菸葉種植用營養劑的製作方法

2023-10-09 05:59:09 3

本發明涉及菸葉種植技術領域，尤其涉及菸葉種植用營養劑。

背景技術：

我國是菸草種植大國，種植得到的菸葉會進行分級，根據不同部位的菸葉品質特點不同，同一部位的菸葉調製後的顏色反應著內在品質，根據菸葉的成熟度、葉片結構、油分、色度、長度等分級。分級後，每年都有大量的低次菸葉亟待處理與利用，否則將造成環境汙染和資源浪費。

綠原酸是菸草中含量最多、最重要的多酚類化合物之一，它是植物體在有氧呼吸過程中經莽草酸途徑產生的一種苯丙素類化合物，具有抗菌、抗病毒、利膽、增高白血球等多種藥理作用，是保健品、食品、藥品、化妝品等工業的重要原料。菸鹼是天然菸草中最主要的生物鹼，是重要的化工和醫藥原料；高純度的菸鹼可用作戒菸膏、治療關節痛類藥物的原料，菸鹼在生態農業發展中也應用廣泛。隨著近年來醫藥、農業、化工等諸多領域的迅速發展，市場上對天然菸鹼、綠原酸的需要量與日倶增，因此從廢棄菸草中提取菸鹼、綠原酸具有很高的經濟價值，不僅可以變廢為寶，而且可以提高菸草的附加值，實現菸草的綜合利用。

近江牡蠣，又名大蠔、生蠔，是廣西欽州四大名貴海產之一，肉可鮮食，亦可加工成蠔豉、蠔油。大蠔蠔肉是高蛋白、低脂肪、味道鮮美的具有很高營養和保健功能的水產品，蠔肉蛋白質含量超過40％，營養豐富，味道鮮美，素有「海中牛奶」之稱，同時還可入藥。大蠔肉富含牛磺酸，能促進人腦發育。近江牡蠣營養豐富，其人工養殖主要集中在廣東、廣西和福建一帶。近江牡蠣可謂全身是寶，除了可以生吃，還可用於加工成蠔油、蠔豉，貝殼還能燒制石灰或作為飼料的鈣源。近年來炭燒生蠔在大街小巷隨處可見，刺身蠔也不斷走俏餐桌，深受廣大消費者的喜愛。

自20世紀50年代以來，中國化肥的施用量逐年遞增，單位面積化肥施用量也呈逐年遞增趨勢。化肥在農業生產中發揮著越來越大作用，但常年過度單一施用化肥會引起土壤酸化和板結、土壤肥力降低、有機質含量下降等不良現象。而有機肥在農業生產中的作用己眾所周知，以此為基礎近年來陸續提出「有機農業」、「生態農業」等概念，更有學者認為相對於化肥的長期施用，有機肥的施用更有利於農業的可持續發展。

牡蠣殼是由有機質通過生物礦化調節形成，即以少量有機質大分子(蛋白質、糖蛋白或多糖)為框架，以碳酸鈣為單位進行分子操作，組成的高度有序的多重微層結構。牡蠣殼的物質組成分為無機質和有機質兩部分。無機質部分以碳酸鈣為主，佔牡蠣殼質量90％以上，其中鈣元素佔(39.78±0.23)％，此外還含有銅、鐵、鋅、錳、鍶等20多種微量元素。牡蠣殼的有機成分約佔牡蠣殼質量的3-5％，含有甘氨酸、胱氨酸、蛋氨酸等17種胺基酸。貝殼的有機質部分又分為可溶性有機質和不溶性有機質，其含量隨貝殼種類和生長期不同而異，一般佔貝殼幹質量的0.01-10％,其中可溶性有機質含量更少，約佔0.03-5％。

資源循環利用和生態能源環保是我國中長期發展重中之重的目標。經研究發現牡蠣殼經適當的工藝處理後，可轉為有機營養劑，返回種植菸葉，取得良好的效果。

技術實現要素：

本發明提供了菸葉種植用營養劑，可明顯提高菸葉中活性成分的含量，作為菸葉提取物原料，增加了附加值。

本發明是通過如下技術方案實現的：

菸葉種植用營養劑，採用如下製備方法得到：

①淨洗：將廢棄的牡蠣殼用清水洗淨，去除牡蠣殼表面的泥沙和雜質；

②乾燥：將步驟①得到的牡蠣殼烘乾、粉碎得牡蠣殼粗粉；

③低溫粉碎：將步驟②得到的牡蠣殼粗粉，依次進行低溫冷凍及低溫升華乾燥後以液氮為研磨介質，在-80--120℃下運用超低溫粉碎機進行低溫粉碎；

④高壓微射流超微粉碎處理：將步驟③得到的物料加入純淨水混合均勻，用高速剪切乳化機處理，然後用高壓微射流超微粉碎設備進行處理，得到膏狀漿液，乾燥得到菸葉種植用的營養劑。

本發明步驟②所述的粉碎，優選以球磨機粉碎至粒度在80-100目；

步驟③所述的低溫冷凍，優選溫度0--18℃，更優選-10--18℃；

步驟④所述的加入純淨水，優選加入5-6倍重量的純淨水；步驟④所述的高壓微射流超微粉碎處理，優選將步驟③得到的物料加入5-6倍重量純淨水混合均勻，用高速剪切乳化機處理5-10min，然後用高壓微射流超微粉碎設備於25℃進行處理，處理壓力為60-80MPa，處理次數為2-3次，得到膏狀漿液；所述的乾燥，優選水分含量在10％及以下。

本發明所述的菸葉種植用的營養劑，在使用的時候，營養劑在菸葉種植的田間管理階段，作為底肥施用。

與現有技術相比，本發明的優點：

1、低溫粉碎技術，由於冷媒的價格較高，在實際的工業生產中受到了限制，而如今利用天然氣氣化時廢冷製取液氮已獲得成功，液氮價格下降，低溫粉碎技術才得以發展，但該技術應用水產養殖還未見報導。本發明採用了超低溫粉碎技術，將牡蠣殼依次進行低溫冷凍、低溫升華乾燥後以液氮為研磨介質，在-80-120℃下運用超低溫粉碎機進行低溫粉碎，利用低溫脆化特性，可粉碎熱敏性或常溫中難以粉碎的物料，防止在粉碎時變質。

2、本發明採用高壓微射流超微粉碎處理得到的牡蠣殼原料，沒有採用外來溶劑，通過高壓微射流超微粉碎處理產生的強大剪切力和衝擊力可將物料直接粉碎至細胞水平，將牡蠣殼中含有的無機質和有機質粉碎，形成可溶或不可溶的微量元素和胺基酸等微小顆粒，特別是其中含有的甲殼素等，作為營養劑，利於植物的吸收。

3、本發明得到的營養劑，來源於牡蠣的廢棄物，既可解決海洋生物加工過程中產生的廢渣汙染問題，也從源頭上解決了施用農藥化肥及重金屬殘留的安全隱患問題，節能環保、無汙染、無添加，價格低廉，真正實現了「綠肥」。這種生態循環利用技術，從根本上解決了土壤因過度施用化肥引起的土壤酸化和板結，土壤肥力降低，有機質含量下降等不良現象。

具體實施方式

下面以實施例對本發明作進一步說明，但本發明並不局限於這些實施例。

實施例1：

菸葉種植用營養劑，採用如下製備方法得到：

①淨洗：將廢棄的牡蠣殼用清水洗淨，去除牡蠣殼表面的泥沙和雜質；

②乾燥：將步驟①得到的牡蠣殼烘乾、以球磨機粉碎得80目牡蠣殼粗粉；

③低溫粉碎：將步驟②得到的牡蠣殼粗粉，依次進行0℃低溫冷凍及低溫升華乾燥後以液氮為研磨介質，在-80℃下運用超低溫粉碎機進行低溫粉碎；

④高壓微射流超微粉碎處理，將步驟③得到的物料加入5倍重量純淨水混合均勻，用高速剪切乳化機處理10min，然後用高壓微射流超微粉碎設備於25℃進行處理，處理壓力為60MPa，處理次數為2次，得到膏狀漿液，乾燥得到菸葉種植用營養劑。

實施例2：

菸葉種植用營養劑，採用如下製備方法得到：

①淨洗：將廢棄的牡蠣殼用清水洗淨，去除牡蠣殼表面的泥沙和雜質；

②乾燥：將步驟①得到的牡蠣殼烘乾、以球磨機粉碎得100目牡蠣殼粗粉；

③低溫粉碎：將步驟②得到的牡蠣殼粗粉，依次進行-10℃低溫冷凍及低溫升華乾燥後以液氮為研磨介質，在-100℃下運用超低溫粉碎機進行低溫粉碎；

④高壓微射流超微粉碎處理，將步驟③得到的物料加入6倍重量純淨水混合均勻，用高速剪切乳化機處理5min，然後用高壓微射流超微粉碎設備於25℃進行處理，處理壓力為70MPa，處理次數為3次，得到膏狀漿液，乾燥得到菸葉種植用營養劑。

實施例3：

菸葉種植用營養劑，採用如下製備方法得到：

①淨洗：將廢棄的牡蠣殼用清水洗淨，去除牡蠣殼表面的泥沙和雜質；

②乾燥：將步驟①得到的牡蠣殼烘乾、以球磨機粉碎得100目牡蠣殼粗粉；

③低溫粉碎：將步驟②得到的牡蠣殼粗粉，依次進行-18℃低溫冷凍及低溫升華乾燥後以液氮為研磨介質，在-120℃下運用超低溫粉碎機進行低溫粉碎；

④高壓微射流超微粉碎處理，將步驟③得到的物料加入5倍重量純淨水混合均勻，用高速剪切乳化機處理10min，然後用高壓微射流超微粉碎設備於25℃進行處理，處理壓力為80MPa，處理次數為2次，得到膏狀漿液，乾燥得到菸葉種植用營養劑。

對比例1：

不使用實施例和對比例2-4的營養劑。

對比例2：

菸葉種植用的營養劑，採用如下製備方法得到：

①淨洗：將廢棄的牡蠣殼用清水洗淨，去除牡蠣殼表面的泥沙和雜質；

②乾燥：將步驟①得到的牡蠣殼烘乾、以球磨機粉碎得100目牡蠣殼粗粉；

③低溫粉碎：將步驟②得到的牡蠣殼粗粉，依次進行-18℃低溫冷凍及低溫升華乾燥後以液氮為研磨介質，在-120℃下運用超低溫粉碎機進行低溫粉碎；

④加熱提取：將步驟③得到的物料加入5倍重量的純淨水混合均勻，加熱提取，提取液離心，10000r/min、5min，得到的渣加入5倍重量的純淨水加熱提取，提取液離心，10000r/min、5min，合併上清液，乾燥得到菸葉種植用營養劑。

對比例3：

菸葉種植用的營養劑，採用如下製備方法得到：

①淨洗：將廢棄的牡蠣殼用清水洗淨，去除牡蠣殼表面的泥沙和雜質；

②乾燥：將步驟①得到的牡蠣殼烘乾、以球磨機粉碎得100目牡蠣殼粗粉；

③低溫粉碎：將步驟②得到的牡蠣殼粗粉，依次進行-18℃低溫冷凍及低溫升華乾燥後以液氮為研磨介質，在-120℃下運用超低溫粉碎機進行低溫粉碎，得到菸葉種植用營養劑。

對比例4：

菸葉種植用的營養劑，採用如下製備方法得到：

①淨洗：將廢棄的牡蠣殼用清水洗淨，去除牡蠣殼表面的泥沙和雜質；

②乾燥：將步驟①得到的牡蠣殼烘乾、以球磨機粉碎得100目牡蠣殼粗粉；

③高壓微射流超微粉碎處理，將步驟③得到的物料加入5倍重量純淨水混合均勻，用高速剪切乳化機處理10min，然後用高壓微射流超微粉碎設備於25℃進行處理，處理壓力為80MPa，處理次數為2次，得到膏狀漿液，乾燥得到菸葉種植用營養劑。

實驗例：

菸葉種植用的營養劑在田間應用公司在欽州地區建立了規範化種植基地，按製作工藝獲得的菸葉種植用的營養劑，在基地進行了對比試驗，主要考察不同營養劑對菸葉種植及質量的影響。在基地，設計試驗田，每塊試驗田面積為5畝，分別施用對比例和實施例3得到的營養劑，對比例1作為空白例，對比例2-4和實施例3在對比例的基礎上，將營養劑300kg在菸葉種植的田間管理階段，作為底肥施用。

菸葉採收，分級後，將得到的廢次菸葉，作為原料提取綠原酸、菸鹼，計算含量。

提取方法：採用超聲輔助酶法提取廢次菸葉中綠原酸、菸鹼的工藝，菸葉中綠原酸、菸鹼同時提取的工藝條件為：以粉碎後的乾燥廢次菸葉為原料，加入1:10(料液比，w/w)的水，再加入纖維素酶，恆溫酶解，酶用量1％(以菸葉質量計)、酶解時間1.5h、酶解溫度50℃，酶處理後的菸葉在超聲波作用下提取30min，計算綠原酸、菸鹼的含量。

分析方法：綠原酸採用高效液相色譜法定量分析色譜條件為：色譜柱HypersiIBD-C18(250mmX4.6mm i.d)；流動相25％乙睛+0.5％乙酸；流速1mL/min；進樣溫度30℃；進樣量10μL；檢測波長280nm。

菸鹼測定：色譜條件為：Alitima-C18(150mmx4.6mm i.d)；甲醇-磷酸鹽緩衝液(8：2)；檢測波長262nm；流速1mL/min；柱溫25℃。

為試驗地塊中3個樣品的平均值。

結論：實施例3的樣品結果優於對比例。