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2024.08.27安徽
你可能不知道,壳聚糖进入中国跟开国大典有关。
众所周知,我国的开国大典使用的彩色胶片,这是苏联支援我们的技术,新中国成立以前我们只会做黑白胶片,究其原因是因为胶片是塑料,很难上色。
20世纪四五十年代,日本人破解了这个技术难题,他们率先使用壳聚糖当助染剂。电影胶片用壳聚糖包膜,由于大部分染料是酸性,壳聚糖跟酸性染料亲和度很好,很容易吸附在上面,染上颜色,而且由于壳聚糖的包裹,酸性染料不会腐蚀胶片,所以解决了彩色胶片的问题。
开国大典后,苏联虽然教我们了这项技术,但是原料问题还是没法解决,当时日本毕竟是我们的仇敌,去日本买原料显然不是好出路,而且两国还未建交,日本卡脖子不卖给我国。所以我们开始了自己的科技攻关,化工部把这项任务交给了虾蟹壳比较多的浙江地区,玉环化工厂承接了这个科技攻关项目,第一次用5000公斤虾蟹壳做出了60公斤壳聚糖,这标志着壳聚糖行业在中国的诞生。
对于这件事,笔者由衷感慨精细化工对现代社会是多么的重要。
一,我国壳聚糖行业的现状。
中国著名的古书《本草纲目》中所记载的蟹壳有破瘀消积的功能,这也是我国古人最早利用甲壳资源的记载。
但是由于中国古人没有系统的化学知识,还没有能力把蟹壳完全分解开看看是什么成分。其实蟹壳是一种天然生物体,化学分解之后由三部分组成:甲壳素(又称甲壳质,植物细胞壁的主要材料),蛋白质和钙组成,这三种物质都有较大的用途,所以说螃蟹全身都是宝。
1811年,法国学者布拉克诺在蘑菇里边发现了甲壳质,又称甲壳素、几丁质,1823年另一位法国学者欧吉尔从甲壳类昆虫的翅鞘也提取到了甲壳质。1859年,法国人Rouget将甲壳素放在浓碱溶液中煮沸,经过脱乙酰基,取得了壳聚糖。
把甲壳素放在浓碱里加热,经过脱乙酰基,就能得到壳聚糖,用甲壳素当原料生产壳聚糖的出品率在75%-80%左右。壳聚糖溶于酸,自从把它用在彩色胶片当助染剂后,壳聚糖的应用打开新世界的大门,对壳聚糖的研究逐渐增多,20世纪90年代,壳聚糖的应用和生产达到了高潮,全球壳聚糖年产量达到数万吨,我们目前壳聚糖的产能大概在1500吨左右。
中国壳聚糖产能相对较少的原因是我们的蟹类品质相对较差。世界上品质最好的蟹主要是红蟹,雪蟹,帝王蟹等,它们都是生长在深海中。前文说了蟹壳主要由甲壳素,蛋白质和钙组成,是以甲壳素为主链,蛋白和钙为生长基础,形成了一个嵌合结构,甲壳素相当于钢筋混凝土,而这些生长在深海的螃蟹,为了抵抗海水的压力(有的生长在1000米深左右的水下,可想压力多大),蟹壳的甲壳素含量很高。
以红蟹为例,红蟹主要生长在日本海附近,日本海没有大陆架,一出海就落了下去,大约1000米深,就像个盆地一样,红蟹生长在这样的地方,蟹壳的承压能力非常强,甲壳素含量可以达到约25%,蛋白质也也在25%左右,钙含量50%左右。对比国产的螃蟹,国产的螃蟹甲壳素含量很低,钙含量高,品质的差距比较大了。
壳聚糖再经过酶解,就能变成壳寡糖了,一吨壳聚糖大概可以酶解出80%的壳寡糖,壳寡糖既能溶于酸,也能溶于碱,还能溶于水,用途就更广泛了。
二,爱果者生物在农用壳聚糖行业的布局。
山东爱果者生物技术有限公司是一家致力于海洋生物制品的科研、开发和进出口的科技型创新技术企业,荣获山东省高新技术企业,国家科技型中小企业,拥有发明专利16项,AAA级信用企业等众多的荣誉证书。
山东爱果者生物技术有限公司总经理韩国涛在接受采访时说:爱果者生物只专注于壳聚糖酶解技术及生物刺激素复配技术的开发应用,形成了壳聚糖及其衍生物壳寡糖、寡糖肽钙、寡糖促花保蕾素、寡糖多肽氨基酸,聚糖高分子保水剂等系列主导产品,使其在功能表现上达到了行业领先水平。
(山东爱果者生物技术有限公司总经理韩国涛)
韩总还说:爱果者生物在农用壳聚糖领域的布局先从原料开始。
红蟹是做甲壳素品质最好的蟹类之一。红蟹主要生长在日本海周围,分属朝鲜,韩国,日本和俄罗斯4个国家。
朝鲜捕捞能力弱,产量一般;俄罗斯的重心不在这里,也不积极捕捞;日本的捕捞能力相对强一些,一年有几百吨;产能最大的是韩国,一年有1000吨干壳,主要出口到中国,其中大部分就出口给了爱果者生物,爱果者生物几乎垄断了高端红蟹壳的原料进口。
(红蟹壳)
(韩国涛韩总与30年专研甲壳素专家张兴华老师)
红蟹壳原料自从运到爱果者生物之后就开始发挥价值了。
第一步,先用强碱,把蟹蛋白分离出来。
蟹蛋白具有很大的营养价值,跟鱼蛋白一样,可以做高端蛋白肥料,品质不输给鱼蛋白。
把蟹蛋白液用浓缩器浓缩以后,再用酶解的方式,可以做出多肽、小肽、18种左旋游离氨基酸等利于植物吸收的营养物质。
众所周知,动物源的氨基酸肥料原料包括动物毛发(羽毛、猪鬃等)、蚕蛹、动物血液、内脏、皮骨等;而生长于深海的红蟹壳,显然品级更高,做成的氨基酸肥料品质更好,品质完全不输给食品级鱼蛋白,甚至更好,因为通常毛发氨基酸氯离子高,鱼蛋白盐含量高;而蟹蛋白不含氯离子,盐含量很低。
第二步,把蛋白分离出来之后再分离钙。
蟹壳分离过蛋白之后,再用有机酸(比如乳酸,柠檬酸)等,把钙也分离出来,就形成动物源的离子钙,这是市面上非常稀缺的资源,是非常好的中微量元素肥,有利于作物吸收。
韩国涛说:当前土壤里最缺的是中微量元素,能被作物吸收的中微量元素,这些中微量元素最好是生物源的,容易被作物吸收。化学合成的中微量元素,不容易被作物吸收,到土壤里又变成盐碱,被土壤固定了,土壤里越用越多,土壤越种越酸,越种越板结,越种越死棵,瓜不甜,裂果,作物长不大,这是一个很大的问题。
比如现在土壤最缺的钙元素。
一般作物,果实中85%的钙是由土壤提供的。但是现在土壤中钙元素很缺乏,老百姓也知道,现在市面上有一款很流行的产品糖醇钙,是一家美国企业最先引进中国的,其实就是用葡萄糖,甘露醇或者山梨醇,再加上硝酸钙螯合做成的,突出一个差异化,由于是液体,用叶喷,滴灌,复配都好用。
但是作为钙肥,它移动性差,这家美国企业还算良心企业,把钙和糖醇的摩尔比做到2:1,钙有50%左右的吸收率,这款产品卖火之后,一大批国内企业跟进,但是一些无良商家把糖醇和钙的摩尔比做到不到0.1:1,因为甘露醇或者山梨醇很贵,而硝酸铵钙很便宜,为了降低成本,他们不加甘露醇和山梨醇,钙的吸收率连20%都达不到,老百姓花了钱没有用,补钙补不上,而且地里的盐碱越来越多,越用对土壤的危害越大,我们看得痛心疾首。
现在经过我们的技术创新,我们现在做出来的动物源蟹壳里的生物钙,小分子钙,离子钙,吸收率可以达到75%—80%,我们相信这款产品的推出可以彻底颠覆钙肥这个行业,而且我们还可以在生物钙里加上壳寡糖,做成寡糖钙,或者再加上酶解的蟹蛋白,做成寡糖肽钙;那就更易吸收,效果更好,简直可以称为遥遥领先。
(爱果者生物在预防果实裂果的专利)
这就把螃蟹里25%的蟹蛋白和50%的离子钙用完了,螃蟹全身都是宝,一点也不能浪费,剩下的就是25%的甲壳素,第三步就是如何使用甲壳素。
(脱去蟹壳里的蛋白和钙,就变成甲壳素)
三,爱果者生物在壳聚糖领域的技术遥遥领先。
蟹壳里的蛋白和钙被分离出来之后,剩下的就是片状的甲壳素,前文说过甲壳素没有什么用途,主要用作化工原料,主要生产壳聚糖和氨糖,氨糖是单糖,一步成形,壳聚糖是多糖,需要脱乙酰基。
壳聚糖是一种大分子的多糖,不溶于碱,不溶于水,但溶于烯酸,比如乙酸,乳酸,醋酸等,
1991年,在国际甲壳素会议上,壳聚糖被欧美学家确定为植物必需的“第六生命要素”,是唯一一款带有正电荷,阳离子的碱性多糖,它的最终代谢产物——葡萄糖胺和乙酰葡萄糖胺是植物必须的两种物质。
壳聚糖再经过酶解,就是壳寡糖,或者叫低分子壳聚糖,农药上又叫氨基寡糖素。
(壳寡糖液体)
(壳寡糖粉剂)
(壳寡糖的专用设备&酶解工艺发明专利)
壳寡糖既溶于酸,又溶于碱,还溶于水,用途非常广泛,可以做成有机水溶肥料,氨基酸肥料,腐殖酸肥料,氮磷钾大量元素肥料,钙镁中量元素肥料,微量元素肥料等。
爱果者生物目前主要深耕生物刺激素和新型肥料领域。
壳聚糖在农业上应用主要分两大类:
1,预防病害,尤其是预防细菌性病害和病毒病
壳聚糖抑制植物病原菌活性及其机理。
(1)由于壳聚糖为甲壳素的多聚阳离子衍生物,所以它可与病原菌细胞表面的生物大分子带负电的侧链相互作用,形成聚合物,可影响病原菌进而抑制病原菌的生长。
(2)壳聚糖还可直接进入病原菌的细胞核,与DNA结合通过影响病原菌的mRNA和蛋白质的合成来抑制其生长。
壳聚糖诱导植物抗病毒
壳聚糖诱导植物抗病毒活性,钝化植物病毒,降低病毒的侵染性,抑制病毒在植物体内的增殖,抑制病毒在植物体内的长距离运动,诱导植物产生抗病毒超微结构。
2,抗逆,抗胁迫。
壳聚糖作为生物刺激素,可以刺激生物抗胁迫,调节植物生长,诱导植物抗环境胁迫。比如
高温,高湿,高寒,盐碱胁迫。
比如壳聚糖可用于促进镉胁迫下植物叶片的谷胱甘肽循环,降低重金属毒害,缓解过量使用农药对多种植物造成的药害,预防高温落花落蕾,花芽发育不良等生理性病害。
(爱果者生物保花保果和促进花芽分化的专利}
(与甘肃省科学院旱地所在西北做抗旱保水剂的专利)
由于壳聚糖的这些特性,所以壳聚糖可以做成的产品有很多,比如:
1,生物肥料:用壳聚糖做原料做有机液体肥,微生物菌肥,功能性水溶肥。
2,叶面肥:用壳聚糖做氨基酸叶面肥,寡糖钙,寡糖钙镁,寡糖磷钾,寡糖硼,寡糖铜。
3,生物农药:氨基寡糖素。
4,植物生长调节剂:壳聚糖可以与很多调节剂复配使用,降低药害,增加效果。
5,果蔬保鲜剂:壳聚糖可以做果蔬保鲜面膜,苹果,柑橘,黄瓜,后期采摘前喷施,耐储存,光鲜亮丽,不容易感染其他细菌。
6,土壤改良剂:土壤盐胁迫,碱胁迫,土壤板结,壳聚糖在此上面的应用不错。
7,种衣剂:壳聚糖可以用来拌种,小麦,玉米,花生,大豆,通过拌种,预防病害。
总之壳聚糖具有“药肥双效”的特点,在改良土壤、提高作物抗病能力、促进作物生长等方面具有积极作用,而且还是来自于可再生的天然资源,对人畜无害,在土壤里容易被微生物降解,安全环保,未来在绿色农业上可以大量使用,前景无限。
所以壳聚糖必然在农业上大有作为。而爱果者生物凭借原料优势,成为行业内对壳聚糖研究最深的公司之一,技术遥遥领先,爱果者生物总经理韩国涛期待与众多企业紧密合作,期待大家一起把这款“药肥双效”“安全环保”的好产品更好的推广在农业上,期待壳聚糖在农业上大放异彩。