一种海藻寡糖磷酸酯及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710418424.3 | 申请日 | 2017-06-06 | 公开(公告)号 | CN107216404A | 公开(公告)日 | 2017-09-29 |
| 申请人 | 威海温喜生物科技有限公司; | 发明人 | 单俊伟; 台文静; 王海华; 郝晓晨; 但丽霞; 修玉飞; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种以海藻和 磷酸 盐 为原料制备海藻寡糖磷酸酯的制备方法，属于大分子化合物修饰领域，为生产具有 植物 生长刺激作用的 生物 肥料 提供原料。本发明提供的海藻寡糖，是以 氧 化降解法从海藻中提取海藻寡糖，在 碱 性环境中，与磷酸盐发生酯化反应，制备海藻寡糖磷酸酯，该化合物具有植物生物刺 激素 样作用，可应用于新型 生物肥料 等。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种海藻寡糖磷酸酯，其特征在于，其是以海藻中提取并降解得到的寡糖和磷酸盐为合成原料制备得到。 |
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| 说明书全文 | 一种海藻寡糖磷酸酯及其制备方法技术领域背景技术[0002] 植物生物刺激素是一种在施用于植物或者根围时，对植物的自然生长进程起到刺激作用，加强或有益于营养吸收、营养功效、非生物胁迫抗力及作物品质的非营养成分。生物刺激素可直接作用于植物体，使用过程中不会引起植物体损伤，具备平衡植物生长系统维持植物体生长素平衡及诱导植物体对逆境增强抵御能力的功能，可以影响植物体新陈代谢，有助于挖掘作物产量和品质潜能，能对植物体健康生长起到正向作用，同时还具有改善土壤生态的作用。生物刺激素既不是传统肥料，更不是农药，其有别于常规化肥，通过不同的机制作用于作物，而无须考究产品中是否含有养分；不同于植物保护剂，只作用于作物的生长活力，以及获得系统抗病性，对病虫害没有任何直接的杀灭作用；在作物种植中，生物刺激素是作为作物营养和保护剂的协同角色，三者协同来维持作物的健康生长。 [0003] 磷是植物生长的必须元素，是植物细胞原生质的组分，对细胞的生长和增殖起重要作用。磷还参与植物生命过程的光合作用，糖和淀粉的利用以及能量的传递过程。同时，磷肥还能促进植物苗期根系的生长，使植物提早成熟。植物在结果时，磷大量转移到籽粒中，使得籽粒饱满。 [0004] 海藻肥是近年来新兴起的一种生物有机肥料，因其资源丰富，价格低廉，促生长作用明显，并且不会导致有毒有害物质残留以及土壤有机质流失的恶性循环等优良特性成为国家大力推广的实用性肥料，而海藻寡糖正是海藻肥的主要活性成分。寡糖的活性受其分子结构的影响，对寡糖分子进行特定的修饰，可提高或赋予寡糖更多的生物活性。由海藻寡糖制备海藻寡糖磷酸酯的过程就是对寡糖分子进行磷酸化修饰的过程，寡糖分子上的羟基被磷酸基取代，形成寡糖磷酸酯。 [0005] 目前磷酸酯化修饰主要集中在多糖的磷酸酯化，海藻寡糖的磷酸酯化鲜见报道。而现有的多糖磷酸酯的活性研究多集中在抗病毒、抗肿瘤及增强免疫力等方面，关于具有植物生物刺激素作用的多糖或寡糖磷酸酯未见报道。 发明内容[0006] 本发明提供了一种具有生物刺激素样作用的海藻多糖磷酸酯的制备方法，具体技术方案如下：主体工艺包括海藻寡糖的制备和多糖与磷酸盐的酯化反应，其中海藻寡糖的制备：新鲜海藻晾干或直接采用海藻干品后粉碎，过20-60目筛。过筛后的藻粉加入5-10倍质量的水，调pH 4.0-6.0，加入H2O2，使其在反应体系中的终浓度达到0.5-2%，再加入亚铁离子，使其终浓度达到10-30mg/L，40-50℃下搅拌提取4-8小时。提取液中和至pH 6.5-7.5，750目滤布过滤，滤液即为海藻寡糖提取液。 [0007] 海藻寡糖磷酸酯的制备：向上述海藻寡糖提取液中再加入5-10倍水，加入磷酸盐（三聚磷酸钠与三偏磷酸钠按6:1-5:2的比例混合），使其在反应体系中的终浓度为30-50g/L，调节pH至8.0-9.5，升温至70-90℃，搅拌反应4-8小时。反应液通过截留分子量300-500Da的纳滤膜，反复滤过，直至浓缩液中固形物含量＞10%，喷雾或冷冻干燥，得到海藻寡糖磷酸酯。 [0008] 上述制备方法得到的海藻寡糖磷酸酯具有植物生物刺激素样作用，可促进植物生长，可应用于新型生物有机肥料。 [0010] 2）所述的海藻寡糖磷酸酯直接从海藻原料开始制备，工艺简单，原料易得，适合大规模在工业上应用。 [0011] 3）所述的海藻寡糖磷酸酯具有植物生物刺激素样作用，可促进植物生长，且能增强植物的抗旱、抗寒、抗盐能力，可应用于新型生物肥料。 具体实施方式[0012] 实施例1：浒苔寡糖磷酸酯的制备新鲜浒苔脱水粉碎，过40目筛。取过筛后的藻粉100g，加入600mL自来水，搅拌均匀，用稀硫酸调pH至5.0，加入16mL 30%的H2O2，以及60mg FeSO4·7H2O，于50℃下搅拌提取6小时。 提取液中和后过滤，得到浒苔寡糖提取液。向上述提取液中再加入2.4L水，并加入三聚磷酸钠180g、三偏磷酸钠36g，KOH调节pH至9.0，升温至80℃，搅拌反应4小时。反应液通过截留分子量300-500Da的纳滤膜，反复滤过，直至浓缩液中固形物含量＞10%，冷冻干燥，得到浒苔寡糖磷酸酯82.8g，磷酸基含量10.6%，总糖含量37.8%，分子量600-3000Da左右。 [0013] 实施例2：马尾藻寡糖磷酸酯的制备取干燥的马尾藻约1kg，粉碎后投入15L反应釜中，加入10L自来水，开启搅拌，用稀硫酸调pH至4.0，加入300mL 30%的H2O2，以及800mg FeSO4·7H2O，于45℃下搅拌提取4小时。提取液中和后板框过滤，滤液打入100L反应罐中，再加入50L水，以及三聚磷酸钠1.8kg、三偏磷酸钠0.7kg，KOH调节pH至8.5，升温至70℃，搅拌反应6小时。反应液通过截留分子量300- 500Da的纳滤膜，反复滤过，直至浓缩液中固形物含量＞10%，喷雾干燥，得到马尾藻寡糖磷酸酯307.8g，磷酸基含量9.53%，总糖含量45.1%，分子量1000-5000Da左右实施例3：浒苔寡糖磷酸酯对小白菜生长的影响 供试肥料为浒苔寡糖磷酸酯、浒苔寡糖。试验分3个处理（寡糖磷酸酯组（按实施例1制备工艺制得）、浒苔寡糖组、清水对照组），每个处理2重复，每个重复种10株小白菜，施用肥料用水稀释2000倍，每隔7天进行喷施，1周后进行各指标测定，结果如下表所示。 [0014] 表1浒苔寡糖磷酸酯对小白菜生长的影响在本试验条件下，叶喷浒苔寡糖磷酸酯的小白菜在叶片数、叶厚及单株鲜重上增加明显，同时对叶长及叶宽也略有增加，但效果不显著。这些数据都高于叶喷浒苔寡糖的小白菜，说明经磷酸化修饰后的浒苔寡糖在促进小白菜生长上作用更为明显，喷施浒苔寡糖磷酸酯溶液可有效增加小白菜的小区产量。 |
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