北方伟业计量集团有限公司
食用菌采收后剩余的废弃培养料称为菌糠,与原始培养料相比,其粗纤维含量大幅度降低,粗蛋白含量显著提高,且富含多种微量元素。近年来,我国食用菌产业发展迅速,2017年全国食用菌总产量为3712万I,杏鲍菇159.71万t,菌糠年生产量在2xl08t以上。这些菌糠除少部分被循环利用为食用菌培养料外,往往被丢弃或燃烧,不但造成资源浪费,同时还导致霉菌和害虫的滋生,污染环境。
目前,食用菌菌糠的资源化利用已受到广泛关注,已报道的利用途径不下10种1M31,但大多数研究还不够深人,未在生产实践中得到广泛推广。水溶肥料是指能够完全溶于水的多元素复合型、速效性肥料,可以完全溶解于水中,能被作物的根系和叶面直接吸收利用,可水肥同施,以水带肥。
近年来,水溶肥料产业发展迅速,与传统的复合肥等相比,有效吸收率高,肥效快,可解决高产作物快速生长期的营养需求。近年来,氨基酸作为小分子有机物质,不仅能促进植物生长发育、增强抗逆性、改善土壤状况、提高作物产量和改善品质,还能减轻植物重金属离子毒害、钝化病原菌毒素等'具有很好的经济和生态效应。腐熟后的菌糠采用酶法结合微波提取法制备氨基酸水溶肥,是在利用菌糠生产肥料的基础上,通过酶解过程释放出更多的游离氨基酸和营养物质。氨基酸水溶肥是一种高效安全肥料,菌糠为氨基酸的生产来源提供了很好的资源,而不再局限于皮革、毛发这类原料。因此,氨基酸肥料的研究和应用,是目前肥料发展的重要方向,此次研究为菌糠制备氨基酸水溶肥开发利用提供参考。
1材料与方法
1.1材料与试剂
杏鲍菇菌糠(产地湖南),晒干粉碎后,腐熟发酵备用。风味酶、木瓜蛋白酶、纤维素酶。其他试剂均为国产分析纯。
1.2仪器与设备
D101大孔树脂(天津);电子天平;旋转蒸发仪;H1850R离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司);HWS-26恒温水浴锅(苏州江东州精密仪器有限公司)。
1.3试验方法
1.3.1游离氨基酸提取方法称取50g腐熟菌糠,按照料液比1:20(g/mL)加人蒸馏水,充分浸泡3h,分离出浸液,取滤渣按照料液比1:20(g/mL)加人蒸馏水,充分浸泡3h。2次浸泡处理水的温度均保持为70T,每间隔10min进行搅拌,并在搅拌后进行微波处理3min。冷却后加酶控温40^反应5h,然后升温至90灭酶活20min。以12000r/min离心5min,过滤,收集滤液,过大孔树脂除去色素,滤液按浓缩比1:10(g/mL)通过回旋蒸发仪浓缩滤液。冷却后加人无水乙醇进行醇沉,过夜,离心后取上清液,用茚三酮比色法测游离氨基酸。
1.3.2酶种类及复合比例筛选酶种类筛选:选择风味酶、木瓜蛋白酶、纤维素酶进行单酶和复合酶的配比,酶添加总量为0.5%,以可溶性固形物和游离氨基酸为指标,选择提取效果最好的单酶或复合酶进行复合酶比例的筛选。
1.3.3酶反应条件优化确定复合酶用量后,对反应时间和温度进行优化。以游离氨基酸为指标筛选最佳反应条件,试验安排见表1。
1.3.4减压蒸馏工艺优化滤液浓缩选择蒸馏时间、蒸馏温度为自变量,以固形物为参考指标,平行取样重复3次,取平均值。以滤液为原料,蒸馏温度120X,选择在蒸馏时间10,20,30,40,50和60min下进行蒸馏;蒸馏时间30min,选择在蒸馏温度100,110,120,130和140下进行蒸馏。根据蒸馏时间、蒸馏温度单因素试验结果设计均勻试验,以固形物为参考指标,观察各组合浓缩效果,因素水平表见表2。
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