Page 38 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第4期
P. 38
32 华 中 农 业 大 学 学 报 第 41 卷
表4 氨基酸态氮转化率的方差分析
Table 4 Variance analysis of conversion rate of amino acid
变异来源 偏差平方和 自由度 均方
F P
Sources Sum of square of deviations Degrees of freedom Mean of square
A 397.232 2 198.616 106.081 **
B 314.650 2 157.325 84.027 *
C 109.304 2 54.652 29.190 *
误差 Error 3.745 2 1.872
校正的总计
824.931 8
A total of correction
2
R = 0.995（调整 R =0 .982）
2
注 Note：“*P<0.05；“**”P<0.01.
2.4 2 种水解条件下水解产物中养分及重金属元 素（Ca、Mg）在 2 种硫酸水解工艺下均大量损失在
素的物料衡算与液相占比分析 固相残渣中，在水解液中占比较低，这是 2 种工艺
实际操作中，每 40.0 g去油肉骨粉在最佳常规硫 的共同不足之处。
酸水解条件下得到水解液 160 mL 和 14.0 g 残渣；在 由表 6中微量元素在液相中占比可知，去油肉骨
最佳微波辅助硫酸水解条件下得到水解液 160 mL 粉中 Fe、Cu、Zn的 71%~87% 分布在水解液中，可作
和13.2 g残渣。 为有效养分为植物生长提供营养；Mn 只有 25.84%
将液固两相各元素质量之和与去油肉骨粉中各 （常规水解）、32.58%（微波辅助水解）分布于水解液
元素质量进行比较，以评判其是否符合物料平衡。 中，这可能是由于锰（Mn）以磷酸锰沉淀的形式存
表 5、6结果表明，所测原料中各元素的质量与水解后 在，而这也可能是磷的水解率明显低于氮和钾的
固液两相质量之和基本相等，符合物料平衡；比较几 水解率的重要原因。总体来看，肉骨粉中的大部
种元素在液相中的占比，在 2种工艺下各元素占比均 分 微 量 元 素 可 进 入 液 相 水 解 液 中 ，具 有 利 用
无明显差异。 价值。
表 5 显示，在 2 种工艺的最佳条件下，TN 在水解 表 6中的重金属元素 Pb、Cr、Cd在水解液中占比
液中比例均达到 90% 以上，但前文中常规条件下水 较高，均超过了 58%。按农业行业标准 NY 1110—
解液中氨基酸态氮质量浓度远低于微波辅助水解条 2010《水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求》中，铅、
件下的，说明常规条件下大量蛋白质溶解而未被水 铬、镉的限量标准分别为 50、50、10 mg/kg，2 种水解
解，而微波辅助条件下大量蛋白质可水解为氨基酸， 液中重金属元素也可认为符合该水溶肥料的要求。
表明微波辅助条件显著提高了蛋白质的水解效率。 相比常规硫酸水解条件，在微波辅助硫酸水解条件
由此可知，微波辅助硫酸水解蛋白质可节约大量水 下，Pb、Cd 在水解液中占比小幅降低，Cr 在水解液中
解时间，并且提高了蛋白质的水解程度。表 5 还显 占比略有升高，总体差异不大。
示，原料中 85% 的钾分布在水解液中，65% 以上的磷
3 讨 论
留在液相中。结果表明，2 种工艺条件下大量营养元
素（N、P、K）多数被水解进入水解液中，而微波辅助 常规条件下硫酸水解去油肉骨粉，肉骨粉蛋白
+
水解作为氨基酸液体肥料的生产工艺优势明显。 质的肽键会被 H 打破，可完全水解为氨基酸，因此
在表 5 中，一个特殊的情况是钙的分布问题，即 硫酸浓度是决定水解效果的关键影响因素，但随着
不论是常规水解还是微波辅助水解，都有 95% 以上 硫酸浓度的升高，溶液黏稠度增加，固态蛋白质更难
的钙分布于残渣中，这可能是由于使用硫酸水解肉 溶解，导致液相中氮含量逐步下降。沈其荣等 ［12］ 对
骨粉，钙离子易与硫酸根离子形成硫酸钙沉淀，致使 病死猪瘦肉硫酸水解获得的最优条件为：固液比
钙离子大量保留于残渣中；此外，镁在 2 种工艺条件 1∶1.5、硫酸浓度 5 mol/L、温度 80 ℃、水解时间 6 h，
下有超过 50% 分布在水解液中，未水解部分可能 总氮质量浓度为 10.33 g/L，游离氨基酸、可溶性多
以磷酸镁形式留在残渣中。2 种中量植物营养元 肽及可溶性蛋白氮为 9.53 g/L。本研究与其所用硫
