液极易腐败变质、活性成分保存时间短而导致其无法长期储存的问题。为了解决上述技术问题，其主要是通过以下技术方案加以实现的：在一个方面，本专利技术的一种物理生物联合法生产农用海藻提取液的方法，包括以下步骤：1)预处理：取干海藻，粉碎至40-80目，得海藻粉；2)破壁：取保活剂，将步骤1)所得的海藻粉与保活剂混合均匀，进行物理破壁，海藻粉与保活剂的重量比为1:5-10，得混合物；3)酶解：取海藻酸裂解酶，在步骤2)所得的混合物中添加2-8‰的海藻酸裂解酶进行酶解，酶解温度为35-55℃，酶解时间为4-8h，得到海藻酶解液；4)灭活：将步骤3)所得的海藻酶解液进行灭活处理，灭活温度为90-100℃，灭活时间为5-10min；5)过滤，分装，得海藻提取液。本专利技术的海藻提取液的生产方法中在海藻活性成分提取初期加入保活剂，避免了植物生长调节剂等物质活性的降低，同时采用物理方法进行海藻高效破壁，然后采用海藻酸裂解酶进行酶解，使高分子量的海藻酸降解为可被植物吸收的低分子量的褐藻寡糖；本专利技术的生产方法提取率高，活性成分分子量低，可被植物吸收，可保持植物生长调节剂类物质的活性；本专利技术利用海藻酸裂解酶可进行定向降解，本专利技术制备的海藻提取液可长期保存，具有促进植物生长，调节土壤生态环境，提高肥料利用率，抵抗生物胁迫和非生物胁迫等的作用。本专利技术中海藻酸裂解酶的添加量用体积来计量，即mL，混合物中添加2-8‰的海藻酸裂解酶是在1000g混合物中添加2-8mL的海藻酸裂解酶。作为一种优选的实施方案，所述步骤2)中，保活剂是pH值为5.8-7.0且浓度为0.2mol/L的磷酸盐缓冲液、pH值为4.4-6.6的柠檬酸盐缓冲液、pH值为7.4-8.0的硼酸盐缓冲液中的任意一种。本专利技术的保活剂可以是磷酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液或者硼酸盐缓冲液，这些保活剂容易配制，能够抵制外界加入少量酸或碱的影响，能够维持pH值基本不变，并且，其pH受温度影响小，稀释后pH值变化小，如稀释10倍后pH值的变化小于0.1；因此，能够保持海藻活性成分在反应过程中的活性基本不变，同时，能够维持反应过程中酶的活性基本不变。作为一种优选的实施方案，所述海藻酸裂解酶包括以下成分：1,4-β-D-甘露糖醛酸裂解酶，酶活力为20000-30000U/mL；1,4-α-L-古罗糖醛酸裂解酶，酶活力为20000-30000U/mL；聚甘露糖醛酸和聚古罗糖醛酸裂解酶，酶活力为25000-35000U/mL。本专利技术的海藻酸裂解酶中1,4-β-D-甘露糖醛酸裂解酶对聚甘露糖醛酸(PolyM)有特异性，1,4-α-L-古罗糖醛酸裂解酶对聚古罗糖醛酸(PolyG)有特异性，聚甘露糖醛酸和聚古罗糖醛酸裂解酶对PolyM和PolyG都有特异性，即本专利技术的海藻酸裂解酶对PolyM、PolyG、PolyMG均具有底物特异性。作为一种优选的实施方案，所述海藻酸裂解酶的酶活力为20000-35000U/mL。本专利技术的海藻酸裂解酶可以是从海藻堆肥中筛选分离出的具有海藻酸降解能力的复合菌株产生的复合酶，这种海藻酸裂解酶可以通过β消去反应裂解海藻酸的4-O-糖基键，同时在C-4和C-5之间形成双键，在产生的寡糖的非还原端产生4-deoxy-L-erythro-hex-4-enepyranosyluronate在230-240nm有强吸收峰；其催化大分子海藻酸降解成小分子海藻酸的速率高，用量少，经济适用。作为一种优选的实施方案，所述干海藻为晾干海藻，所述海藻的含水率不超过10％。本专利技术优选晾干海藻，海藻的含水率不能太高，否则，不容易形成海藻粉；通常情况下，本专利技术的预处理过程是采用粉碎机将干海藻进行粉碎的。作为一种优选的实施方案，所述海藻为泡叶藻、巨藻、海带、马尾藻、极大昆布、裙带菜、羊栖菜、鼠尾藻、海蒿子、墨角藻、公牛藻、鹅掌菜、喇叭藻的任意一种或几种。本专利技术的海藻种类很多，可以根据实际情况进行选择，这些海藻产量高，方便购买；而且，这些海藻都是褐藻，属于个体较大的多细胞海藻，生长快，产量高，每年每平方米海面能产生3.3-11.3公斤干重的生物质，生产成本低，是生产海藻酸的重要原料。作为一种优选的实施方案，所述步骤2)中物理破壁的方法为高速剪切法、高压均质法、超声波法、砂磨法的任意一种或几种。本专利技术可以选用多种方法进行物理破壁，这种方法操作简单，容易实现产业化。本专利技术经过这些方法进行物理破壁之后，其提取时间短，提取效率高，最大程度地保持原料中生物活性物质的天然结构，避免因热效应等引起的变性、损失和活性降低等问题，工艺操作简单，适宜规模化和现代化生产。作为一种优选的实施方案，所述高速剪切法的剪切转速为10000-18000r/min，剪切时间为5-15min；所述高压均质法的均质压力为60-170MPa，均质时间为15-30min；所述超声波法的超声功率为200-600W，超声时间为10-30min；所述砂磨法的研磨时间为60-90min。本专利技术可以控制高速剪切法、高压均质法、超声波法、砂磨法的物理破壁参数，使其控制容易，便于操作。作为一种优选的实施方案，所述步骤5)中，过滤是将灭活后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物理生物联合法生产农用海藻提取液的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)预处理：取干海藻，粉碎至40-80目，得海藻粉；/n2)破壁：取保活剂，将步骤1)所得的海藻粉与保活剂混合均匀，进行物理破壁，海藻粉与保活剂的重量比为1:5-10，得混合物；/n3)酶解：取海藻酸裂解酶，在步骤2)所得的混合物中添加2-8‰的海藻酸裂解酶进行酶解，酶解温度为35-55℃，酶解时间为4-8h，得到海藻酶解液；/n4)灭活：将步骤3)所得的海藻酶解液进行灭活处理，灭活温度为90-100℃，灭活时间为5-10min；/n5)过滤，分装，得海藻提取液。/n

【技术特征摘要】
1.一种物理生物联合法生产农用海藻提取液的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)预处理：取干海藻，粉碎至40-80目，得海藻粉；
2)破壁：取保活剂，将步骤1)所得的海藻粉与保活剂混合均匀，进行物理破壁，海藻粉与保活剂的重量比为1:5-10，得混合物；
3)酶解：取海藻酸裂解酶，在步骤2)所得的混合物中添加2-8‰的海藻酸裂解酶进行酶解，酶解温度为35-55℃，酶解时间为4-8h，得到海藻酶解液；
4)灭活：将步骤3)所得的海藻酶解液进行灭活处理，灭活温度为90-100℃，灭活时间为5-10min；
5)过滤，分装，得海藻提取液。


2.根据权利要求1所述的物理生物联合法生产农用海藻提取液的方法，其特征在于：
所述步骤2)中，保活剂是pH值为5.8-7.0且浓度为0.2mol/L的磷酸盐缓冲液、pH值为4.4-6.6的柠檬酸盐缓冲液、pH值为7.4-8.0的硼酸盐缓冲液中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的物理生物联合法生产农用海藻提取液的方法，其特征在于：
所述海藻酸裂解酶包括以下成分：1,4-β-D-甘露糖醛酸裂解酶，酶活力为20000-30000U/mL；1,4-α-L-古罗糖醛酸裂解酶，酶活力为20000-30000U/mL；聚甘露糖醛酸和聚古罗糖醛酸裂解酶，酶活力为25000-35000U/mL。


4.根据权利要求3所述的物理生物联合法生产农用海藻提取液的方法，其特征在于：
所述海藻酸裂解酶的酶活力为20000-35000U...

【专利技术属性】
技术研发人员：周平，曹培顺，赵建亮，赵新巍，
申请(专利权)人：青岛苏贝尔作物营养有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37