阅读说明：本技术 基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液及其制备方法和应用 (Amino acid hydrolysate based on insect residues with viruses and preparation method and application thereof ) 是由 尹涛 陈娇 林春鸿 高琪 陶佩文 于 2019-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液,其由按质量百分比计的如下组分制备得到：带病毒昆虫残体40～85%、稀酸液10～60%、稀碱液0～15%。该发明的原材料来源广泛并易于获得,而且昆虫病毒是纯度较高的蛋白质,其它种类的有机组分含量较低,水解后的氨基酸液中糖类、脂类等成分含量较低,对深加工过程涉及的提纯和除杂工段造成的影响较小。本发明还提供了基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液的制备方法,利用化学水解的方法将带病毒昆虫残体进行再利用,转化成新的产品,作为其它领域的生产原料,既节约了资源,提高了病毒工业本身的效益,也促进其它工业领域的发展,具有良好的市场应用前景。(The invention provides an amino acid hydrolysate based on virus-carrying insect residues, which is prepared from the following components in percentage by mass: 40-85% of virus-carrying insect residues, 10-60% of dilute acid solution and 0-15% of dilute alkali solution. The raw materials of the invention are widely available and easy to obtain, the insect virus is protein with higher purity, the content of other kinds of organic components is lower, the content of components such as carbohydrate, lipid and the like in the amino acid solution after hydrolysis is lower, and the influence on the purification and impurity removal working sections involved in the deep processing process is smaller. The invention also provides a preparation method of the amino acid hydrolysate based on the insect residues with the viruses, and the insect residues with the viruses are recycled by using a chemical hydrolysis method and are converted into new products to be used as production raw materials in other fields, so that the resources are saved, the benefits of the virus industry are improved, the development of other industrial fields is promoted, and the amino acid hydrolysate has good market application prospects.)

基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于氨基酸制备技术领域，具体涉及一种基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液及其制备方法和应用。

背景技术

目前，昆虫病毒是应用于植物保护领域的一项成熟的技术，因昆虫病毒具有靶向性高、虫群内传染性强、环境友好等特点，在农业虫害的绿色生态防控体系中占有重要地位。其种类涉及到蟑螂、夜蛾、菜青虫、松毛虫、棉铃虫、茶尺蠖等多个物种和品种，毒种及毒源极其广泛，且均取自于自然。

而昆虫病毒在工业生产中经分离纯化后，会残留大量的昆虫病残体，病残体中仍有大量病毒体，这些病毒体本身包含有多种特异性氨基酸，且这些特异性氨基酸大多可作为农业、工业甚至医学领域的深加工之用。在农业领域可以进一步深加工为氨基酸类的功能肥料，对作物生长起到特殊的调控作用；在工业领域可用于进一步提纯或深加工成各种产品；在医学领域可用于提纯或深加工成各种中间体。

另外，带病毒昆虫残体是昆虫病毒生产过程中的主要废弃物，本身带有特殊的令人不悦的气味，若不经过处理一方面会对人群居住环境造成影响，另一方面也会增加废弃物处理的负担。然而，目前国内利用病毒工业的昆虫病残体废弃物进行再利用生产氨基酸的技术较少，主要由于国内的昆虫病毒工业进行相关研究的机构较少，针对构成昆虫病毒的特异性氨基酸与其它工业领域需求的相容性还未有深入研究。

发明内容

本发明的目的是克服现有带病毒昆虫残体废弃造成环境污染，及增加废弃物处理负担，造成资源浪费的问题。

为此，本发明提供了一种基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液，其由按质量百分比计的如下组分制备得到：带病毒昆虫残体40～85%、稀酸液10～60%、稀碱液0～15%。

进一步的，所述带病毒昆虫残体为蜚蠊目昆虫病残体、鳞翅目昆虫病残体、鞘翅目昆虫病残体中的至少一种；其中，蜚蠊目昆虫病残体如美洲大蠊病残体、德国小蠊病残体、白蚁病残体等，鳞翅目昆虫病残体如苜蓿银纹夜蛾病残体、甜菜夜蛾病残体、斜纹夜蛾病残体、菜青虫病残体、松毛虫病残体、棉铃虫病残体、茶尺蠖病残体，鞘翅目昆虫病残体如独角仙病残体、金龟子病残体等。

进一步的，所述稀酸液为稀盐酸溶液、稀硫酸溶液、稀醋酸溶液、稀硝酸溶液中的至少一种。

进一步的，所述稀碱液为稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钾溶液、稀碳酸钠溶液、稀碳酸氢钠溶液、稀碳酸钾溶液、稀碳酸氢钾溶液中的至少一种。

另外，本发明还提供了上述基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液的制备方法，包括如下步骤：

1)带病毒昆虫残体的预处理

将带病毒昆虫残体在清洗液中搅拌清洗，清洗后的带病毒昆虫残体洗液经过两级过滤除去杂质，并分离清洗液，将清洗过滤后的带病毒昆虫残体烘干，并将烘干后的带病毒昆虫残体粉碎至均匀的粉末状；

2)水解

将上述粉末状的带病毒昆虫残体加入到稀酸液中进行水解反应；

3)中和

将上述水解后的反应液用稀碱液中和至弱酸性或中性，并将中和后的反应液过滤，得到滤液即为氨基酸水解液。

进一步的，所述步骤1)中清洗液为自来水，清洗温度为20～30℃，清洗时间为20min；所述两级过滤包括用于除去带病毒昆虫残体中杂质的粗滤以及用于分离带病毒昆虫残体和清洗液的精滤；所述带病毒昆虫残体烘干所使用的烘干介质为热空气，热空气温度为50～60℃，烘干过程持续25～30min。

进一步的，所述带病毒昆虫残体粉碎至粒径≧80目的均匀粉状。

进一步的，所述步骤2)中水解温度为70～95℃，水解时间为10～26h，且水解过程中持续搅拌。

进一步的，所述步骤3)经中和后的反应液pH为6.0～7.0。

本发明提供的上述基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液可用于制备含氨基酸农业肥料。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明提供的这种基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液的原材料昆虫病毒本身来自于自然，且昆虫病毒的工业化生产也是以自然界或人工饲养的昆虫为原材料，其来源广泛并易于获得；另外，昆虫病毒本身含有丰富的特异性蛋白组，也是丰富的特异性氨基酸库，以昆虫病毒为原料，再辅以其它工业的氨基酸提取工艺技术，可以得到常规条件下难以得到的氨基酸种类；而且昆虫病毒是纯度较高的蛋白质，其它种类的有机组分含量较低，水解后的氨基酸液中糖类、脂类等成分含量较低，对深加工过程涉及的提纯和除杂工段造成的影响较小。

(2)本发明提供的这种基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液的制备方法操作简单，解决了因带病毒昆虫残体水解不完全导致水解后残留的残渣过多，以及酸解过程中酸液浓度过高或过低造成的蛋白水解效率降低的缺点。

(3)本发明提供的这种基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液利用化学水解的方法将带病毒昆虫残体进行再利用，转化成新的产品，作为其它领域的生产原料，既节约了资源，提高了病毒工业本身的效益，也促进其它工业领域的发展，具有良好的市场应用前景。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例提供了一种基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液，其由按质量百分比计的如下组分制备得到：带病毒美洲大蠊残体20%、带病毒甜菜夜蛾残体20%、带病毒茶尺蠖残体10%、3mol/L稀硫酸溶液40%、0.5mol/L氢氧化钾溶液10%。

该基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液具体制备过程如下：

(1)初洗：将带病毒美洲大蠊残体、带病毒甜菜夜蛾残体、带病毒茶尺蠖残体投入立式反应釜中，用自来水在常温下进行搅拌清洗，持续20min。

(2)初滤：将清洗后的带病毒昆虫残体洗液依次粗滤和精滤，粗滤在网式过滤器中进行滤除大型杂质，精滤在板框式过滤器中进行分离清洗液，得到带病毒昆虫残体渣。

(3)烘干：将初滤后的带病毒昆虫残体渣经烘干机进行热风烘干，烘干温度55℃，烘干时间30min，烘干后带病毒昆虫残体渣游离水分≦1%。

(4)粉碎：烘干后的带病毒昆虫残体渣经万能粉碎机粉碎至细度≧80目的粉末。

(5)水解：将稀硫酸溶液按比例注入到立式搪瓷反应釜中，加热至95℃，匀速加入带病毒昆虫残体粉末进行水解，持续18h。

(6)中和：水解后按比例向反应釜中加入0.5mol/L的氢氧化钾溶液进行中和，使中和后的反应液pH为6.0～7.0。

(7)过滤：中和后的反应液经板框过滤器过滤滤除不溶物，分离出滤液即为氨基酸水解液。

实施例2：

本实施例提供了一种基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液，其由按质量百分比计的如下组分制备得到：带病毒德国小蠊残体10%、带病毒苜蓿银纹夜蛾残体25%、带病毒松毛虫残体25%、3mol/L稀硫酸溶液35%、0.5mol/L氢氧化钾溶液5%。

该基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液具体制备过程如下：

(1)初洗：将带病毒德国小蠊残体、带病毒苜蓿银纹夜蛾残体、带病毒松毛虫残体投入立式反应釜中，用自来水在常温下进行搅拌清洗，持续20min。

(2)初滤：将清洗后的带病毒昆虫残体洗液依次粗滤和精滤，粗滤在网式过滤器中进行滤除大型杂质，精滤在板框式过滤器中进行分离清洗液，得到带病毒昆虫残体渣。

(3)烘干：将初滤后的带病毒昆虫残体渣经烘干机进行热风烘干，烘干温度60℃，烘干时间30min，烘干后带病毒昆虫残体渣游离水分≦1%。

(4)粉碎：烘干后的带病毒昆虫残体渣经万能粉碎机粉碎至细度≧80目的粉末。

(5)水解：将稀硫酸溶液按比例注入到立式搪瓷反应釜中，加热至95℃，匀速加入带病毒昆虫残体粉末进行水解，持续18h。

(6)中和：水解后按比例向反应釜中加入0.5mol/L的氢氧化钾溶液进行中和，使中和后的反应液pH为6.0～7.0。

(7)过滤：中和后的反应液经板框过滤器过滤滤除不溶物分离出滤液即为氨基酸水解液。

实施例3：

本实施例提供了一种基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液，其由按质量百分比计的如下组分制备得到：带病毒德国小蠊残体25%、带病毒美洲大蠊残体15%，1.5mol/L稀硫酸溶液60%。

该基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液具体制备过程如下：

(1)初洗：将带病毒德国小蠊残体、带病毒苜蓿银纹夜蛾残体、带病毒松毛虫残体投入立式反应釜中，用自来水在常温下进行搅拌清洗，持续20min。

(2)初滤：将清洗后的带病毒昆虫残体洗液依次粗滤和精滤，粗滤在网式过滤器中进行滤除大型杂质，精滤在板框式过滤器中进行分离清洗液，得到带病毒昆虫残体渣。

(3)烘干：将初滤后的带病毒昆虫残体渣经烘干机进行热风烘干，烘干温度60℃，烘干时间30min，烘干后带病毒昆虫残体渣游离水分≦1%。

(4)粉碎：烘干后的带病毒昆虫残体渣经万能粉碎机粉碎至细度≧80目的粉末。

(5)水解：将稀硫酸溶液按比例注入到立式搪瓷反应釜中，加热至95℃，匀速加入带病毒昆虫残体粉末进行水解，持续18h。

(6)中和：水解后按比例向反应釜中加入0.5mol/L的氢氧化钾溶液进行中和，使中和后的反应液pH为6.0～7.0。

(7)过滤：中和后的反应液经板框过滤器过滤滤除不溶物分离出滤液即为氨基酸水解液。

实施例4：

本实施例提供了一种基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液，其由按质量百分比计的如下组分制备得到：带病毒菜青虫残体30%、带病毒苜蓿银纹夜蛾残体5%、带病毒松毛虫残体25%、带病毒茶尺蠖残体25%，2mol/L稀硫酸溶液10%，0.5mol/L氢氧化钾溶液5%。

该基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液具体制备过程如下：

(1)初洗：将带病毒菜青虫残体、带病毒苜蓿银纹夜蛾残体、带病毒松毛虫残体投入立式反应釜中，用自来水在常温下进行搅拌清洗，持续20min。

(2)初滤：将清洗后的带病毒昆虫残体洗液依次粗滤和精滤，粗滤在网式过滤器中进行滤除大型杂质，精滤在板框式过滤器中进行分离清洗液，得到带病毒昆虫残体渣。

(3)烘干：将初滤后的带病毒昆虫残体渣经烘干机进行热风烘干，烘干温度60℃，烘干时间30min，烘干后带病毒昆虫残体渣游离水分≦1%。

(4)粉碎：烘干后的带病毒昆虫残体渣经万能粉碎机粉碎至细度≧80目的粉末。

(5)水解：将稀硫酸溶液按比例注入到立式搪瓷反应釜中，加热至95℃，匀速加入带病毒昆虫残体粉末进行水解，持续18h。

(6)中和：水解后按比例向反应釜中加入0.5mol/L的氢氧化钾溶液进行中和，使中和后的反应液pH为6.0～7.0。

(7)过滤：中和后的反应液经板框过滤器过滤滤除不溶物分离出滤液即为氨基酸水解液。

应用例：

以上述实施例1中制得的基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液为原料，制备农业领域的一种含氨基酸农业肥料，生产原料组分如下：氨基酸水解液25%、动物源氨基酸原液40%、尿素18%、磷酸二氢钾7%、硫酸钾3%、一水硫酸锌2.5%、硼酸1.8%、螯合铁1.5%、五水硫酸铜0.2%、柠檬酸1%。

该含氨基酸农业肥料的制备方法如下：

(1)粉碎：将磷酸二氢钾、一水硫酸锌、五水硫酸铜和柠檬酸进行初步破碎，破碎至细度≧60目的均匀粉剂；

(2)液体原料预混：以氨基酸水解液和动物源氨基酸原液按比例在反应釜中进行预混合，形成均匀液体；

(3)溶解：将尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾、一水硫酸锌、硼酸、螯合铁、五水硫酸铜和柠檬酸按比例投入混合液中，在反应釜中进行搅拌溶解60min，溶解过程的温度为50℃；

(4)过滤：将完全溶解的反应液经过板框式过滤器滤除不溶物和杂质，即得水溶性的含氨基酸农业肥料。

将上述制备的含氨基酸农业肥料在盆栽快菜上进行冲施追肥，实验于2019年7月1日在湖北省武汉市蔡甸区武汉楚强生物科技有限公司实验室进行，利用上述制备的含氨基酸农业肥料进行冲施追肥，盆栽基质为菜园沙壤土，每盆定植3株，每6天进行一次追肥，共追肥4次，30天后进行采收，测定供试作物地上部干重、地下部干重、可溶性糖含量和硝态氮（NO₃ ^-）含量，并用SPSS软件对结果进行差异显著性分析，分析结果如表1所示。

表1含氨基酸农业肥料对快菜产量和品质的影响

注：该统计分析结果为各处理间数据在P＜0.05水平上差异显著性。

由表1可知，与施用复合肥相比，施用基于带病毒昆虫残体的氨基酸水解液为原料生产的水溶性含氨基酸农业肥料后，地上部干重和地下部干重都有明显的增加，说明施用以氨基酸水解液为原料生产的水溶性含氨基酸农业肥料进行追肥之后，可显著提高快菜的产量；与施用复合肥相比，施用以氨基酸水解液为原料生产的水溶性含氨基酸农业肥料后，可溶性糖含量有显著的增加，硝态氮含量有显著的降低，说明施用氨基酸水解液为原料生产的水溶性含氨基酸农业肥料之后，可显著提高快菜的可溶性糖含量，降低快菜的硝态氮含量。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。