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南京农业大学学报 2018年第5期41卷 867-872页

作者：郑赛古芸曲峰龙陈雅玲余光辉冉炜沈其荣南京农业大学资源与环境科学学院/江苏省固体有机废弃物资源化利用高技术研究重点实验室江苏南京210095

[目的]本文旨在通过解淀粉芽胞杆菌xz-173固液混合发酵工艺生产出抗菌和抗氧化水解产物并研究其抗氧化特征。[方法]以大豆粉和稻壳等农副产品为原料30℃发酵60 h后,离心获得发酵液,再分别经过抽滤法和酸沉降法得到发酵粗提物(FCE)和表... 详细信息

[目的]本文旨在通过解淀粉芽胞杆菌xz-173固液混合发酵工艺生产出抗菌和抗氧化水解产物并研究其抗氧化特征。[方法]以大豆粉和稻壳等农副产品为原料30℃发酵60 h后,离心获得发酵液,再分别经过抽滤法和酸沉降法得到发酵粗提物(FCE)和表面活性剂粗品(SCP)。采用自由基清除和还原性测定研究FCE和SCP的各项抗氧化能力指标。[结果]SCP比FCE具有更好的表面活性和抗菌性,但FCE比SCP具有更好的抗氧化性。当质量浓度为2.0 mg·m L-1时,FCE对2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二胺盐(ABTS+)自由基、1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH)自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基清除率分别达到33.88%、40.07%、29.19%和88.50%;而SCP对这些自由基的清除率相对较低。与SCP相比,FCE还表现出较高的还原能力和总抗氧化能力。[结论]以大豆粉和稻壳为主要原料的微生物发酵产物能够抗多种过氧化物自由基,可作为天然活性添加剂用于食品和饲料新产品开发之中。

关键词：表面活性剂粗品发酵粗提物抗氧化性超氧阴离子自由基 DPPH自由基解淀粉芽胞杆菌xz-173

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农业废弃物固液混合发酵及其产物的表面和抗氧化活性研究

农业废弃物固液混合发酵及其产物的表面和抗氧化活性研究

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作者：郑赛南京农业大学

学位级别：硕士

利用微生物发酵技术对农副产品进行高值化加工和对农业废弃物进行资源化利用是世界现代农业生产实践的热点之一。一些芽孢杆菌作为自然界中常见的植物促生和生防细菌已经被用于生产生物肥料和生物农药,但他们的发酵产物作为新型添加剂... 详细信息

利用微生物发酵技术对农副产品进行高值化加工和对农业废弃物进行资源化利用是世界现代农业生产实践的热点之一。一些芽孢杆菌作为自然界中常见的植物促生和生防细菌已经被用于生产生物肥料和生物农药,但他们的发酵产物作为新型添加剂在肥料、食品和饲料中的应用潜力仍较少研究。前期研究表明,解淀粉芽孢杆菌菌株xz-173的代谢产物具有良好的植物生长促进和病害防控作用。本文的研究目的是探索xz-173发酵产物的生物表面活性和抗氧化特性,以作为肥料、食品或饲料的新型添加剂。本研究的目标是:（1）研究xz-173固液发酵产物对番茄和玉米的促生效果;（2）建立利用xz-173进行固液混合发酵大豆粉和稻壳等农副产品及废弃物的工艺;（3）比较了不同提取方法获得的发酵物的生物表面活性剂活性和抗氧化特性;（4）优化抗氧化发酵条件。主要研究结果如下:（1）盆栽结果表明,利用菌株xz-173固体发酵大豆粉和水稻秸秆获得的生物表面活性剂粗品制备的叶面肥（SFF）对番茄和玉米生长具有显著的促生作用。在相同生长条件下与喷清水对照相比,喷施SFF对番茄株高、茎粗、叶片叶绿素含量和总生物量干重分别提高了 30.5%、20.8%、9.1%和65.4%;对玉米株高、茎粗、叶片叶绿素含量和总生物量干重分别提高了 36.2%、68.2%、42.2%和115.8%。（2）建立了利用解淀粉芽孢杆菌xz-173固液混合发酵农副产品和废弃物生产生物表面活性剂的实验室工艺并优化了发酵条件。对6种农副产品和废弃物（大豆粉、豆粕、小麦麸皮、水稻秸秆、稻壳和玉米粉）作为主要发酵基质和5种发酵辅助物的试验结果表明,大豆粉和稻壳是合适的生物表面活性剂生产主要发酵基质。生物表面活性剂产量优化试验结果表明,在150 mL体系中最佳发酵基质组分为大豆粉2.63 g,稻壳4.49 g,葡萄糖0.1 g,尿素0.09 g和无机盐溶液1 mL;最佳发酵条件为初始pH 7.5,加水量50 mL,接种量15%,170 rpm,30℃恒温培养60 h。在优化的条件下,生物表面活性剂粗品（SCP）的最大产量为106.11 mg/gds。（3）不同提取方法获得的粗提物表面活性剂活性和抗氧化剂活性有显著差异。分别采用抽提法和酸沉降法得到发酵粗提物（FCE）和生物表面活性剂粗品（SCP）。分析测定结果表明,SCP比FCE具有更好的表面活性和抗菌性,但FCE比SCP具有更好的抗氧化性。当浓度为2.0mg/mL时,FCE对ABTS+自由基、DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基清除率分别达到33.9%,40.1%,29.0%和88.5%。与SCP相比,FCE还表现出较高的还原能力和总抗氧化能力。（4）建立了利用解淀粉芽孢杆菌xz-173固液混合发酵农副产品和废弃物生产抗氧化剂的实验室工艺并优化了发酵条件。对6种农副产品和废弃物（大豆粉、豆粕、小麦麸皮、水稻秸秆、稻壳和玉米粉）作为主要发酵基质和5种发酵辅助物的试验结果表明,小麦麸皮和水稻秸秆是合适的高抗氧化活性物质发酵基质。抗氧化剂活性优化试验结果表明,在150 mL体系中最佳发酵基质组分为小麦麸皮2.62 g,水稻秸秆2.83 g,无机盐3 mL,蔗糖0.11 g（2%,m/m）,酵母提取物0.11 g（2%,m/m）;最佳发酵条件为加水量59.44 mL,接种量2.97 mL（5%,V/V）,发酵初始pH为7.5,转速180rpm,温度33℃,发酵60.17h。在优化的条件下,发酵粗提物的DPPH自由基清除率达到最高值34.24%,与预测值34.64%基本一致。综上所述,以大豆粉和稻壳为主要原料的xz-173固液混合发酵产物具有良好的生物表面剂活性,而以小麦粉和水稻秸秆为主要原料的xz-173固液混合发酵产物能够清除多种过氧化物自由基。这些粗提物具有作为新型天然添加剂应用于肥料、食品和饲料新产品开发之中的潜力。

关键词：解淀粉芽胞杆菌xz-173 生物表面活性剂粗品叶面肥作物促生发酵优化抗氧化活性

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