專利名稱：利用廢酵母制備植物生長調(diào)節(jié)劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用廢酵母，尤其是利用酒廠廢酵母制備核苷酸類營養(yǎng)型植物生長調(diào)節(jié)劑的方法。
我國廢酵母資源豐富，以啤酒行業(yè)為例，我國啤酒年產(chǎn)量約1,000萬噸左右，廢酵母約占啤酒產(chǎn)量的2.5％，全國每年大約有25萬噸的廢酵母。這些酵母中RNA含量占干物質(zhì)的6-8％，脫核酵母中含蛋白質(zhì)約46.8％。RNA和脫核酵母在許多工業(yè)領(lǐng)域(如制藥工業(yè)、飼料工業(yè)等)有著廣泛的用途。但目前狀況是除少量簡單加工作為飼料外，絕大部分是直接排放丟棄，一方面造成生物資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，另一方面產(chǎn)生環(huán)境污染問題。因此如果能夠?qū)@些廢酵母資源進(jìn)行開發(fā)利用，將帶來較好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。我國早在上一世紀(jì)60年代初就開展利用石油酵母提取核酸(喬賓福.實(shí)用微生物技術(shù).上海上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1994.195～212)，現(xiàn)由于資源與安全性問題而基本上不采用。利用廢酵母中提取RNA的方法一般有酚法、酶法、自溶法、氨法、稀堿法、濃鹽法等，廣泛應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的有濃鹽法和稀堿法。由于稀堿法對(duì)設(shè)備要求較高，且設(shè)備一次性投資費(fèi)用較大，再加上其管理難度大，維護(hù)成本高等原因，已經(jīng)逐步被淘汰。與稀減法相比，濃鹽法對(duì)設(shè)備要求較低，便于管理和維護(hù)，因而被普遍采用。
濃鹽法通常有以下幾個(gè)步驟(1)廢酵母進(jìn)行二次壓濾、洗滌后，送入反應(yīng)罐；(2)將濕酵母按最終干酵母濃度為8％的比例加水，同時(shí)加入鹽進(jìn)行處理，濃度控制在10％，并迅速升溫至95℃保持4小時(shí)；(3)冷卻反應(yīng)液至4℃，二次壓濾除去脫核酵母菌體，脫核酵母可作為飼料及其它制品；(4)將濾得的清液調(diào)pH至2，加入絮凝劑沉降、抽濾，抽濾物用pH2.5緩沖液及酒精洗滌，除去色素，并進(jìn)行二次抽濾，升溫至60～70℃之間進(jìn)行干燥，即可獲得成品RNA。但是，采用該方法工藝復(fù)雜，工藝條件控制嚴(yán)格，升溫與冷卻不斷交替進(jìn)行，壓濾、抽濾程序多，尤其是第四步工藝上對(duì)酸度的調(diào)節(jié)等要求更高，否則RNA提取率小、純度低，核酸提取率一般低于70％，此外用鹽量大，濃度高、破壁時(shí)間長。
本發(fā)明的目的就是克服上述的缺點(diǎn)，利用酒廠廢酵母為原料，采用簡單的工藝，制備的RNA含量高、核苷酸類純度好，經(jīng)復(fù)配后作為營養(yǎng)型植物生長調(diào)節(jié)劑可滿足各類植物生長的需要。
本發(fā)明的技術(shù)特征是直接利用酒廠廢酵母為原料，通過濃鹽中壓(升溫至120～135℃，維持60～90min)法提取RNA，制成高濃度核苷酸類混合物的母液，通過復(fù)配制成適用不同類型和劑型的核苷酸類的植物生長調(diào)節(jié)劑。其生產(chǎn)過程主要包括兩個(gè)階段(1)廢酵母先后加入NaCl進(jìn)行自溶處理和加入混合表面活性劑(SDS)進(jìn)行酵母的裂解后，提取RNA。降溫后加入適量的絮凝劑，離心后制備高濃度核苷酸類混合物母液。(2)濃縮液酸解，酸解后中和至pH6～7，根據(jù)不同植物類型，復(fù)配各種核苷酸類營養(yǎng)型植物生物調(diào)節(jié)劑。
具體工藝特征如下1.酵母的自溶處理將濕酵母按最終干酵母濃度為7.5～8.5％的比例加水，并添加NaCl至4.5～5.5％濃度，用Na2CO3調(diào)節(jié)pH至6～7，控制溫度在50～60℃，間歇攪拌，維持時(shí)間3-5h，充分激活酵母細(xì)胞內(nèi)源自溶酶體系進(jìn)行自溶，有助于下一步的破壁，提取RNA。
2.酵母的裂解及RNA的釋放在自溶好的酵母液中，再添加NaCl至7～8％濃度，同時(shí)添加0.5-1.0％的陰離子型混合表面活性劑SDS(十二烷基磺酸鈉)，升溫至120～135℃，維持60～90min，即可通過定磷法測定核酸的含量，確定不同廢酵母(指核酸含量不同)操作時(shí)間。
3.核苷酸類混合物的分離和濃縮將酵母裂解液送入冷卻鍋進(jìn)行冷卻至40～50℃。由于溫度突然下降，產(chǎn)生酵母細(xì)胞核心溫度與胞壁的顯著差異，使得細(xì)胞壁得到徹底的破壞。添加2～5％的絮凝劑，通過碟式離心，達(dá)到快速分離菌體蛋白和核苷酸混合液的目的。后者減壓濃縮至原體積的1/3。
4.將濃縮液酸解，酸解條件為0.4mol/L鹽酸，沸水浴處理1h，中和至pH6-7，測定濃度，即制備成母液。
5.復(fù)配。利用本發(fā)明制備的核苷酸類混合物與其它植物生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)行復(fù)配，成為不同的類型營養(yǎng)型植物植物調(diào)節(jié)劑。
作為果樹促進(jìn)花芽分化化學(xué)控梢調(diào)節(jié)劑的配方為核苷酸類混合水溶液 35～45mg/L多效唑 1800～2200mg/L利用該調(diào)節(jié)劑在秋末冬初對(duì)果樹進(jìn)行噴灑，15天后再施一次。
作為果樹?；ū９麎压恼{(diào)節(jié)劑配方為核苷酸類混合水溶液 35～45mg/LGA 5～7mg/L利用該調(diào)節(jié)劑在盛花期和謝花末期對(duì)果樹全株葉片、花枝和果枝進(jìn)行噴灑處理。幼果期再用同樣的濃度進(jìn)行相應(yīng)的處理。
下面結(jié)合2個(gè)實(shí)施例對(duì)本技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說明。實(shí)施例僅作為技術(shù)方案的補(bǔ)充而非制約技術(shù)方案中的技術(shù)內(nèi)容。
附圖
是本發(fā)明的工藝流程圖。
實(shí)施例一將濕的啤酒廢酵母按最終干酵母濃度為7.1％的比例加水，并添加NaCl至4.5％濃度，用Na2CO3調(diào)節(jié)pH至6.2，控制溫度在50℃，間歇攪拌，維持時(shí)間3.1h，充分激活酵母細(xì)胞內(nèi)源自溶酶體系進(jìn)行自溶。
在自溶好的酵母液中，加入食鹽使其終濃度為8％，在100L發(fā)酵罐中，溫度為125℃，加壓攪拌抽提時(shí)間2h。3000r/min離心收集水液，減壓濃縮至原體積的1/3。
濃縮液加入鹽酸，鹽酸濃度為0.4mol/L，沸水浴處理1h，中和至pH6.8，即制成本發(fā)明所述的核苷酸類混合物濃縮液。
取37mg/L制備好的核苷酸及核苷酸類混合物濃縮液加水稀釋后與1900mg/L多效唑進(jìn)行復(fù)配，配制成龍眼促進(jìn)花芽分化化學(xué)控梢的調(diào)節(jié)劑。利用該調(diào)節(jié)劑在秋末冬初對(duì)龍眼樹全株葉片和枝頂端進(jìn)行噴施，具有良好的效果。
取43mg/L制備好的核苷酸及核苷酸類混合物濃縮液加水稀釋后與6.0mg/L GA進(jìn)行復(fù)配，配制成在盛花期和謝花末期對(duì)龍眼全株葉片、花枝和果枝進(jìn)行噴灑處理。并粒期后再用同樣的濃度進(jìn)行相應(yīng)的處理。。
實(shí)施例二將濕的啤酒廢酵母按最終干酵母濃度為8.5％的比例加水，并添加NaCl至5.5％濃度，用Na2CO3調(diào)節(jié)pH至7.0，控制溫度在58℃，間歇攪拌，維持時(shí)間4.5h，充分激活酵母細(xì)胞內(nèi)源自溶酶體系進(jìn)行自溶。
在自溶好的酵母液中，加入食鹽使其終濃度為7.8％，在100L發(fā)酵罐中，溫度為135℃，加壓攪拌抽提時(shí)間2h。3000r/min離心收集水液，減壓濃縮至原體積的1/3。
濃縮液加入鹽酸，鹽酸濃度為0.4mol/L，沸水浴處理1h。中和至pH7，即制成本發(fā)明所述的核苷酸類混合物濃縮液。
取44mg/L制備好的核苷酸及核苷酸類混合物濃縮液加水稀釋后與2200mg/L多效唑進(jìn)行復(fù)配，可作為龍眼促進(jìn)花芽分化化學(xué)控梢調(diào)節(jié)劑的配方。
本法雖然同樣采用濃鹽法提取酵母中的RNA，卻有以下特點(diǎn)(1)不進(jìn)行純核酸的提取步驟，使核酸的提取得率≥85％，大大提高核酸的提取收率及減少冷媒的能源消耗。利用在自溶過程、濃鹽加壓裂解酵母過程中，達(dá)到提取核酸和部分核酸分解成核苷酸，制得RNA和核苷酸類混合物，即可滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的目標(biāo)。(2)強(qiáng)化短時(shí)間提取核酸過程。通過酵母自溶預(yù)處理、高溫中壓裂解、加入表面活性劑等一系列步驟和條件，在60～90min可完成核酸的提取工作，大大縮短提取時(shí)間，便處連續(xù)化操作過程。(3)用鹽濃度下降了18～22％，同時(shí)工藝過程中便于鹽的回收。(4)整個(gè)生產(chǎn)工藝過程十分簡便，設(shè)備要求低，可在當(dāng)?shù)毓S直接操作，便于推廣。
權(quán)利要求
1.利用酒廠廢酵母制備高濃度RNA及核苷酸類植物生長調(diào)節(jié)劑的方法，其特征是首先在濕酵母中添加4.5～5.5％濃度NaCl進(jìn)行自溶處理，再添加7～8％濃度NaCl和0.5-1.0％的混合表面活性劑后升溫增壓進(jìn)行裂解及RNA的釋放，最后添加2～5％的絮凝劑進(jìn)行核苷酸類混合物的分離與濃縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是濕酵母進(jìn)行自溶處理前，按最終干酵母7.5～8.5％濃度的比例加水進(jìn)行稀釋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是濕酵母進(jìn)行自溶處理時(shí)，用Na2CO3調(diào)節(jié)pH至6～7，自溶溫度控制在50～60℃，間歇攪拌，維持時(shí)間3-5h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是自溶好的酵母液添加0.5-1.0％的陰離子型混合表面活性劑十二烷基磺酸鈉，升溫至120～135℃，維持60～90min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是將酵母裂解液的溫度下降至40～50℃，達(dá)到快速分離和濃縮菌體蛋白和核苷酸混合液的目的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征是后者減壓濃縮至原體積的1/3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是將濃縮液酸解，酸解條件為0.4mol/L鹽酸，沸水浴處理1h，中和至pH6～7。
8.利用提取的核糖核酸及核苷酸類混合物進(jìn)行針對(duì)不同的植物類型和營養(yǎng)器官進(jìn)行復(fù)配，其特征是在核苷酸類混合水溶液中加入適量的多效唑、GA。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征是作為果樹促進(jìn)花芽分化化學(xué)控梢調(diào)節(jié)劑的配方為核苷酸類混合水溶液 35～45mg/L多效唑 1800～2200mg/L
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征作為果樹保花保果壯果的調(diào)節(jié)劑配方為核苷酸類混合水溶液 35～45mg/LGA 5～7mg/L
全文摘要
本發(fā)明涉及利用廢酵母，尤其是利用酒廠廢酵母生產(chǎn)核苷酸類營養(yǎng)型植物生長調(diào)節(jié)劑的方法。本發(fā)明以酒廠的廢酵母為原料，采用低鹽高溫增壓技術(shù)，通過酵母的自溶處理、酵母的裂解及RNA的釋放、核糖核酸分解為核苷酸類的混合物、核苷酸類混合物的分離與濃縮，制成高濃度核苷酸類混合物的母液，最后根據(jù)植物類型及作用的營養(yǎng)器官，復(fù)配制成核苷酸類植物生長調(diào)節(jié)劑，作為果樹促進(jìn)花芽分化化學(xué)控梢和果樹?；ū９麎压恼{(diào)節(jié)劑。該工藝簡單新穎，強(qiáng)化短時(shí)間提取核酸過程，不進(jìn)行純核酸的提取步驟，使核酸的提取得率≥85％，提高核酸的提取收率及減少冷媒的能源消耗。同時(shí)工藝過程中便于鹽的回收，既減少環(huán)境污染，又可創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)A01N63/00GK1475118SQ03101309
公開日2004年2月18日 申請(qǐng)日期2003年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月3日
發(fā)明者陳由強(qiáng), 鄭毅, 葉冰瑩, 陳如凱, 張華 , 鄧祖湖 申請(qǐng)人:福建師范大學(xué), 農(nóng)業(yè)部甘蔗遺傳育種重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室