海藻肥的生產工藝有哪些

海藻肥的生產工藝有哪些

    海藻活性物質對海藻肥的肥效發揮至關重要的作用,生產工藝的不同會直接影響有效成份的提取率、穩定性和作用功效,通過不同方法得到的海藻提取物其內含物和應用效果是不一樣的。如何最大程度保持和利用海藻天然活性成分,是海藻肥生產的核心工藝之一,也是需要不斷突破提升的重要課題。
    海藻肥生產中,通過細胞破碎或增溶等技術手段提取海藻細胞內含物,以及使海藻大分子化合物降解為可溶、易被吸收的小分子物質的過程,叫做藻體消解。目前,國際上消解海藻藻體的方法主要有三大類:物理方法、化學方法、生物方法。
物理方法又稱機械破碎法,是通過高壓研磨、凍融、冷凍粉碎、滲透破碎、超聲波等物理手段將海藻破碎成細小顆粒,為減少活性成分損失,整個過程盡量避免高溫和化學藥品;物理法主要包括均質過濾法、滲透休克法、超聲波破碎法、研磨法、高壓勻漿法和冷凍粉碎法等;其中均質過濾法的費用相對較低;滲透休克法的提取物純度高,但細胞破碎率低、操作復雜、費用較高;超聲破碎法所需設備簡單、操作方便、破壁效率較高,但易局部過熱致使活性物質變性失活,且成本較高,不適于工業化批量處理;研磨法的整個過程需高效冷卻;高壓勻漿法的破碎率較低,需要反復破壁以提高破碎率。
    化學方法主要包括直接提取法、有機溶劑法和堿解提取法等,易放大用于批量處理,工藝相對成熟。直接提取法,是將海藻粉末加水加熱后提取濾液,此法操作簡單、應用較早,但受海藻種類和收獲季節等因素影響,提取效率偏低,通常只有30%-40%的干物質能順利被水溶出。有機溶劑法,是一種用洗滌劑溶液增溶,或用有機溶劑溶解細胞壁/細胞膜上的脂類物質以破壞細胞壁/細胞膜,從而釋放海藻細胞內含物的方法,整個過程中原料的粉碎度、溶劑用量、提取溫度、提取時間及設備條件等因素都會影響提取效率,需摸索出合適的工藝參數。堿解提取法,該法是國外生產海藻肥的常用方法,也是褐藻膠加工的關鍵步驟,即利用脂的皂化作用使細胞膜增溶而將藻體消解;堿解提取法主要是在堿性溶液中(碳酸鈉或氫氧化鈉溶液)對藻體進行水解,使藻體中結合態的元素被釋放出來,此方法簡單易行,能提高有效成分的釋放率,但對設備要求較高。
    生物方法主要是微生物發酵降解法、酶解法,工藝條件較溫和。微生物發酵降解法是通過微生物的生命活動,主要借助微生物分泌的胞外酶、有機酸等對海藻藻體進行生物降解,裂解細胞壁、細胞膜,釋放海藻細胞內的活性物質,并對釋放出來的活性物質進行生物加工,產生種類更多的活性物質,從而增強海藻肥的肥效。酶解法是通過酶分子的生物催化作用,作用于海藻藻體的生物大分子,使致密的海藻組織變松散,使海藻細胞裂解,將“束縛”在海藻組織和海藻細胞中的天然活性物質“解放”出來,不會影響到天然物質的生物活性,從而很好地貢獻于海藻肥的肥效。
    綜合比較消解海藻的幾種方法,最好的方法是采用酶水解或物理消解,這兩種方法能最大程度保留海藻天然物質的活性,但技術難度高、對設備要求高,掌握的企業屈指可數。其次,是采用微生物將海藻酵解,工藝條件較溫和,可以較大程度地保留海藻活性成分,且在保留海藻活性成分的同時,將其大分子轉化為能被作物直接吸收的小分子,還能代謝產生海藻原料中不含有的、對作物有益的其他活性成;微生物酵解法的技術要求高,產品穩定性較難控制,需優化操作和控制工藝過程。目前很多生產企業采用化學提取法,使用酸堿和氧化劑來消解海藻,易于批量工業化處理,能提高藻體加工提取的效率,但也對海藻活性物質造成一定程度的破壞。在生產實踐中,通過系統工程學設計,將多種破壁提取方法進行有機組合,充分發揮各種方法的優勢、彌補其缺點,是切實可行的方案。從海藻肥更加綠色、天然、高效的發展趨勢來看,微生物酵解法、酶解法和物理法是海藻肥加工制造工藝的重要突破方向,以先進的科技、工藝和設備,生產出高品質海藻肥。

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