一种聚谷氨酸颗粒的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种聚谷氨酸颗粒的制备方法，包括以下步骤：S1.取谷氨酸发酵尾液和赖氨酸发酵尾液混合所得的母液，调节pH至5.5～8.5，添加微生物菌剂进行二次发酵，得到聚谷氨酸发酵液；S2.添加微量元素，在75～85℃螯合1～2h，得到聚谷氨酸螯合液；S3.将聚谷氨酸螯合液通过125～130℃一步干燥制粒，得到聚谷氨酸颗粒。本发明专利技术制备得到的聚谷氨酸颗粒中含有各类胞外酶和芽胞，耐盐、耐碱、耐低温和高温，保留的氨基酸和活性菌能够改善土壤微生物群态，增加土壤微生物多样性，与聚谷氨酸双向调节的共同作用下，可有效改善土壤的板结化、酸化和盐渍化等现象。盐渍化等现象。

【技术实现步骤摘要】
一种聚谷氨酸颗粒的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及农业生产
，尤其涉及一种聚谷氨酸颗粒的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]农业发展过程中，污染问题也十分严重。多年来，为促增产、保供给，农业资源超强利用，化肥投入过量，带来土壤酸化和水体的富营养化的问题，影响产品品质和生产效益。自然因素和人为因素的影响形成了3种土壤环境问题：一是土壤本来具有的，由土壤内源性物质决定。二是由外源性物质进入土壤内部环境后造成的，包括物理、化学、生物等外源性物质，其排放数量和速度已远远超过了土壤的容纳和净化能力，导致土壤的性质、组成及性状等发生变化，而引起土壤污染与安全健康问题。三是在土壤内部环境的物理、化学、生物迁移转化过程中出现的，或是土壤外部环境水、大气等污染物迁入引起的，如连作障碍、温室气体、毒害中间产物、粉尘沉降等。
[0003]聚谷氨酸，又称γ
‑
PGA，是指自然生物通过微生物发酵产生的水溶性多聚氨基酸，其结构为谷氨酸单元通过α
‑
氨基和γ
‑
羧基形成肽键的阴离子高分子聚合物。因其具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型高分子材料，可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂。
[0004]聚谷氨酸是一种高分子氨基酸聚合物，化学结构特殊，能够有效防止大量元素氮磷钾的挥发和损失，同时可有效螯合中微量元素，提供作物所需的各类必须养分。因其具有良好的保水保肥性能，能够构建作物根际周围良好的水肥坏境，刺激根系发育，提高作物养分的吸收能力。另外，聚谷氨酸还具有双向调节酸碱的功能，遇酸调酸，遇碱调碱，对酸性和盐碱土壤都有明显的调节功能。提高和刺激作物产生脯氨酸、谷氨酸等内源性激素，刺激作物根系发育，提高作物抗逆性能，提升农产品品质。
[0005]由于聚谷氨酸的良好特性，现有技术中已出现多种以聚谷氨酸为主的肥料产品，但是因发酵工艺和原料成本影响量产和售价。
[0006]另外一方面，谷氨酸发酵尾液是谷氨酸工业化生产过程中提取谷氨酸产品后的液体，含有较多的氨基酸以及有机质，具有COD
Cr
高、BOD5高、菌体蛋白含量高、硫酸根含量高、氨氮含量高及pH值(1.5～3.2)低“五高一低”的特点，由于硫酸根含量高，无法进行厌氧处理，因此导致处理难度较大，成本较高，难以获得性价比较高的副产品。赖氨酸发酵尾液是提取赖氨酸后的废液，与谷氨酸发酵废液同样具有高CODCr、高BOD5、高硫酸根含量、高氨氮含量及低pH值的特点。
[0007]由于谷氨酸发酵尾液和赖氨酸发酵尾液中含有较多的复合氨基酸、氮磷钾养分以及有机质，现有技术出现较多将其制作为复合肥料的报道。如专利CN200710127589.1公开了一种赖氨酸发酵废液(即尾液)的处理工艺，将其经过多效浓缩，结晶造粒，得到赖氨酸含量在7％以上、总氨基酸含量在40％以上的肥料颗粒。中国专利申请CN200810174212.6公开了一种复合氨基酸的制备方法，其将赖氨酸发酵尾液、谷氨酸发酵尾液和苏氨酸发酵尾液、蛋氨酸发酵尾液混合，经蒸发浓缩、喷浆造粒得到复合氨基酸产品。但是上述产品均存在一
定问题，如利用程度较低、工艺复杂、生产成本较高等。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了如下技术方案，以解决现有技术聚谷氨酸产量低成本高、谷氨酸发酵尾液和赖氨酸发酵尾液循环利用程度较低等问题。
[0009]一种聚谷氨酸颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0010]S1.取谷氨酸发酵尾液和赖氨酸发酵尾液混合所得的母液，调节pH至5.5～8.5，添加微生物菌剂进行二次发酵，使谷氨酸聚合为聚谷氨酸，得到聚谷氨酸发酵液；所述微生物菌剂为选自纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、谷氨酸棒状杆菌中的一种或多种组合；
[0011]S2.将所述聚谷氨酸发酵液添加微量元素，在75～85℃螯合1～2h，得到聚谷氨酸螯合液；
[0012]S3.将所述聚谷氨酸螯合液通过125～130℃一步干燥制粒，得到聚谷氨酸颗粒。
[0013]优选的，所述谷氨酸发酵尾液pH值为3.2～3.8，波美度为28～32％，所述赖氨酸发酵尾液pH值为3.7～4.0，波美度为26～30％。
[0014]优选的，步骤S1所述谷氨酸发酵尾液和所述赖氨酸发酵尾液的比例为(2～5):1。
[0015]优选的，步骤S1所述谷氨酸发酵尾液和所述赖氨酸发酵尾液混合以后，首先静置，分离沉淀后，再调节pH。
[0016]优选的，步骤S1采用氨水调节pH。
[0017]优选的，步骤S1所述二次发酵所述微生物菌剂添加量为混合发酵母液质量的0.5～5％，发酵时间15～20h，发酵温度为33～38℃。
[0018]优选的，步骤S2所述微量元素添加量为所述聚谷氨酸螯合液干重的2％以上，所述微量元素为选自硼、锌、钼、铁、锰中的一种或多种组合。
[0019]优选的，步骤S3所述干燥制粒采用流化床进行。
[0020]本专利技术还提供了一种聚谷氨酸颗粒，它为采用如上所述的方法制备获得；所述聚谷氨酸颗粒中，以质量百分含量计，聚谷氨酸为5～9％、微量元素2～5％、氨基酸8～15％、N、P、k总养分10～15％、有机质含量为15～25％。
[0021]优选的，所述聚谷氨酸肥料作为基施肥、追施肥或穴施肥应用，施用方法为根施、灌施或喷施。
[0022]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
[0023]1、将发酵母液pH调整为5.5～8.5的范围，可明显提高聚谷氨酸含量；
[0024]2、本专利技术制备得到的聚谷氨酸颗粒中含有各类胞外酶和芽胞，耐盐、耐碱、耐低温和高温，保留的氨基酸和活性菌能够改善土壤微生物群态，增加土壤微生物多样性，与聚谷氨酸双向调节的共同作用下，可有效改善土壤的板结化、酸化和盐渍化等现象；
[0025]3、本专利技术制备得到的聚谷氨酸颗粒是采用将谷氨酸发酵尾液和赖氨酸发酵尾液混合液二次发酵再利用的生物发酵产品，采用微生物发酵和低温烘干造粒的绿色、循环双工艺制得，充分利用谷氨酸发酵尾液和赖氨酸发酵尾液中的营养成分，提高了谷氨酸发酵尾液和赖氨酸发酵尾液的利用程度，而且低成本、零污染、零排放，在土壤中可完全被生物降解，对人体及土壤生物无毒害，对土壤环境无污染；
[0026]4、本专利技术制备得到的聚谷氨酸颗粒的独特的产品形态，全水溶、速溶速效，可直接
做基施、沟施、滴灌、喷灌和叶面喷施，不受地势和地形影响，人工和机械施肥均可，从根本上解决了氨基酸类肥料受潮水解和基施撒施困难的问题。
具体实施方式
[0027]为了更好地理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
[0028]本实施例的一种聚谷氨酸颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0029]S1.取谷氨酸发酵尾液和赖氨酸发酵尾液混合所得的母液，调节pH至5.5～8.5，添加微生物菌剂进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚谷氨酸颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.取谷氨酸发酵尾液和赖氨酸发酵尾液混合所得的母液，调节pH至5.5～8.5，添加微生物菌剂进行二次发酵，使谷氨酸聚合为聚谷氨酸，得到聚谷氨酸发酵液；所述微生物菌剂为选自纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、谷氨酸棒状杆菌中的一种或多种组合；S2.将所述聚谷氨酸发酵液添加微量元素，在75～85℃螯合1～2h，得到聚谷氨酸螯合液；S3.将所述聚谷氨酸螯合液通过125～130℃一步干燥制粒，得到聚谷氨酸颗粒。2.根据权利要求1所述的聚谷氨酸颗粒的制备方法，其特征在于，所述谷氨酸发酵尾液pH值为3.2～3.8，波美度为28～32％，所述赖氨酸发酵尾液pH值为3.7～4.0，波美度为26～30％。3.根据权利要求2所述的聚谷氨酸颗粒的制备方法，其特征在于，步骤S1所述谷氨酸发酵尾液和所述赖氨酸发酵尾液的比例为(2～5):1。4.根据权利要求1所述的聚谷氨酸颗粒的制备方法，其特征在于，步骤S1所述谷氨酸发酵尾液和所述赖氨酸发酵尾液混合以后，首先静置，分离沉淀后，再调节pH。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：岳继生，李保强，李刚，涂永峰，马文新，杨博，潘瑾，李小伟，
申请(专利权)人：新疆慧尔农业集团股份有限公司阿克苏市慧尔肥业有限公司，
类型：发明
国别省市：