酸法破壁条件对法夫酵母虾青素提取效果的影响

为了评价酸法破壁在法夫酵母虾青素提取中的应用价值,从酸的种类、酸的浓度、液料比、破壁温度及时间等方面研究了条件因子对破壁后法夫酵母虾青素提取的影响并对破壁条件进行了优化。试验结果表明：乳酸比盐酸和醋酸更适合用于法夫酵母的破壁处理;酸的浓度、破壁温度等因素对虾青素的提取得率影响较大,而酸处理时间和液料比对虾青素的提取得率影响不大。用正交试验方法得到优化的乳酸破壁法夫酵母的条件为：乳酸浓度6 mol/L、破壁温度30℃、破壁时间5 min、酸加量15 mL/g(干菌体),优化后虾青素的提取得率为1374.7 μg/g(干菌体),总类胡萝卜素的提取得率为1709.9 μg/g(干菌体),提取物中虾青素占总类胡萝卜素80.4%。优化的破壁条件温和,不会引起残留毒性,能获得良好的虾青素提取效果,具有较好的工业应用前景。     

法夫酵母虾青素提取工艺的优化研究

从破壁方法、浸提溶剂及提取条件等方面对法夫酵母虾青素提取工艺进行了优化研究。用单因子试验对破壁方法及浸提溶剂进行选择，结果表明二甲亚砜(DMSO)法是法夫酵母破壁提取虾青素的最佳方法，丙酮是理想的提取溶剂。用析因试验对破壁提取的条件进行了分析研究，结果表明破壁的温度、破壁的时间、浸提溶剂的添加量及浸提温度等都会对法夫酵母破壁提取虾青素产生显著影响，但以破壁的温度及丙酮的添加量影响最大。通过最速上升和中心组合设计试验，优化得到适宜的提取条件为：二甲亚砜加量25 mL/g(以干菌体计，下同)、破壁温度75.6℃、破壁时间20 min、丙酮添加量77.4 mL/g、浸提温度为40℃，优化后提取液中虾青素的浓度为3.145 μg/mL，比未优化时增加了27.02%。     

扫描电镜和响应面优化雨生红球藻破壁萃取虾青素的工艺研究

为了充分利用雨生红球藻这一微藻资源,研究虾青素低温抗氧化的萃取技术。本文利用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)研究了雨生红球藻粉超微粉碎后细胞壁的结构变化,确认破壁的最佳条件。采用超临界CO2对其进行萃取,运用响应面法(response surface methodology,RSM)优化萃取工艺条件,并对萃取后的精油逐个进行GC-MS分析其脂肪酸成分。结果表明最佳工艺条件为:原料粒度60目,萃取压力42 MPa,萃取温度47℃,萃取时间120 min,液固比1.6,在此条件下,虾青素在藻粉中的提取率可达1.23%,在萃取物中提取率为4.84%。然后将响应面不同条件得到的萃取物进行GC-MS分析,可知当压力40MPa,温度55℃,液固比为1,不饱和脂肪酸(UFA)含量最高为155.1 mg·g-1;当压力45MPa,温度45℃,液固比为2,多不饱和脂肪(PUFA)含量最高为132.05 mg·g-1。     

利用薄层色谱法快速筛选法夫酵母突变株

法夫酵母（Phaffia rhodozyma）是一种极具产业化前景的天然虾青素资源（Johnson,2003）.本实验从溶剂极性、溶剂组成等方面优选法夫酵母类胡萝卜素薄层分析的溶剂,并对薄层色谱在法夫酵母类胡萝卜素突变株筛选中的应用进行了研究.     

农业有机废弃物还田的生态经济效益研究

通过大田试验,将稻草及其利用后的有机废弃物(菌渣、牛粪、沼渣)替代部分无机化肥应用于水稻生产,研究了其对土壤养分、微生物数量、酶活性、水稻产量及经济效益的影响。结果表明,与不施肥处理(CK)和纯施用化肥处理(NPK)相比,4种有机废弃物还田均能一定程度地增加土壤有机质、速效养分的含量,增加细菌、放线菌和真菌的数量,增加微生物总活性及脲酶、磷酸酶及脱氢酶的活性;与常规纯化肥处理相比,早稻增加实际收入15.0~2690.0元/hm2(0.2%~29.7%),晚稻增加实际收入180.0~1737.5元/hm2(1.3%~12.2%),其中沼渣还田效果最佳,同时能减少10%~20%的无机化肥用量和处理农业有机废弃物6250~22500 kg/hm2,获得了生态、经济效益的双赢。但是,稻草焚烧处理在上述方面均未取得理想效果,且焚烧污染大气环境,是不可取的还田方式。     

农业废弃物再燃脱硝特性试验

为了缓解化石能源的不足,开发生物质清洁高效燃烧的利用方式,采用农业废弃物(稻壳、秸秆)和R90煤粉作为再燃燃料在恒温沉降炉上进行再燃脱硝试验。针对燃料种类、化学计量比(stoichiometric ratio)、停留时间、燃料粒度、再燃比等因素对再燃脱硝效率的影响进行了研究。结果表明:农业废弃物(秸秆、稻壳)的再燃脱硝能力明显高于煤粉,其中秸秆再燃脱硝效率最高,稻壳再燃脱硝效率中等,煤粉最低,不同的挥发分含量是造成农业废弃物(秸秆、稻壳)与煤粉再燃脱硝率差别的最主要原因。再燃脱硝率随再燃区化学计量比(SR2)的提高逐渐降低。SR2增加,燃料热解析出的还原组分被氧竞争性地消耗,导致NO还原反应弱化,再燃脱硝率降低。SR2对农业废弃物秸秆和稻壳再燃脱硝率影响明显强于煤粉,再燃比20%工况,SR2从0.8增加到0.9,秸秆再燃脱硝率减少了20.12%,稻壳减少20.07%,煤粉减少了8.38%。燃料粒度的改变将影响颗粒的升温过程,在相同条件下,较细的燃料颗粒能更快速释放出更多的挥发分,可以提供再燃还原NO所需的更多的还原物质,对提高再燃脱硝率是有利的。再燃停留时间增加,在富燃料条件下再燃燃料与NO的反应时间延长,有利于NO消减。采用农业废弃物秸秆、稻壳作为作为再燃燃料,合理的再燃停留时间在600 ms以内,明显低于煤粉。通过调整再燃比可以获得适合的再燃脱硝率,农业废弃物秸秆、稻壳的合理再燃比在15%~20%之间。     

农林废弃物对厨余垃圾堆肥腐殖化的影响与微生物驱动机制

高碳源农林辅料复配是实现厨余垃圾好氧堆肥促腐提质的关键技术,但不同辅料对厨余垃圾堆肥过程腐殖化的影响及其相应的微生物驱动机制仍不清楚,从而限制了对辅料的有效筛选与利用。为此,该研究选用园林废弃物、玉米秸秆和西瓜秧3种典型高碳源农林废弃物为辅料,探究其对厨余垃圾堆肥过程有机质腐殖化的调控效果与机制。研究结果表明：相较于园林废弃物和西瓜秧,添加15%玉米秸秆（湿质量）作为辅料,能够有效调节堆体物料结构,富集功能微生物,促进厨余垃圾堆肥产物腐熟度提升,种子发芽指数可达139%。具体而言,西瓜秧蛋白质含量较高,作为辅料能够在堆肥初期促进堆体快速升温,但不利于高温期延续,且产物腐殖化程度较低。相比之下,园林废弃物和玉米秸秆添加可以在高温期和降温腐熟期富集更多Ureibacillus、Bacillus Oceanobacillus和Flavobacterium等具有木聚糖降解和纤维素降解功能的细菌,促进有机质转化为多酚、氨基酸等腐殖质前驱物,进而推动稳定的腐殖酸生成。特别是玉米秸秆作为辅料时有效增加了具有木质纤维素降解功能的细菌,从而能够加速有机质的降解,促进腐殖化提升75%,研究结果为选取适宜的辅料强化厨余垃圾堆肥产品品质提供参考。     

纤维素降解菌对农业有机废弃物发酵进行CO2施肥的作用

采用室内培养和大棚试验相结合,对分离的3种纤维素降解菌在有机废弃物发酵释放CO2中的作用及其对增加大棚CO2浓度的效果进行了研究。结果表明,分离获得的三种菌均能明显促进有机废弃物发酵CO2的释放,其中菌A和菌C的效果优于菌B;3种菌混合接种时效果最佳。在大棚栽培条件下,昼间CO2浓度大部分时间低于300μL/L,处于亏缺状态;采用棚中不接种直接发酵也可大幅提高大棚的CO2浓度,但释放的时间只有9 d左右;采用3种菌混合接种的方法棚内全天维持CO2浓度800μL/L以上的时间可达14 d以上。     

纤维素降解菌对农业有机废弃物发酵进行CO2施肥的作用

采用室内培养和大棚试验相结合,对分离的3种纤维素降解菌在有机废弃物发酵释放CO₂中的作用及其对增加大棚CO₂浓度的效果进行了研究。结果表明,分离获得的三种菌均能明显促进有机废弃物发酵CO₂的释放,其中菌A和菌C的效果优于菌B;3种菌混合接种时效果最佳。在大棚栽培条件下,昼间CO₂浓度大部分时间低于300μL/L,处于亏缺状态;采用棚中不接种直接发酵也可大幅提高大棚的CO₂浓度,但释放的时间只有9.d左右;采用3种菌混合接种的方法棚内全天维持CO₂浓度800μL/L以上的时间可达14.d以上。     

Dissolved reactive phosphorus in a Calcaric Fluvisol as affected by the addition of agricultural wastes

Abstract. Land application of organic wastes can result in the accumulation of available soil phosphorus (P) and in an increase risk of eutrophication of surface and shallow groundwaters. We conducted laboratory experiments to examine the effect of waste application on the concentration of dissolved reactive phosphorus (DRP) in 1:5 soil to 0.005 m CaCl₂ suspensions. Ten organic wastes, of which eight were mature composts, were applied to a P-rich Calcaric Fluvisol at rates ranging from 0 to 10% of soil by weight, and the difference in DRP concentration between suspensions containing waste and the untreated control (ΔDRP) was measured over a period of 300 days. In half of the suspensions of each waste–soil combination, 80 mg P (as KH₂PO₄) kg⁻¹ soil was applied at day 14. Values of ΔDRP were generally positive, but a significant number of negative values were also recorded for some wastes and application rates, particularly at later sampling times if inorganic P had been added. Regression analyses revealed that ΔDRP (i) increased with increasing soluble reactive P at all times and (ii) increased in the short term, but decreased in the long term with increasing water soluble organic carbon in the waste. The fact that ΔDRP was sometimes negative for some waste types suggests that application of organic waste to soil does not necessarily increase eutrophication risks caused by soil P losses.     

农业有机废弃物发酵CO2施肥在大棚生产上的应用及其环境效应

利用作物秸秆与畜禽粪便发酵产生CO2的原理,设计了适合农业生产用的简易发酵装置。通过接种3种高效产气菌及堆料pH的调节,发酵大棚内CO2浓度可提高1倍以上,且一次堆料的发酵时间可维持3周左右。该农业有机废弃物发酵CO2施肥技术,可使大棚内的芹菜、生菜、莴苣、油麦菜和青菜5种蔬菜可食部分的生物量分别提高260%、135%、115%、140%和322%。因此,利用农业有机废弃物发酵进行大棚CO2施肥,不仅可以提高作物产量、增加农民收入,而且有望为农业固废合理处置提供新的策略。