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菌酶协同高效制备黑水虻蛋白肽及其生物活性研究

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饲料工业 2024年第17期45卷 75-82页

作者：袁霜霜郭亭叶小梅杜静奚永兰韩挺江苏科技大学生物技术学院江苏镇江212100 江苏省农业科学院畜牧研究所江苏南京210014 农业农村部种养结合重点实验室江苏南京210014

为确定黑水虻虫浆蛋白肽的最佳制备条件,试验以新鲜黑水虻虫浆为原料,利用黑曲霉(Aspergillus niger)结合外源酶制剂胰蛋白酶作为菌酶发酵剂进行发酵。采用单因素和响应面法优化发酵工艺,通过单因素试验对接菌量、加水量、加酶量及发酵... 详细信息

为确定黑水虻虫浆蛋白肽的最佳制备条件,试验以新鲜黑水虻虫浆为原料,利用黑曲霉(Aspergillus niger)结合外源酶制剂胰蛋白酶作为菌酶发酵剂进行发酵。采用单因素和响应面法优化发酵工艺,通过单因素试验对接菌量、加水量、加酶量及发酵时间4个工艺参数进行研究,测定蛋白肽产量,在此基础上通过响应面法优化菌酶协同发酵工艺,建立回归预测模型。结果表明,黑水虻蛋白肽的最佳菌酶协同工艺条件为加水量32%、接菌量4.0%、加酶量0.1%、发酵时间35 h。在此条件下黑水虻蛋白肽产量可达295.57 mg/g,较未发酵组提升了92.0%,体外总抗氧化能力提升50.27%;黑水虻虫浆抗菌肽对金黄色葡萄球菌抑菌活性较未发酵组提升31.82%。说明菌酶协同制备的黑水虻蛋白肽具有更强的抗氧化活性,黑水虻抗菌肽具有更高的抑菌活性。

关键词：黑水虻蛋白肽响应面抗氧化活性抑菌活性

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黑水虻幼虫肠道微生物的功能及组学应用

环境昆虫学报 2024年第1期46卷 52-63页

作者：叶小梅尹寒奚永兰刘洋孔祥平郭亭朱飞江苏科技大学生物技术学院江苏镇江212100 江苏省农业科学院畜牧研究所农业农村部种养结合重点实验室江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心南京210014

黑水虻Hemertia illucens幼虫肠道中栖息着许多种类的微生物,这些微生物与宿主之间的相互作用极为复杂,它们可以影响宿主的生长发育、繁殖能力、营养代谢、行为偏好和寿命。此外,它们还可以调节宿主的免疫系统并保护宿主免受病原体的侵... 详细信息

黑水虻Hemertia illucens幼虫肠道中栖息着许多种类的微生物,这些微生物与宿主之间的相互作用极为复杂,它们可以影响宿主的生长发育、繁殖能力、营养代谢、行为偏好和寿命。此外,它们还可以调节宿主的免疫系统并保护宿主免受病原体的侵害。深入了解微生物与黑水虻的互作机制,有助于优化黑水虻的生长环境,从而实现更高效的人工繁育。相关文章对微生物与黑水虻互作机理进行了总结,但这些研究方法只能提供微生物群落的结构信息,而无法揭示微生物的功能和代谢能力。因此,宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学和代谢组学逐渐被应用,这些技术除了提供关于微生物种群的完整分类,还揭示了它们的功能和代谢能力。通过了解肠道菌群的组成和功能,可以有效调整黑水虻的饲料、饲养环境和生长条件,从而提升黑水虻肠道菌群的稳定,提高黑水虻的生产性能和经济效益。

关键词：黑水虻肠道微生物功能组学

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畜禽养殖场臭气治理技术研究进展

中国畜牧杂志 2024年第3期60卷 20-26页

作者：叶小梅刘楚楚刘洋奚永兰张应鹏郭亭孔祥平朱飞南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210014 江苏省农业科学院江苏南京210014 农业农村部种养结合重点实验室江苏南京210014

随着我国畜禽养殖规模逐渐扩大,畜禽养殖场产生的臭气问题日渐突出。在畜禽养殖过程中,养殖场的臭气主要来源于畜禽粪尿、畜禽自身排出气体、饲料残渣、污水、堆肥间等,臭味大多与氨气、硫化氢、吲哚、粪臭素等相关,其中含量较多的成分... 详细信息

随着我国畜禽养殖规模逐渐扩大,畜禽养殖场产生的臭气问题日渐突出。在畜禽养殖过程中,养殖场的臭气主要来源于畜禽粪尿、畜禽自身排出气体、饲料残渣、污水、堆肥间等,臭味大多与氨气、硫化氢、吲哚、粪臭素等相关,其中含量较多的成分是氨气和硫化氢,会对生态环境和人体健康甚至畜禽本身产生严重危害,因此对畜禽养殖场臭气的治理迫在眉睫。针对养殖场臭气治理,可采用源头减排、过程控制和末端治理三大途径,从异位和原位进行臭气控制:异位控制是通过物理、化学和生物法对已经释放的臭气进行末端控制;原位控制是通过一些饲料添加剂对畜禽体内进行调控,从而实现过程控制和源头减排臭气,以此减轻养殖场臭气产生的危害。本文基于国内外养殖场臭气治理的相关研究,系统梳理了养殖场臭气的治理技术,并分别对各个技术进行了相关典型案例分析,为养殖场臭气治理的研究提供了一定的技术参考。

关键词：畜禽养殖场臭气危害治理技术

发酵助剂配方优化对小麦秸秆厌氧消化产甲烷的研究

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饲料工业 2024年第5期45卷 77-83页

作者：曹春晖叶小梅刘洋贾昭炎王成成杜静孔祥平奚永兰江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 江苏省农业科学院江苏南京210014 农业农村部种养结合重点实验室江苏南京210014

试验旨在研究不同种类及不同复配方式的添加剂对小麦秸秆厌氧消化(anaerobic diges⁃tion,AD)的影响。研究了四氧化三铁纳米颗粒(Fe_(3)O_(4)nanoparticles,NPS-Fe_(3)O_(4))、三氧化二铁纳米颗粒(Fe_(2)O_(3)nanoparticles,NPS-Fe_(2)O_(3))、四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))、三氧化二铁(Fe_(2)O_(3))、氯化亚铁(FeCl_(2))、血晶素(hemin)、皂苷(Ginsenoside Rg1,Rg1)七种外源添加剂在不同添加浓度及搭配方式对AD产甲烷的影响。结果表明:单独添加各发酵助剂均可显著提高AD的累计甲烷产量,混合添加后提升效果反而降低。其中单独添加100 mg/L Fe_(2)O_(3)的提升效果最好,累计甲烷产量达到207 mL/g,比空白组提高了86%。通过不同复配方式添加发酵助剂的试验结果显示,混合添加100 mg/L FeCl_(2)+1 mg/L hemin的提升效果最好,累计甲烷产量达到192 mL/g,比空白组高出了70%。试验所用的发酵助剂提高了小麦秸秆厌氧消化效率,为农业废弃物厌氧处理提供进一步技术支撑。

关键词：厌氧消化甲烷发酵助剂小麦秸秆消化速率

水葫芦固液分离机脱水参数优化及中试运行效果

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农业工程学报 2019年第13期35卷 204-209页

作者：杜静奚永兰靳红梅钱玉婷常志州叶小梅江苏省农业科学院循环农业研究中心江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心南京210014

为了获得低成本、高效率的水葫芦规模化处理处置技术参数,该研究基于50t/d处理能力的工况,以自主研发的SHJ-400型水葫芦固液分离机和卧式甩刀粉碎机为基础,通过单因素试验研究了粉碎粗细、进料量和挤压脱水停留时间对水葫芦规模化脱水... 详细信息

为了获得低成本、高效率的水葫芦规模化处理处置技术参数,该研究基于50t/d处理能力的工况,以自主研发的SHJ-400型水葫芦固液分离机和卧式甩刀粉碎机为基础,通过单因素试验研究了粉碎粗细、进料量和挤压脱水停留时间对水葫芦规模化脱水效果的影响,同时获得了脱水残渣与挤压汁液中的干物质、氮磷钾养分分布规律,为水葫芦脱水作业后残渣及汁液的资源化利用提供参考。结果表明,适宜的水葫芦固液分离技术参数,即水葫芦适宜粉碎粗细为20~30mm、进料量为8t/h和挤压脱水停留时间为3min;水葫芦脱水残渣和挤压汁液中的干物质分布比例分别为61.67%~65.48%和34.52%~38.33%,而大部分氮磷钾养分保留于挤压汁液中,水葫芦粉碎和固液分离环节的减容率分别为50.25%和93.70%。此外,以处理能力50 t/d示范工程为试验平台,获得了实际运行工况的脱水作业运行效果参数,即在水葫芦初始含水率95.08%条件下,经固液分离后水葫芦脱水残渣含水率为83.21%,脱水率为78.59%,水葫芦固液分离机处理能力为6.25 t/h,并通过成本测算得到水葫芦固液分离成本为4.40元/t。该研究所获得低成本、高效率的水葫芦规模化处理脱水作业技术方案,为形成水葫芦规模化处理处置工程整体解决方案提供技术支撑。

关键词：脱水优化成本水葫芦技术参数中试运行

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分时收集条件下稻秸理化性状变化初步研究

太阳能学报 2019年第3期40卷 850-855页

作者：杨一帆叶小梅常志州奚永兰熊慧欣扬州大学环境科学与工程学院扬州225127 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所南京210014

以高茬(留茬高度50～60 cm)秸秆为对象,每间隔7 d采集秸秆样品一次,分析自然状态下留茬稻秸理化性状变化(含水率、热值及作物养分大、中微量元素含量等),同时记录气象资料(如雨日、雨量等),旨在为秸秆分时收集、秸秆热解或直燃能源化利... 详细信息

以高茬(留茬高度50～60 cm)秸秆为对象,每间隔7 d采集秸秆样品一次,分析自然状态下留茬稻秸理化性状变化(含水率、热值及作物养分大、中微量元素含量等),同时记录气象资料(如雨日、雨量等),旨在为秸秆分时收集、秸秆热解或直燃能源化利用提供基础数据。结果表明,在温度较高、降雨较多季节,稻秸中钾、钙等营养元素被淋洗、秸秆灰分减少,含水率变化不大,热值、有机物质等损失较少,相关分析表明秸秆含水率与土壤含水量、空气湿度、风速等多重因素有关。初步结论:采用秸秆分时收集,可使秸秆中钾、钙等养分资源归还农田、降低秸秆灰分含量,且不影响秸秆热值。

关键词：秸秆高茬含水率热值

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农村生活垃圾厌氧发酵产沼气潜力研究

农业工程学报 2020年第23期36卷 222-228页

作者：奚永兰刘洋高娣曹风雷杜静孔祥平叶小梅江苏省农业科学院南京210014 农业农村部农村可再生能源华东科学观测实验站南京210014 江苏大学农业装备工程学院镇江212013 江苏省徐州市沛县大屯街道环卫办公室徐州221611

旨在对农村有机生活垃圾厌氧发酵产沼气的潜力进行研究。对江苏省徐州市沛县大屯街道王庄村生活垃圾分类处置中心每月1次采集样品,并对一周年十二个月份的生活垃圾样品进行批式中温厌氧发酵产气潜力研究,考察农村生活垃圾作为发酵原料... 详细信息

旨在对农村有机生活垃圾厌氧发酵产沼气的潜力进行研究。对江苏省徐州市沛县大屯街道王庄村生活垃圾分类处置中心每月1次采集样品,并对一周年十二个月份的生活垃圾样品进行批式中温厌氧发酵产气潜力研究,考察农村生活垃圾作为发酵原料周年沼气产量和甲烷产量的变化,各月份试验组的累积沼气产气量范围为447~1398 mL、累积甲烷产气量范围为215~865 mL。并用SPSS数据分析发现农村生活垃圾含水率、总磷TP、总钾TK、总氮TN、有机质、C/N、半纤维素、纤维素、木质素的含量均对产沼气潜力有影响,其中纤维素含量会对产沼气潜力有显著的正向影响关系,而TP会对产气潜力产生显著的负向影响关系,最后,该研究根据生活垃圾理化性质数据基础上建立了多元线性逐步回归最优方程,可根据农村有机生活垃圾的含水率、纤维素和木质素的含量预测其厌氧发酵产沼气潜力。

关键词：农村垃圾厌氧发酵理化性质产沼气潜力

温和湿热预处理对稻秸理化特性及生物产沼气的影响

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中国环境科学 2016年第2期36卷 485-491页

作者：杜静陈广银黄红英靳红梅奚永兰钱玉婷徐跃定常志州江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业部农村可再生能源开发利用华东科学观测实验站江苏南京210014

为考察温和湿热预处理提高秸秆产气速率的可行性,以水稻秸秆为原料,在湿热预处理温度80℃、物料含水率60%条件下,通过分析湿热处理前后稻秸理化特性及厌氧生物产气特性的变化,研究不同湿热预处理时间对秸秆预处理及产沼气效果的影响.结... 详细信息

为考察温和湿热预处理提高秸秆产气速率的可行性,以水稻秸秆为原料,在湿热预处理温度80℃、物料含水率60%条件下,通过分析湿热处理前后稻秸理化特性及厌氧生物产气特性的变化,研究不同湿热预处理时间对秸秆预处理及产沼气效果的影响.结果表明,温和湿热预处理促进了稻秸有机物的溶出,预处理后稻秸水浸提液p H值有较大幅度下降,而COD、TVFA和乙酸含量均大幅度增加,与对照组相比,T1、T2和T3处理秸秆水浸提液COD浓度分别增加了47.19%、55.18%和60.62%,TVFA浓度分别增加了22.34%、33.98%和50.12%,乙酸浓度分别增加了19.52%、34.02%和49.37%,并且乙酸占TVFA百分比均超过85%以上,差异显著性分析表明,处理T1水浸提液各理化特性指标与对照组相比呈极显著差异,而不同温和湿热预处理之间无显著差异;对稻秸纤维素组分破坏效果明显,但不同预处理时间对秸秆木质纤维组分破坏效果影响不大;厌氧发酵产气的结果表明,温和湿热预处理可明显提高稻秸厌氧生物产沼气,发酵20d平均容积产气率可提高12.53%以上,累积TS产气率可提高36.17%以上.可见,温和湿热预处理提高秸秆厌氧生物产沼气效果是可行的,考虑到工程应用中预处理能耗成本因素,湿热预处理时间以T1处理(即6h)为宜.

关键词：温和湿热预处理木质纤维原料沼气厌氧消化

秸秆批式和半连续式发酵物料浓度对沼气产率的影响

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农业工程学报 2015年第15期31卷 201-207页

作者：杜静陈广银黄红英靳红梅奚永兰钱玉婷徐跃定常志州江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业部农村可再生能源开发利用华东科学观测实验站南京210014

为比较秸秆批式发酵和半连续发酵工艺的产沼气效果,以水稻秸秆为单一发酵底物,开展了室内中温批式发酵和半连续发酵对比试验,以容积产气率和原料产气率为特征指标,研究不同料液浓度对秸秆批式和半连续发酵产沼气的影响,以期获得秸秆沼... 详细信息

为比较秸秆批式发酵和半连续发酵工艺的产沼气效果,以水稻秸秆为单一发酵底物,开展了室内中温批式发酵和半连续发酵对比试验,以容积产气率和原料产气率为特征指标,研究不同料液浓度对秸秆批式和半连续发酵产沼气的影响,以期获得秸秆沼气工程适宜的运行参数。结果表明,批式发酵容积产气率随着TS浓度的增加而增加,但增幅逐渐减少;与静态批式发酵相比,间歇搅拌有助于提高批式发酵容积产气率,特别对高TS浓度处理容积产气率的提升效果更加明显;而半连续进料条件下更有利于高TS浓度处理容积产气率的提高,但各处理原料产气率均随着固物滞留时间(solid retention time,SRT)缩短而逐渐降低。综合考虑产气情况及工程应用实际,建议秸秆批式发酵底物质量分数不超过8%,而半连续发酵TS质量分数8%时SRT设计为20 d(容积产气率1.00 m3/(m3·d)),若发酵TS质量分数6%时,SRT设计为15 d,容积产气率0.75 m3/(m3·d),该运行参数为秸秆沼气工程发展提供了理论依据。

关键词：秸秆沼气发酵发酵物料浓度批式半连续