一种复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法技术

本发明专利技术提供一种复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法，包括如下步骤：步骤一：将海藻残渣研磨后分散至PBS溶液中，超声混合均匀；步骤二：向步骤一获得的混合溶液中添加酸溶液进行改性浸泡；步骤三：向改性后的混合溶液中加入复合酶进行酶解；步骤四：酶解结束后通过煮沸、离心，收集上清液即为生物有机肥。基于海藻渣不容易降解导致的发酵困难的难题，本发明专利技术方法具有酶解发酵时间短，氨基酸产量高等特点。氨基酸产量高等特点。氨基酸产量高等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法


[0001]本专利技术属于废弃物再利用
，具体涉及一种复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法。

技术介绍

[0002]中国是海带等大型海藻的主要生产国，在褐藻酸盐的生产过程中产生的大量的海带残渣常作为有机废料被填埋，造成大量资源浪费和环境污染，海藻加工残渣高价值利用化是褐藻酸盐产业亟需解决的问题。
[0003]海藻加工残渣中含有80％左右的水分，主要成分为海藻纤维、海藻酸钙、蛋白质、岩藻多糖、壳聚糖、多酚、甜菜碱、有机碘等。现阶段将海藻残渣经酶解后得到的提取物，是一种生物有机肥。海藻肥中含有丰富的多糖醛酸苷类物质，如海藻酸，该类活性物质具有螯合以及亲水特性，该类物质能改良土壤的物理结构、化学和生物学性质，从而提高土壤肥力和保水能力等，促进根际的微生物的生长代谢，间接的促进植物的营养吸收。从褐藻中提取的海藻酸，可以改善土壤团粒结构，从而有利于土壤水分的保持，这使得良好的土壤通气性质可刺激作物根系活性以及根际微生物的生长，聚阴离子的海藻和藻类的提取物，已被证明在修复土壤有很大价值的，尤其是那些重金属污染。在农业生产和可再生能源利用领域具有极大的应用价值。
[0004]根据海藻渣不容易降解导致的发酵困难，现有技术CN102491798A公开一种海藻有机肥，其制备工艺如下：(1)将海藻去砂，晒干或50～70℃烘干，得干燥的海藻；(2)将干燥的海藻粉碎，得海藻粉，然后将海藻粉与水混合，超声波破壁，得浸提液；(3)将浸提液过滤，离心，脱色，浓缩，干燥后即得海藻有机肥；进一步地，为强化营养，可根据需求，加入尿素、磷酸二氢钾和微量元素等营养成分，得到所需要的海藻有机肥。CN101439997公开一种海藻有机肥的制备方法，1)、配料处理：所述有机肥原料包括海藻渣，将所述海藻渣水分控制在50％～70％之间，混入1
‰
～15
‰
的磷酸二氢钾，和1
‰
～5
‰
的生物发酵剂，混匀；2)、好氧发酵：堆温上升到40℃～65℃时，及时翻堆，增加透气性和散失水分，好氧发酵时间为10～20天；3)、厌氧发酵：好氧发酵结束后，将物料堆积起来，厌氧发酵10～20天，腐熟；4)、筛分及粉碎：腐熟后的物料粉碎过筛，低温干燥物料，水分控制在15％以下，制成粉状海藻有机肥；5)、造粒：将粉碎的物料造粒，再经过低温干燥，制成颗粒状海藻有机肥。上述专利提供的方法复杂且制备的有机肥中蛋白质含量低，应用具有局限性。
[0005]基于此，有必要提供一种复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法。

技术实现思路

[0006]基于海藻渣不容易降解导致的发酵困难的难题，本专利技术提供一种复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法，具有酶解发酵时间短，氨基酸产量高等特点。
[0007]本专利技术通过以下技术方案进行实现：
[0008]一方面，本专利技术提供一种复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法，包括如下步骤：
[0009]步骤一：将海藻残渣研磨后分散至PBS溶液中，超声混合均匀；
[0010]步骤二：向步骤一获得的混合溶液中添加酸溶液进行改性浸泡；
[0011]步骤三：向改性后的混合溶液中加入复合酶进行酶解；
[0012]步骤四：酶解结束后通过煮沸、离心，收集上清液即为生物有机肥。
[0013]进一步地，所述海藻残渣研磨至粒径小于0.5mm的粉末。
[0014]进一步地，所述PBS溶液的浓度为0.1～0.5mol/L。进一步地，优选PBS溶液的浓度为0.2mol/L。
[0015]进一步地，所述超声的条件为100～200W，超声时间为10～50min。进一步地，所述超声的条件为150W，超声时间为20min。
[0016]进一步地，所述酸溶液为硫酸溶液、盐酸溶液等，优选为硫酸溶液，所述硫酸溶液的质量浓度为0.5％；所述酸溶液与混合溶液的添加量的体积比为1～10∶1。
[0017]进一步地，所述改性浸泡的时间为1～5h，优选地为2h。通过改性浸泡实现改性木质纤维束。纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，是细胞壁的主要成分，结构复杂，由于纤维素聚集体的氢键分布不均匀，难以被降解；果胶是普遍存在于植物细胞壁和细胞内层的酸性杂多糖物质，未改性的果胶分子质量大，难以被生物吸收，经降解改性后可促使其充分得到利用；而海藻中大分子蛋白质需水解后才能被吸收。
[0018]进一步地，所述复合酶选自纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶中的至少两种。
[0019]进一步地，所述纤维素酶、果胶酶、木瓜蛋白酶的质量比为5～10∶3～8∶1～5，进一步优选为8∶4∶3。进一步地，所述混合溶液中添加复合酶的量分别为1～10％、1～5％、0.1～5％，进一步优选为4％、2％、1.5％(w/w)或3％、2％、1.5％(w/w)。进一步地，所述酶解的条件为：酶解温度为40～60℃；设置酶解初始PBS中的pH值为5～8；酶解时间为12～24h。进一步地，所述酶解的条件为：酶解温度为50℃；设置酶解初始PBS中的pH值为5.8；酶解时间为24h。通过酶解过程实现降解改性木质纤维束，有效保留降解后的海藻残渣中的氨基酸、可溶性糖分等营养物质。本专利技术整个制备过程中时间短，产率高，酶解时间短且不需要高温高压，不会有有效成分造成破坏。
[0020]进一步地，步骤五中所述煮沸时间为10～30min，优选为10min。
[0021]进一步地，步骤五中所述离心的条件为1～5℃，6000～10000xg下离心1～10min；优选离心条件为4℃，7500xg下离心10min。
[0022]进一步地，本专利技术所述方法具体步骤为：
[0023]将海带残渣研磨成0.5mm的粉末，称取5g海带渣至75ml的0.2mol/L的PBS溶液中，将混合溶液进行超声波震动(150w)预处理20min；
[0024]预处理后的混合溶液使用0 5％(w/v)的硫酸溶液浸泡2h；
[0025]向混合溶液中加入纤维素酶、果胶酶、木瓜蛋白酶，添加量分别为：4％、2％、1.5％(w/w)；
[0026]调节酶解温度为50℃；设置酶解初始PBS中的pH值为5.8；酶解24h；
[0027]反应结束后将样品煮沸10min，以停止酶解反应，在4℃，7500xg下离心10min，收集上清，得到酶解产物，即为生物有机肥。
[0028]相对于现有技术，本专利技术提供的技术方案具备有益效果如下：
[0029]本专利技术基于现有技术方法复杂，且海藻残渣降解困难的问题，提供一种复合酶降
解海藻制备生物有机肥的方法，通过优化酶解过程中复合酶比例、酶解时间、酶解温度和pH值来提高海藻残渣的酶解速率，得到生物有机肥，制备过程简单高效，产生的有机生物肥的氨基酸和可溶性糖分的含量高，适合农业应用，有效改良土壤结构，提高利用率同时刺激作物生长发育。
[0030]本专利技术制备的有机肥最大程度上将海藻残渣中的蛋白质进行酶解，保留了原生态营养成分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将海藻残渣研磨后分散至PBS溶液中，超声混合均匀；步骤二：向步骤一获得的混合溶液中添加酸溶液进行改性浸泡；步骤三：向改性后的混合溶液中加入复合酶进行酶解；步骤四：酶解结束后通过煮沸、离心，收集上清液即为生物有机肥。2.根据权利要求1所述复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法，其特征在于，所述海藻残渣研磨至粒径小于0.5mm的粉末。3.根据权利要求1所述复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法，其特征在于，所述PBS溶液的浓度为0.1～0.5mol/L；所述超声的条件为100～200W，超声时间为10～50min。4.根据权利要求1所述复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法，其特征在于，所述酸溶液为硫酸溶液，所述硫酸溶液的质量浓度为0.5％；所述改性浸泡的时间为1～5h。5.根据权利要求1所述复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法，其特征在于，所述复合酶选自纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶中的至少两种。6.根据权利要求5所述复合酶降解海藻制备生物有机肥的方法，其特征在于，所述纤维素酶、果胶酶、木瓜蛋白酶的质量比为5～10:3～8:1～5。7.根据权利要求6所述复合酶降解海藻制备生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长海，何梅琳，刘瑞卿，王烨，
申请(专利权)人：广西源藻生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：