腐殖酸是由矿化的动植物残体经过微生物分解和转化及一系列物理和化学反应积累而得的一类天然高分子有机化合物,是地球碳循环的重要组成链条之一。由于腐殖酸具有与环境和谐共生的天然本色,在绿色环保产业中彰显出独特的魅力,随着世界经济向“生态化和绿色化”方向发展,数以百计以腐殖酸为原料的各类产品应运而生,应用范围逐步渗入到农业、工业、矿业、医药、保健乃至环境治理等众多领域,正在形成一个庞大的产业群。今天山东鑫旺饲料工业有限公司的美女小编为您讲述腐植酸的前世今生。
一、腐植酸的分子结构
腐植酸是一类含有苯环的生物大分子物质,其上含有丰富的酚羟基、羧基、醌基和甲氧基等活性基团。
二、腐植酸的来源及元素组成
腐植酸的来源主要有褐煤、风化煤与泥炭等。腐植酸分子大小、结构及其上活性基团的种类与数量与腐植酸形成地质条件、年龄、气候及生物条件等密切相关。
腐植酸分子中主要包含碳、氢、氮、氧、硫等元素,根据来源不同,各元素含量差异较大。如下表所示,泥炭中碳、氢、氮、氧、硫元素的含量分别为50.4%、4.9%、2.8%、39.1%和0.7%,而对应的碳、氢、氮、氧元素在风化煤中的含量分别为63.8%、3.7%、1.2%和31.3%。
三、腐植酸的生物活性
腐植酸在饲料、医药、化妆品、农业及污水处理行业具有重要用途。
通过比较分析可以发现,腐植酸分子中的活性基团是其发挥上述功能的分子基础。例如腐植酸分子中的酚羟基与羧基与其结合重金属、抗病毒、、抗突变(诱变)相关,其中的酚羟基同时与其抗氧化功能相关。
此外,腐植酸分子能够促进活性氧释放,这主要与其分子中的醌基相关。腐植酸良好的促进伤口愈合的功能就得益于醌基转化为酚羟基时释放的活性氧。
四、腐植酸的化学机构与其水溶性
腐植酸(Humic acid,HA)溶于碱,但不溶于水和酸。前面我们提到,腐植酸分子中含有丰富的酚羟基与羧基,这与腐植酸的生物活性密切相关。
当腐植酸分子在较低pH下,酚羟基与羧基表现出非常强的疏水特性,导致腐植酸分子会形成较大团粒,终会在液体中沉降下来。
而随着pH升高,大量酚羟基与羧基中的氢离子被水解下来,其疏水性降低,亲水性升高,腐植酸分子又溶解于液体中。终表现出来的现象就是我们所看到,腐植酸分子能够溶于碱,而不溶于水和酸。
当然此处需要指出的是,由于腐植酸为混合物,所以腐植酸分子溶解与不溶的pH节点并不完全一样,也即腐植酸中的一部分溶解,而另一部分并未溶解。
五、结论
因此,在饲料及农业应用过程中一般将腐植酸转化为腐植酸钠。腐植酸钠的pH值根据工艺不同会有较大差异,一般在7-12之间。
各行业对腐植酸钠产品pH要求也不尽相同,比如说饲料行业,山东鑫旺饲料工业有限公司向您推荐高性价比的饲料行业专用腐植酸钠,由于饲料中添加了大量酶制剂、微生态制剂及酸化剂等对高pH较敏感的成分,所以饲料行业希望添加的腐植酸钠产品尽量接近中性。
这就要求在生产过程中对工艺进行调整,即保证产品低pH值,又具有好的水溶性(低水不溶物),以便腐植酸钠在饲料蒸汽重整、制粒中能够快速溶解,保证其在饲料颗粒中的均匀分散,避免出现花料等现象。
(山东鑫旺饲料工业有限公司 黎慧慧)