一种微胶囊及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种微胶囊及其制备方法和应用，属于微生物肥料制备技术领域，微胶囊包括芯材和壁材，所述芯材为微生物菌剂，所述壁材包括聚天冬氨酸和壳聚糖。本发明专利技术以可生物降解材料聚天冬氨酸和壳聚糖为壁材，从而得到了一种可生物降解、不对环境造成污染，同时能够保护环境有益微生物菌群、并使之能够合理释放、提高定殖效率的微胶囊及其肥料产品。提高定殖效率的微胶囊及其肥料产品。提高定殖效率的微胶囊及其肥料产品。

【技术实现步骤摘要】
一种微胶囊及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种微胶囊及其制备方法和应用，属于微生物肥料制备


技术介绍

[0002]肥料，尤其是化学肥料作为农业生产的重要组成部分，在满足人类吃饱穿暖问题上有着突出贡献。但是，化学肥料的过度使用也对土地造成了诸多的影响，如土壤肥力退化、土壤板结等盐碱化问题。
[0003]我国生物肥料相关产品的登记证主要集中在微生物菌肥、微生物有机肥等工艺相对简单的产品中，而上述类别产品目前在我国农业生产中使用量并不大，不能真正体现出生物肥料高效环保、改良土壤、调控环境的优势。上述现象的出现均与生物肥料中微生物的特性有关系：微生物肥料中起到关键作用的物质主要为微生物菌体、芽孢、生物酶类以及其余次生代谢产物；这些物质或生物体共同作用，使得整个微生物菌群能够有效的促进肥料的利用、土壤的改良。但是在形成整个体系的生命体或物质中，仅有部分芽孢物质能够不被高温或pH的剧烈变化所破坏(芽孢会进入休眠)，因此高温加工或熔融态的肥料的pH过高(低)均会导致微生物菌群的失活；而大多数的化学肥料在生产过程中均会涉及到pH高/低、高温或者超高温的情况，因此导致了微生物的应用限制。同时，微生物制剂一般都有比较大的定殖问题，在与化学肥料在一起时，基本上无法定殖，这就导致了微生物应用的现状(以目前国家登记相关的登记证而言，大多集中于简单几类菌种并且都是以简单的喷施为主。)。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种微胶囊及其应用，以扩大微生物肥料的应用领域、提高微生物菌剂的生物降解性、促进微生物菌群的顺利定殖。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：以微生物菌剂为芯材，以聚天冬氨酸和壳聚糖为壁材，采用水相复凝聚法、并结合减压浓缩
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冷冻干燥的方案用以生产液/固体微胶囊制剂，通过对两种壁材比例的筛选、芯材与壁材的比例的控制、在设定条件下获得了一种可生物降解、不对环境造成污染，但是能够保护微生物菌群、并能够释放的固体/液体微胶囊；并将所得产品单独施用或添加入复合/复混肥料中进行试验验证，证实其效果有明显改进。
[0006]本专利技术具体的技术方案为：一种微胶囊，包括芯材和壁材，所述芯材为微生物菌剂，所述壁材包括聚天冬氨酸和壳聚糖。所述聚天冬氨酸为不含有金属离子、并且分子量集中度1.20
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1.50、并且500D以下的聚天冬氨酸<5.0％；所述壳聚糖的脱乙酰度>85％(高脱乙酰度壳聚糖，符合GB29941
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2013食品安全国家标准
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食品添加剂
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脱乙酰甲壳素(壳聚糖))、并且分子量集中度1.20
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1.50、并且500D以下的壳聚糖<5.0％。
[0007]进一步的，所述微生物菌剂为有益生物菌的固体组合体，包括有益菌的活性菌体、次生代谢产物和菌体产芽孢。
[0008]进一步的，所述有益生物菌为苏云金芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌，按照市售的有效菌数2：1复配的固体产品。
[0009]进一步的，壁材中聚天冬氨酸和壳聚糖的比例按照物质之间的带电量进行计算，综合质量比为1.2:1
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1:1.2。
[0010]进一步的，壁材中聚天冬氨酸和壳聚糖的比例按照物质之间的带电量进行计算，综合量比为1.1:1
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1:1.1。
[0011]进一步的，所述芯材和壁材的重量比为1:4
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1:1。
[0012]进一步的，所述芯材和壁材的重量比为1:2.5
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1:2.7。
[0013]进一步的，微胶囊中还包括固化剂，所述固化剂的添加量为微胶囊固体总重量的0.5％
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1.5％。
[0014]上述的一种微胶囊的制备方法，包括如下步骤：将预定量的生物菌剂和聚天冬氨酸混合搅拌均匀，再加入预定量的壳聚糖溶液，在预定温度下保温，继续加入固化剂固化后即得液体微胶囊；液体微胶囊减压浓缩
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冷冻干燥即得固体微胶囊。
[0015]上述的一种微胶囊的应用，是将微胶囊单独施用或添加入复合肥料或复混肥料中作为肥料进行施用。
[0016]本专利技术的微胶囊及其制备方法和应用的有益效果为：
[0017]相比较于现有微胶囊技术，本专利技术微胶囊所用壁材摒弃了常用的聚合物类壁材如聚脲、聚氨酯、脲醛树脂、聚苯乙烯等和天然多糖类物质如明胶、阿拉伯树胶、淀粉等；上述现有技术中聚合物类壁材虽然价格低廉、性价比高、应用范围广，但通常具有降解缓慢、对微生物有一定的毒害作用的问题从而在部分行业应用受到限制如食品、药品、微生物制品等；现有技术的上述天然多糖类物质则正好相反，虽然相对的生物安全性较高，但是价格昂贵，同时还有包裹效率低和不耐高温无法有效保存微生物及其产品的缺点。
[0018]本专利技术微胶囊所用壁材为聚天冬氨酸和壳聚糖，所选择的聚天冬氨酸与壳聚糖(脱乙酰化产品)均为半合成化合物，产品不但具有一定的稳定性和优异的生物降解性能，价格方面也具有一定的优势，同时对作物的抗盐碱性能和增加产量方面均有一定的提升。
[0019]本专利技术的微胶囊扩大了微生物肥料的应用领域，为生产新型的利用率高的肥料、为了能够有效地促进土壤盐碱的改良以及为国家减肥增效提供了支持；本专利技术以可生物降解材料聚天冬氨酸和壳聚糖为壁材，从而得到了一种可生物降解、不对环境造成污染，同时能够保护环境有益微生物菌群、并使之能够合理释放、顺利定殖的微胶囊及其肥料产品。
[0020]在微胶囊的合成方法方面，本专利技术放弃了化学法的界面聚合法、原位聚合法等和物理法的熔融粉碎法、静电结合法等多种成熟的方法，而采用水相复合凝聚法(物理化学法)合成、并结合减压浓缩
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冷冻干燥的方案制得固体成品，从而保证了微生物制剂的活性。
[0021]本专利技术利用水相复凝聚反应合成、并结合减压浓缩
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冷冻干燥的方案获得了一种生物菌剂的微胶囊，并利用获得的产品进行了有效的生产测试，扩大了生物菌剂的应用范围和应用方向，促进了肥料多样化的进行，符合国家减肥增效的倡导。
[0022]说明书附图
[0023]图1是本专利技术实施例1
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5和对比例1
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4制备所得微胶囊的释放速率统计图。
具体实施方式
[0024]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0025]一种微胶囊，包括芯材和壁材，所述芯材为微生物菌剂，所述壁材包括聚天冬氨酸和壳聚糖。
[0026]优选的，所述微生物菌剂为有益生物菌的组合体，包括有益菌的活性菌体、次生代谢产物和菌体产芽孢。进一步优选的，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微胶囊，包括芯材和壁材，其特征在于，所述芯材为微生物菌剂，所述壁材包括聚天冬氨酸和壳聚糖，所述壳聚糖为高脱乙酰度壳聚糖。2.根据权利要求1所述的一种微胶囊，其特征在于，所述微生物菌剂为有益生物菌的固体组合体，包括有益菌的活性菌体、次生代谢产物和菌体产芽孢。3.根据权利要求2所述的一种微胶囊，其特征在于，所述有益生物菌为苏云金芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌，并按照市售的有效菌数2：1复配的固体产品。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一种微胶囊，其特征在于，壁材中聚天冬氨酸和壳聚糖的比例按照物质之间的带电量进行计算，综合质量比为1.2:1
‑
1:1.2。5.根据权利要求4所述的一种微胶囊，其特征在于，壁材中聚天冬氨酸和壳聚糖的比例按照物质之间的带电量进行计算，综合质量比为1.1:1
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1:1.1。6.根据权利要求1
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3、5任一项所述的一种微胶囊，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦永康，范占权，赵龙梅，李华帅，张阔，刘双虎，王俊峰，李贺华，
申请(专利权)人：河北协同化学有限公司，
类型：发明
国别省市：