葡萄栽培過程廢棄物側耳屬菇類生物降解一種微生物和人類食物的來源及其在動物養(yǎng)殖中的潛在用途外文文獻翻譯概要

1、葡萄栽培過程中產(chǎn)生廢棄物的側耳屬菇類生物降解：一種微生物和人類食物的來源及其在動物養(yǎng)殖中的潛在用途在通過側耳屬菌平菇程序進行葡萄園剪枝和葡萄皮渣的生物轉化過程中，使用固態(tài)發(fā)酵技術受到了高度評價。我們對水果實體的生產(chǎn)和收獲之后被酶作用物的化學變化進行了測量計算，發(fā)現(xiàn)生物學效率和生物轉化率各自都發(fā)生了變化，分別從% 上升至78.7%和%上升至 38.8%。對于菌絲生長和蘑菇產(chǎn)量提高最有益的基質是與葡萄園剪枝工程相混合操作。葡萄園修剪產(chǎn)生的枝條與葡萄皮渣相比具有較高的酚類成分、總糖、更好的c/n比值、天然脂肪和總氨。與之相反，在純葡萄皮渣的實驗中，菌絲生長得非常緩慢甚至是不會生長。葡萄皮渣比例較高的

2、混合物中水分、蛋白質、脂肪和木質素含量一般較高，然而修剪產(chǎn)生的葡萄枝中，中性洗滌劑纖維、 半纖維素、 纖維素含量較高。側耳菌株的生長可能依賴于基質中纖維成分的可獲取情況，而且其消化過程中發(fā)生的動態(tài)變化可能隨著這些纖維在真菌生長過程中的改變而發(fā)生。通過以側耳屬菌為媒介的 SSF技術對葡萄栽培殘基進行回收利用的潛力巨大，可以生產(chǎn)出人類所需的食物以及在反芻動物飼養(yǎng)中還有限使用的高纖維飼料。關鍵詞：生物轉化酶作用；側耳屬菌；回收利用；固態(tài)發(fā)酵；葡萄栽培過程的副產(chǎn)品引言：葡萄種植是墨西哥西北部一項重要的生產(chǎn)活動，在墨西哥西北部有33500公頃的土地栽培了數(shù)類不同品種的葡萄。這么大規(guī)模的生產(chǎn)活動每年大約產(chǎn)

3、生了大約27萬噸的工農(nóng)業(yè)廢料，而這其中有大約93%是葡萄園修剪掉的枝條。這些廢料一般直接在田間進行燃燒處理，以防止種植物病原菌的擴散，從而引起環(huán)境和生態(tài)問題以及危害人類健康的風險。木質素是工農(nóng)業(yè)廢料中所有碳含量的主要組成局部，當它在遇熱降解過程中會產(chǎn)生多環(huán)芳香烴成分，如苯并芘、鄰苯二酚、對苯二酚菲和萘。所有這些化合物可以抑制DNA 合成，并可能誘發(fā)動物和人類的肝臟、肺、喉和子宮頸產(chǎn)生癌變腫瘤。另一種葡萄栽培過程中所產(chǎn)生的廢料是葡萄皮渣。這種葡萄栽培的另一種副產(chǎn)品一般是直接棄置在空曠的地方。然而這些葡萄皮渣可以作為動物的飼料，尤其是在干旱的季節(jié)，要知道在干旱的季節(jié)牧草是比擬稀缺的。由于其非常低的

4、營養(yǎng)價值和抑制胃共生的抗營養(yǎng)因子的存在，使葡萄皮渣在反芻動物飼料中只占30%，抑制胃共生的抗營養(yǎng)因子有酚類成份等。處理和運輸過程所花費的高本錢往往會限制使用許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的副產(chǎn)品喂養(yǎng)動物的直接效果。另一方面，平菇是世界范圍內種植的第三重要的可食用蘑菇。它可以不經(jīng)過化學或生物預處理而有效地分解木質纖維素，因為它擁有復雜的酶系統(tǒng)，這個系統(tǒng)包括酚氧化酶和過氧化物酶。因此，各種各樣的木質纖維素廢料可以通過一種技術被利用和回收，該技術就是利用這種蘑菇的固態(tài)發(fā)酵 (SSF) 。韋爾等人認為，在加利福利亞州北部的地區(qū)，平菇往往在葡萄藤復雜的木質腐爛過程中起主要作用。為了努力找到回收利用酒廠工農(nóng)業(yè)廢料的

5、可替代品，我們通過SSF技術對葡萄園修剪產(chǎn)生的枝條和葡萄皮渣的生物轉化進行了評價，該項生物轉化是以平菇為媒介進行的，以評價出供人類食用的平菇實體的生產(chǎn)?？放囵B(yǎng)基化學成分的變化在收獲的蘑菇被用于反芻動物飼養(yǎng)中潛在用途后得以確定。模型和方法：菌株。兩種平菇的菌株(分別是CCMC H- 041 和 IE-8)和一種鳳尾菇(IE-115)已經(jīng)被研究過，CCMC H-041來自收集于CIATEJ的各種菌株，而IE-8和IE-115那么來自INECOL。微生物是在 恒溫4攝氏度的 條件下保存。菌株是在28加減1攝氏度的麥芽提取物瓊脂培養(yǎng)基上進行傳播。培養(yǎng)基的準備和蘑菇的栽培。葡萄栽培過程中的副產(chǎn)品來自于埃

6、莫西約海岸的葡萄園和位于墨西哥索諾拉州埃莫西約的酒廠。葡萄園修剪掉的枝條被曬干，并切成8-10 毫米長的小段。葡萄皮渣取自于酒廠的棄置物，對500 克 干重的樣品進行調整，使其水分含量為 70%，并在85攝氏度的情況下進行巴氏殺菌1 個小時，然后冷卻至室溫。對葡萄園修剪的枝條和葡萄皮渣組成發(fā)五種混合物 (1:0，2:1，1:1，1:2 和 0:1) 的菌株進行了評價反復進行三次實驗。接種的菌種是根據(jù)的 Guzma等人在小麥顆粒根底上的方法進行準備。基質混合物的接種存放于菌種比率為百分之5，大小為 50 × 30厘米的塑料袋中，并在28加減1攝氏度發(fā)黑暗環(huán)境下進行孵化。在25加減1攝氏

7、度的標準下進行周期為12小時的照射，并且將結果的條件相對濕度控制在百分之八十至百分之九十之間。在生物學效率的根底上進行菌株之間的比擬新鮮蘑菇的產(chǎn)量與基質干重之間的百分比。平菇實體的產(chǎn)量根據(jù)菌蓋的直徑被分成三組:，分別為小于5 厘米，5至10厘米和 大于10 厘米三組。生物轉化成果根據(jù)蘑菇收獲后基質干重的損失程度來測量?；瘜W分析。在接種前和收獲后，我們進行了以下的分析，以確定在SSF的作用下基質中組成結構的變化：由恒溫器控制在100攝氏度，脫水8個小時；稱取在525攝氏度條件下燃燒4個小時后的殘留灰燼；通過Goldfisch的 萃取法利用石油醚來提取天然脂肪；通過微量凱氏定氮提取天然蛋白；以及利

8、用可重塑的索伊斯特范和葡萄酒技術提取的中性洗滌纖維 (NDF)、 半纖維素、 纖維素、 木質素、 二氧化硅，該技術需使用托 Fibertec儀器，總酚的估算需要根據(jù)Singleton和 Ross的程序，而總糖的估算需要根據(jù)方法杜波依斯等人的方法。通過可重塑的AOAC方法來測定脂肪酸，該方法需使用氣相色譜-質譜。脂類在配備離子阱質量檢測器和蠟玻璃毛細管柱的Varian 3800 氣相色譜儀中被別離。恒溫器的控制程序是這樣的，先從最初的50攝氏度開始，每分鐘上升10攝氏度直至160攝氏度，然后是每分鐘上升1攝氏度直至216攝氏度。氦是運載媒介氣體 1 毫升/分鐘。質譜在這樣的條件下進行記錄，條件包

9、括70 eV、200攝氏度的離子源，之后將質譜與一個光譜數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比照。所有的分析都是對三個樣本分別進行的。統(tǒng)計分析。產(chǎn)量、生物效率、化學分析的數(shù)據(jù)服從于隨機雙向方差分析和Tukey檢驗P0.05，以確定利用SAS程序獲得的平均值之間差異的意義。結果與討論果實實體生產(chǎn)。菌絲生長的最正確基質和所有研究菌株生長的混合物都具有較高葡萄枝修剪量。由于這些基質上覆蓋的總的菌絲所以形成了一個緊湊的群體。而與之相反，在所有百分之百的葡萄皮渣實驗中，菌絲生長得更緩慢，甚至不生長，而且明顯比擬瘦。在樹枝與葡萄皮渣比例為2比1的實驗體上，菌絲的真菌群在12天內在基質上殖民似地繁衍。在上面這種實驗體上長出的

10、第一類菌絲是CCMC H-041菌株。其他基底的菌株那么在15至17天后才出現(xiàn)。所有菌株和混合物基質的新芽生物學效率BE如表 1 所示。最高的BE出現(xiàn)在100%的葡萄枝條基底與IE-8型菌株含量為78.7%的接種，然而最低的BE出現(xiàn)在100%的葡萄皮渣基底與CCMC H-041菌株含量為37.3%的接種中。兩種新芽在所有實驗中均有獲得，而且在菌絲接種后的第40對蘑菇實體進行了采摘。第一次發(fā)芽中收獲了產(chǎn)量的55%至89%，在第二次發(fā)芽中收獲了產(chǎn)量的11%至45%。最好的生長取得于所含葡萄園修剪的枝條比例更高的混合基底中，該種生長可以由12天內基底上完全殖民化的菌絲繁殖和收獲的

11、巨大數(shù)量的可以食用的生物體來定義。當平菇在其他工農(nóng)業(yè)廢料中栽培時，其實體的生產(chǎn)開始出現(xiàn)于接種后的17-42天。而當將IE-8菌株種植在辣椒葉、檸檬草葉、咖啡紙漿和肉桂葉上時，其分別在15、18、20 和 21 天開始實體的生產(chǎn)。百分之百含量的葡萄修剪枝基底的優(yōu)勢在所有測試的BE指標中是明顯的。絕大局部的菌蓋尺寸發(fā)生波動的可能性有18%，而在葡萄枝與葡萄皮渣比例為2比1的混合基底上培育的IE-115型菌株產(chǎn)出了最好的商業(yè)菌蓋尺寸5至10厘米。在第一批的發(fā)芽菌菇中，18%至23%的果實實體直徑到達了5至10厘米，而在第二批次發(fā)芽的菌菇中21%至75%的果實實體到達了相同的尺寸。最小尺寸的菌蓋出現(xiàn)在

12、培育IE-8菌株的葡萄枝含量為百分之百的基底中。在收獲的第一批次發(fā)芽的菌菇中，這個尺寸的比率為56.5%至98.2%，而在第二批次中，這個尺寸的比率為88.4%至100%?？偠灾w尺寸大于10厘米的情況是最不常見的。在培育CCMC H-041型菌株，修剪的葡萄枝與葡萄皮渣比例為1比1 的基底中收獲這種規(guī)格的菌菇比率最大，為9.9%。利用葡萄栽培過程中產(chǎn)生的廢料培植收獲的平菇實體中的化學成分是種了良好的營養(yǎng)成分，在另一項研究中這種化學成分得到了評估。當將不同木質纖維素的廢料被用作生產(chǎn)牡蠣蘑菇的基底時，已有人們對變量范圍內的BE指標進行了報道。表1所顯示的BE指標結果與利用甘蔗葉培育菌菇所獲

13、得的數(shù)據(jù)相似，后者的BE指標的變化范圍是40.9%至89.4%。另一方面，在葡萄栽培廢料上培育IE-8的效率要低于報道的在咖啡紙漿和干玉米葉上培育IE-8的效率。BE指標的變化與之前的在其他工農(nóng)業(yè)廢料上培育平菇的報道相吻合。作為菌絲生長過程結果的生物轉化和三種平菇類菌絲的產(chǎn)出情況如表所示，該3種菌絲是在5種葡萄酒廠生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品上培育的。大型真菌的最高代謝和酶的活性發(fā)生在結果期間。因此，生物轉化的百分比由收獲之后的各種真菌的代謝決定。物候和真菌的生物轉化是根據(jù)培養(yǎng)基底內容的變化而變化。最低的生物轉化出現(xiàn)在培育IE-115真菌、葡萄皮渣含量為100%的基底中，而最高的生物轉化出現(xiàn)在培育IE-8

14、真菌、葡萄枝條含量為100%的基底中；生物轉化的其他數(shù)值同樣顯示在表1中。各項試驗中BE指標和生物轉化率有顯著的差異p < 0.05。最低的生物轉化率和BE指標出現(xiàn)在培育所有真菌的葡萄皮渣含量為百分之百的基底中。這種情況可能是由于混合物的脂肪水平較高，又可能是由于基底中總氮含量的不同。葡萄皮渣的脂肪含量是葡萄枝條脂肪含量的11倍。Rajarathnam and Bano曾指出，低水平的脂肪含量會刺激平菇的生長；也許這是葡萄枝條能促進平菇生長的另外一個證據(jù)。在一個單獨的實驗中，脂肪物質被利用甲苯溶劑從葡萄枝條與葡萄皮渣比例為1比1的混合物中提取。經(jīng)測定的徑向生長速率說明與控制文化相比，這是

15、一個低速增長，且觀察顯示在葡萄皮渣的稻草墊形成的菌絲是瘦小的。從1970年代早期開始人們就開始詳細研究脂肪物質的作用。數(shù)位學者都表示脂肪物質對皂苷、甾醇、甘油、短鏈脂肪酸、甲酸酯和雙孢蘑菇系統(tǒng)中的不皂化物平菇和酵母的生長有消極作用。脂類的毒性作用是與脂質過氧化終產(chǎn)物密切相關，主要是醛、丙烯醛。對從葡萄皮渣中提取的脂類毒素成分進行的分析顯示出了C18:2、C16:0和C18:1的患病率。然而C18:2、C16:0和C18:1的患病率在葡萄枝條中也存在。雖然葡萄皮渣和葡萄枝條的棕櫚酸百分比相似分別和，但是考慮到總的脂類成分，葡萄皮渣的C16:0要比葡萄枝條高出11倍。棕櫚酸似乎能減緩平菇的生長速度

16、。在葡萄枝條含量較高的混合物中，其總酚類和糖分要比葡萄皮渣的總酚類和糖分含量要豐富。至36.28毫克/克之間，顯著高于100%的葡萄枝條。在葡萄枝條比例較高的基底經(jīng)過SSF后，其糖成分出現(xiàn)了明顯的減少。與之相反，葡萄皮渣含量較高的混合基底經(jīng)過SSF之后，其總糖會增加。由于觀察葡萄皮渣和葡萄枝條實驗得到的兩種物質對平菇生長和生物轉化影響是相對立的，所以苯酚和糖的含量變化在發(fā)酵初期和結果期間已經(jīng)被明確。在苯酚含量高的情況下所有菌株都會顯著減少。在葡萄枝條的苯酚含量高時，CMCH-041真菌會減少57%。此時菌株間無明顯差異。雖然葡萄皮渣的苯酚含量要比葡萄枝條低，但是其發(fā)酵之后的減少并不顯著。這個結

17、果可能與脂肪和氮含量的殘留有關。菌絲體和木質素生長過程中的氮含量降解仍然是一個有待討論的問題。Rajarathnam 和Bano指出隨著氮濃度的增加將導致平菇菌絲的逐步減少，雖然天然蛋白菌絲的含量會增加。已有的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，蘑菇在生長過程中為了能長出好的個體，它會需要氮含量低的基底。關于氮的濃度在真菌通過白腐菌降解木質素過程中作用，已有不同學者發(fā)表了相互對立的報告。大局部認為，高氮水平會抑制木質素去除木質纖維原料。目前的研究顯示，在葡萄皮渣的殘留物中，氮和木質素的含量均比擬高。然而，木質素的含量會隨著混合基底中葡萄皮渣的含量的變化而顯著改變，但也沒有統(tǒng)計上的不同。含100%葡萄枝條的基底和葡萄

18、枝條與葡萄皮渣比例為2；1的混合基底的碳氮比接近于Rajarathnam和Bano所作的關于平菇的最正確報告值。在葡萄枝條比例大于50%的基底上培育CCMC H-041將會導致木質素含量的減少，這種情況不能由氮含量的差異來解釋。最近，托馬斯等人的表示，低BE的小葉椰棕(38.2%)的氮含量是高%的3倍以上，一些出版物將高氮含量處理至中等水平，并且降低基底物的氧化物活性。錳過氧化物酶 (MnP) 是木質素降解的必要條件，而且大多產(chǎn)生于白腐真菌中。MnP需要過氧化氫以解聚體外的合成木質素，從而產(chǎn)生不飽和的脂質過氧化物，引起自由基中間體固化過程中非酚類木質素的氧化化合物。在一個單獨的未發(fā)表的研究說明

19、，在平菇的真菌培育中，當?shù)暮吭黾拥?0mm時，將會出現(xiàn)低的徑長速度，該現(xiàn)象由Fu等人觀察所得?；椎某煞肿兓?。不同葡萄枝條和葡萄皮渣比例構成的基底所形成的不同成分導致的結果顯示在表2至表7中。當混合基底中葡萄皮渣的比例較大時，水分、蛋白質、脂肪和木質素含量會較高，而當葡萄枝條比例較大時，NDF、半纖維素和纖維素的含量會較高。CCMCH-041真菌繁殖過程中要比所有混合體控制得枯燥。CCMC H-041和IE-115真菌產(chǎn)生的殘渣中蛋白的含量較高，而IE-8卻會降低它。葡萄枝條比例高的混合基底的蛋白含量不會改變?；曳莺椭镜暮恳膊粫徽婢敝秤绊?，包括細胞壁中的礦物質。殘留物中有IE-11

20、5真菌時細胞壁成分會略有增加，特別是有木質素時；另一方面，CCMC H-041會增加纖維素的含量。小麥秸稈和稻草上30天或更多天數(shù)的平菇培育期中會有水分、脂肪和所有纖維成分的減少和蛋白質和灰分的增加。關于水分和蛋白質含量的相似發(fā)現(xiàn)被報告于利用鳳尾菇對玉米秸稈發(fā)酵的實驗中。在這項工作中得到的纖維分數(shù)與以前的報道相似36，39，40。利用CCMC H-041發(fā)酵會導致所有基底纖維素的升高和木質素的降低，特別是在含有葡萄枝條的混合基底中，呈現(xiàn)出偏好不同的纖維組分，即使纖維素和半纖維素在葡萄皮渣中含量非常少。因此，平菇的各種菌株會根據(jù)基底最初纖維成分的可獲得性來起不同的作用，而且隨著這些局部在真菌生長過程中的變化而呈現(xiàn)動態(tài)變化。Adamovic 等人通過平菇研究了小麥桔梗的降解性以及其在養(yǎng)牛中的使用。SSF之后，NDF從824降低到485 g kg-1和ADF從561下降到412 g kg-1。類似的趨勢在半纖維素和纖維素中也有發(fā)現(xiàn)，但對于木質素卻不明顯。研究發(fā)現(xiàn)動物不會消耗DM大于17%的混合口糧。利用干草來增加體重是一個趨勢，以減少飲食中混合廢料使用的增加。Bisaria等人分析了利用鳳尾菇對稻草和麥秸進行轉化，以試圖增加它在飼養(yǎng)動物當中的營養(yǎng)價值。稻草經(jīng)過20天的生物轉化后，其纖維素從%降至%，木質素從%降至%。%增加到29.8%。SSF