全世界已发现的大型藻类有多种,其中褐藻有多种,是世界上种类第二丰富的海藻。同时,褐藻富含多种聚合物包括褐藻酸、褐藻糖胶以及海带淀粉等多糖类物质,研究表明该类物质对于植物抗病抗逆及改善土壤有显著作用。目前,海藻肥生产企业所用的原料主要以褐藻为主,包括泡叶藻、昆布、海带和马尾藻等,其他藻类如墨角藻、浒苔、石莼和卡帕藻等也有少数企业在用。国外海藻肥企业绝大多数使用褐藻为原料,其中尤以泡叶藻应用最为广泛。但我国沿海并没有泡叶藻分布,国内企业采用的原料种类繁杂,品质参差不一。
海藻肥中含有天然海藻中提取的精华物质,极大的保留植物生长素、赤霉素、类细胞分裂素、多酚化合物及抗生素类等天然活性成分,藻丰农可以有效促进农作物协调地生长发育,提高其生命活力和对病虫旱涝、低温等逆境的抗性。按附加的有效成分可以分为含腐殖酸的、含氨基酸的、含甲壳素的、含稀土元素的、含微生物海藻肥。按施用方式可以分为叶面肥、冲施肥;浸种、拌种、蘸根海藻肥;滴管施用的滴管海藻肥;做基肥使用的颗粒状、粉状、复混肥海藻肥。
一般来说,海藻肥生产工艺包括化学提取工艺、物理提取工艺和生物提取工艺。
化学提取工艺是国内外绝大多数海藻肥生产企业采用的方法,主要是利用酸、碱及有机溶剂处理海藻细胞,使细胞消解或内源物质增溶,该方法操作简单、容易实现,但是化学试剂对海藻细胞内活性物质成分的破坏性很大,并且残留的试剂容易对环境造成潜在的危害。
物理提取工艺主要是利用高压低温冷却工艺达到海藻细胞壁破碎的目的,该方法虽然没有污染,但是对于仪器设备的要求严苛,成本较高,难以实现大规模生产。
生物提取工艺包括酶水解提取法和微生物发酵法。
酶水解法是将蛋白酶、果胶酶、纤维素酶、裂解酶及氧化还原酶类等中的一种或几种分步或混合加入到海藻浆液中,将海藻细胞壁中的蛋白质、多糖、果胶质、纤维素等成分降解为植物容易吸收利用的小分子物质,使细胞内含物得到释放。先制备好海藻浆液,先加一部分纤维素酶反应,然后再加入蛋白酶和剩余纤维素酶反应,然后过滤得到海藻提取物。
酶是催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体,是生物催化剂,能通过降低反应的活化能加快反应速度,但不改变反应的平衡点。绝大多数酶的化学本质是蛋白质。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。酶是二级学科,应用于生物化学与分子生物学一级学科。
生物酶解技术的优势在于通过酶的催化作用让物质自体分解,酶催化化学反应的能力叫酶活力(或称酶活性)。酶活力可受多种因素的调节控制,从而使生物体能适应外界条件的变化,维持生命活动。利用不同酶的不同催化作用,掌握物质不同活性成分的特性,能够提取物质的活性物质。传统的物质提取采用高温连解或者低温速冻,这样会使大部分的物质活性物质得到破坏,使得提取物活性散失,影响功效的发挥。
生物提取法避免了化学提取中强酸强碱和物理提取中高温高压的影响,反应温和、产物安全环保无污染,最大限度保留了海藻中的生物活性成分和营养物质,是理想的海藻肥生产方法。