茶叶微生物固态发酵中咖啡碱降解途径初探

为探究微生物作用下咖啡碱的降解产物与途径,将普洱茶发酵中筛选鉴定的Aspergillus sydowii NRRL250（聚多曲霉）、Aspergillus pallidofulvus NRRL4789、Aspergillus sesamicola CBS137324和Penicillium mangini CBS253.31等优势菌株分别接种至晒青毛茶进行单菌种固态发酵,并采用高效液相色谱（HPLC）测定咖啡碱、可可碱、茶碱的含量,探究微生物对咖啡碱代谢的影响;另外,基于UHPLC-QTOF-MS代谢组学技术,以灭菌处理组（ST组）和原料组（RM组）为对照,对聚多曲霉接种发酵样进行代谢组学分析。结果表明,A. pallidofulvus NRRL4789、A. sesamicola CBS137324和Penicillium mangini CBS253.31等优势菌株对咖啡碱等嘌呤类碱代谢均无显著影响,而在聚多曲霉接种发酵中,咖啡碱含量显著下降（P<0.05）,降幅达83.89%;茶碱含量显著增加（P<0.05）,发酵末期含量为(25.03±1.17) mg·g^-1;而可可碱保持基本稳定。由此可知,聚多曲霉对咖啡碱降解代谢有显著影响。采用UHPLC-QTOF-MS方法检出茶碱、3-甲基黄嘌呤、1,7-二甲基黄嘌呤等9种与咖啡碱降解相关的代谢物。在聚多曲霉作用下,茶碱、3-甲基黄嘌呤、1,7-二甲基黄嘌呤、7-甲基黄嘌呤含量显著提高（P<0.05）。茶碱、3-甲基黄嘌呤、1,7-二甲基黄嘌呤和1-甲基黄嘌呤与咖啡碱及其相关代谢物的N-脱甲基化途径相关。1,7-二甲基尿酸、1-甲基尿酸与咖啡碱相关代谢物的氧化途径相关。由此可知,聚多曲霉为降解普洱茶咖啡碱的优势菌株,且具有将咖啡碱转化为茶碱的潜在能力;在咖啡碱降解代谢过程中,存在聚多曲霉作用下的N-脱甲基化和氧化,并以N-脱甲基化为主。     

添加槐花粉对白三叶青贮发酵品质的影响

采用单因子随机设计，研究添加不同比例的槐(Sophora japonica)花粉对白三叶 (Trifolium repens)青贮发酵品质的影响，以期为槐花应用于青贮饲料生产提供科学依据。分别设置白三叶单独青贮(C)、95%白三叶 + 5%槐花粉青贮(T1)、90%白三叶 + 10%槐花粉青贮(T2)、85%白三叶 + 15%槐花粉青贮(T3)、80%白三叶 + 20%槐花粉青贮(T4)共5个处理。结果表明，白三叶单独青贮品质较差，添加槐花粉提高了青贮原料的干物质、水溶性碳水化合物含量和发酵系数，降低了缓冲能值，使得青贮后的感官评分、乳酸、乳酸 ? 乙酸、干物质、水溶性碳水化合物、粗蛋白质含量显著提高(P ≤ 0.05)，pH、氨氮 ? 总氮、乙酸、丁酸含量显著降低(P ≤ 0.05)。综合考虑，80%白三叶 + 20%槐花粉青贮能获得良好的青贮品质。     

isopropylstilbene发酵条件优化及其对灰葡萄孢的抑制作用

isopropylstilbene (3, 5-二羟基-4-异丙基二苯乙烯) 是发光杆菌Photohabdus temperata产生的一种二苯乙烯类化合物，具有多种生物活性。为促进isopropylstilbene在农业抗生素领域应用价值的开发，采用固相萃取、柱层析等技术从发光杆菌P. temperata SN 35的发酵液中分离纯化得到1个化合物，通过核磁共振氢谱对其结构进行了确认，并采用高效液相色谱测定了其纯度；通过Plackett-Burman试验和响应面法对发光杆菌SN 35摇瓶发酵培养条件进行了优化，并初步研究了所分离化合物对灰葡萄孢Botrytis cinerea的离体抑菌活性及对灰霉病的防治效果。结果表明:所分离的化合物为isopropylstilbene，纯度为93%；对发光杆菌SN 35摇瓶发酵培养条件进行优化后，isopropylstilbene的产量是优化前的2.22倍。离体抑菌试验结果表明:isopropylstilbene对灰葡萄孢的菌丝生长具有较好的抑制作用，其EC₅₀值为 (9.17 ± 0.17) μg/mL，但低于对照药剂百菌清[EC₅₀值为 (0.90 ± 0.08) μg/mL]；在10 μg/mL下，isopropylstilbene对灰葡萄孢孢子萌发的抑制率为63.01%。活体盆栽试验结果表明，在200 μg/mL下，isopropylstilbene对黄瓜灰霉病的防治效果达92.19%，与百菌清的防效 (97.63%) 相当，对番茄灰霉病的防治效果为72.12%，略低于百菌清 (81.61%)。本研究通过对isopropylstilbene发酵条件的优化，为其工业化生产奠定了理论基础。该化合物对灰霉病具有很好的防治效果，可为天然杀菌剂的研究与开发提供参考。     

具抑菌活性的诺丽内生真菌发酵条件的优化

为了研究发酵条件对诺丽内生真菌M2抑菌性的影响，笔者采用传统方法和ITS rDNA测序方法相结合，将本实验室筛选出的抑菌效果突出的诺丽内生真菌M2初步鉴定为棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）,在NCBI数据库中登录号为MK560191。通过单因素试验和正交设计对内生真菌M2进行发酵优化，筛选出最优发酵条件:（1）内生真菌M2优化后的培养基方案为200 g土豆煮沸30 min浸出液、葡萄糖20 g、硝酸钠5 g、磷酸二氢钾0.2 g、七水合硫酸镁0.2 g、1 000 mL双蒸水；（2）发酵条件为150 mL锥形瓶装液50 mL、温度25 ℃、培养基初始pH8、转速170 r·min?1。     

除草活性菌株极细链格孢菌(Alternaria tenuissima)发酵工艺研究

【目的】探索一株防治藜、冬葵等阔叶杂草的生防菌株极细链格孢(Alternaria tenuissima)HZ-1的发酵工艺.【方法】采用液固双相发酵方式,通过单因素和正交设计试验,对该菌株固态发酵基质、最适碳氮源和固-液发酵条件进行研究.【结果】HZ-1最佳产孢的固态基质为麦麸,最适碳源为麦麸(40 mg/g),最适氮源为蛋白胨(50 mg/g).正交优化试验得出该菌最适固-液发酵条件为:培养基初始含水量为300 mg/g,适宜的接种量为0.3 mL/g,初始pH值7.4,最适温度为24.3℃,发酵最适时间为216 h.【结论】研究结果可为该极细链格孢菌菌株除草活性物质的分离及工业化生产提供依据.     

产漆酶真菌对高寒草甸土壤有机质矿化特性的研究

为了了解产漆酶微生物真菌对高寒草甸土壤有机质的矿化作用及其特性，实验采用室内密闭静置培养法，对添加产漆酶真菌Marasmius tricolor 310b发酵粗酶液对高寒草甸土壤生物活性有机碳库的影响进行了研究。结果表明：与对照组相比，添加产漆酶真菌Marasmius tricolor 310b发酵粗酶液后，在整个培养期内土壤CO₂释放量和微生物生物量碳含量随培养时间的延长，呈现不断下降的趋势，35 d后趋于稳定；在整个培养周期，微生物呼吸熵的变化总体呈对数降低趋势，处理组符合方程y=-9.964ln （x）+32.281（R²=0.9744），对照组符合方程y=-9.788ln （x）+28.683（R²=0.95），处理组土壤CO₂的累计释放量始终高于对照组（P<0.05），说明菌株310b促进了土壤有机质矿化作用。土壤有机碳含量在培养前期开始降低，但差异不显著，15 d后处理组的土壤有机碳含量低于对照组（P<0.05），说明不同阶段产漆酶真菌对有机质的周转速率不同，推测产漆酶真菌对有机质的转化作用与土壤环境条件有关。     

不同季节高寒草甸牧草瘤胃发酵特性和体外消化率分析

本文旨在探讨不同生育时期高寒草甸牧草的牦牛瘤胃体外发酵参数及CH₄产量。通过测定返青期、青草期和枯草期3个生育时期牧草的营养品质、瘤胃发酵参数和CH₄产量。结果表明：青草期牧草总能（Gross energy，GE）、粗蛋白（Crude protein，CP）和粗脂肪（Ether extract，EE）等均显著高于返青期和枯草期（P<0.05）；青草期牧草在各发酵时间点的体外干物质消化率（Dry matter digestibility，DMD）、粗蛋白消化率（Crude protein digestibility，CPD）和有机物质消化率（Organic matter digestibility，OMD）均显著高于返青期和枯草期（P<0.05）；青草期牧草12，24和48 h瘤胃NH₃-N、乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸和异戊酸含量显著高于返青期和枯黄期（P<0.05）；不同发酵时间牧草总产气量和CH₄产量变化规律为：返青期>青草期>枯草期。综上所述，青草期草地生物量最高，牧草营养品质和体外消化率最高，CH₄排放最低，瘤胃发酵模式最优。建议选择青草期牧草放牧。     

高粱单宁提取物与聚乙二醇对体外瘤胃发酵参数及营养物质消化率的影响

本研究开展了3个试验,探讨了高粱单宁提取物(STE)与聚乙二醇(PEG)的协同作用对体外瘤胃发酵参数和营养物质消化率的影响。选用3头健康、体况相近的成年肉牛作为瘤胃液供体,以精粗比为40∶60(干物质基础)的混合料作为发酵基质,采用两步消化法模拟瘤胃发酵和真胃消化过程。试验1:分别向发酵基质中添加0、0.50%、1.00%和2.00%STE作为处理;试验2:在向发酵基质中添加1.50%STE的基础上,分别添加0、0.75%、1.50%、3.00%PEG作为处理;试验3:在发酵基质中分别进行不添加STE和PEG(对照)、瘤胃发酵阶段添加1.50%STE、瘤胃发酵阶段添加1.50%STE和3.00%PEG、瘤胃发酵阶段添加1.50%STE+真胃消化阶段添加3.00%PEG处理。在上述3个试验中,STE和PEG的添加量均以干物质为基础,每个处理均设置8个重复,另外设置3个空白。试验1结果显示:发酵基质中添加STE对培养液的pH没有显著影响(P0.05)。随着STE添加量的增加,培养液中总挥发性脂肪酸(TVFA)、乙酸、丙酸和丁酸浓度均呈现先降低后升高的二次曲线变化(P0.05),异丁酸、戊酸和异戊酸浓度均呈线性下降(P0.05),体外干物质消化率(DMD)和粗蛋白质消化率(CPD)均呈线性和二次曲线下降(P0.05),乙酸/丙酸及氨态氮(NH3-N)浓度没有显著变化(P0.05)。试验2结果显示:在发酵基质中含有1.50%STE的条件下,随着PEG添加量的增加,培养液中TVFA、NH3-N浓度线性升高(P0.05),乙酸浓度呈现先下降再升高的二次曲线变化(P0.05)。添加PEG对培养液中丙酸、异丁酸浓度和乙酸/丙酸没有显著影响(P0.05),对丁酸浓度有显著影响(P0.05)。添加PEG具有线性提高培养液中戊酸(P=0.088)和异戊酸(P=0.067)浓度以及体外CPD(P=0.089)的趋势,对体外DMD没有显著影响(P0.05)。试验3结果显示:添加1.50%STE显著降低了体外DMD和CPD(P0.05)。在瘤胃发酵阶段或者真胃消化阶段添加3.00%PEG均缓解了STE对体外CPD的抑制作用。由此得出,STE抑制碳水化合物在体外瘤胃中的发酵,降低VFA产量及体外DMD和CPD,而PEG能够缓解STE对体外瘤胃发酵及CPD的抑制作用。     

日粮不同NDF/NFC水平对周岁后荷斯坦奶牛生产性能、营养物质消化率、瘤胃发酵特征和甲烷排放的影响

本试验研究了日粮中不同中性洗涤纤维/非纤维性碳水化合物（NDF/NFC）水平对周岁后荷斯坦奶牛生产性能、营养物质消化率、瘤胃发酵特征及甲烷产量的影响，并在此基础上建立了甲烷排放预测模型，旨在获得我国生产模型下的甲烷排放规律和甲烷转化因子，为提高奶牛能量利用效率、建立国家或区域性温室气体排放清单和探索减排策略提供科学依据和支撑。将45头体况良好，平均为15月龄的荷斯坦后备奶牛随机分为3组，每组15头牛：低日粮NDF/NFC组（NDF/NFC=0.60）、中日粮NDF/NFC组（NDF/NFC=0.75）和高日粮NDF/NFC组（NDF/NFC=0.90），试验期为70 d，包括14 d的预饲期和56 d的正试期。结果表明：1）提高日粮NDF/NFC水平显著降低了奶牛的干物质采食量、有机物采食量、平均日增重、干物质和粗蛋白的表观消化率（P<0.05）；2）提高日粮NDF/NFC水平显著增加了瘤胃内总挥发性脂肪酸产量、乙酸的相对含量和乙酸/丙酸比例（P<0.05），显著降低了丙酸的相对含量（P<0.05）；3）随着日粮NDF/NFC水平的提高，瘤胃甲烷和甲烷能产量、甲烷/代谢体重、甲烷/干物质采食量、甲烷/有机物采食量、甲烷/中性洗涤纤维采食量显著提高（P<0.05）。甲烷转化因子也随着日粮NDF/NFC水平的增加而显著提高（P<0.05）；4）基于体重、采食量、营养物质含量和NDF/NFC分别建立了甲烷预测模型，其中基于干物质采食量和中性洗涤纤维采食量建立的预测模型的决定系数最高（R²=0.77）。因此，提高日粮中NDF/NFC水平可显著降低周岁后荷斯坦奶牛的生产性能、营养物质消化率和瘤胃内丙酸的相对含量，可显著提高瘤胃甲烷产量和甲烷转化因子。     

不同培育模式对牦牛犊牛生长性能、瘤胃发酵参数和血清生化指标的影响

本试验旨在研究不同培育模式(随母哺乳与饲喂代乳粉)对牦牛犊牛生长性能、瘤胃发酵参数和血清生化指标的影响。选用日龄[(30±1)日龄]和体重[(22.5±0.9) kg]接近的牦牛犊牛60头(母犊牛40头、公犊牛20头),按照体重接近原则随机分为2组,每组母犊牛20头、公犊牛10头。对照组牦牛犊牛随母哺乳,试验组牦牛犊牛与母牛分离并饲喂专用代乳粉,试验共持续120 d。结果显示:试验组牦牛犊牛在30～150日龄的生长性能与对照组无显著差异(P0.05)。试验组牦牛犊牛存活率显著高于对照组(73.3%vs. 46.7%,P0.05)。试验组牦牛犊牛瘤胃总挥发性脂肪酸浓度和丁酸摩尔比例以及血清总蛋白质、球蛋白、免疫球蛋白G、胰岛素、β-羟丁酸和生长激素含量均显著高于对照组(P0.05)。由此得出,在本试验条件下,30日龄断母乳饲喂代乳粉的牦牛犊牛在随后4个月的生长性能与随母哺乳的牦牛犊牛无显著差异,但饲喂代乳粉显著提高了牦牛犊牛的存活率。基于瘤胃发酵参数和血清生化指标,可能是因为采食代乳粉能够保证牦牛犊牛摄入的营养浓度一致,有利于维持其正常的生理代谢功能,最终提高了牦牛犊牛的存活率。