间歇曝气发酵对不同尾菜制备农用酵素效果的影响研究

Effects of intermittent aeration fermentation on the preparation of agricultural jiaosu from various vegetable residues

摘要

为系统比较传统厌氧发酵与间歇曝气发酵对农用酵素制备效率和品质的影响，实现尾菜的资源化利用以及提高尾菜农用酵素制备效率，以小白菜尾菜、番茄尾菜和红萝卜尾菜为原料，通过动态监测发酵过程中pH、电导率及还原糖含量的变化，并结合发酵产物的总酸度、抗氧化酶活性及酚类物质含量等指标，评估不同尾菜间歇曝气发酵制备农用酵素的综合效果。结果表明：间歇曝气发酵会提高尾菜农用酵素制备的发酵速率，缩短各理化指标稳定时间，番茄尾菜、小白菜尾菜和红萝卜尾菜间歇曝气发酵组还原糖含量达到稳定的时间比传统厌氧发酵分别提前了20、30和8 d；尾菜自身特性与发酵方式共同决定了各项指标和酵素特性的变化；利用番茄尾菜在间歇曝气发酵方式下制备农用酵素效果最佳，发酵第90天总酸度为7.70 g/L，酶活性最高。与传统厌氧发酵相比，间歇曝气发酵过程中的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、淀粉酶活性分别提高了22.72%、19.77%、26.09%和66.71%；酚类等活性物质含量最高；总酚、总黄酮含量分别提高了7.45%、29.59%。本研究可为实现尾菜的资源化利用以及提高尾菜农用酵素制备效率提供理论依据与工艺参考。

Abstract

This study aims to systematically compare the effects of traditional anaerobic fermentation and intermittent aeration fermentation on the efficiency and quality of agricultural jiaosu preparation， to realize the resource utilization of vegetable residues and improve the efficiency of agricultural jiaosu preparation of vegetable residues. The comprehensive effects of batch aeration fermentation in the preparation of agricultural jiaosu from different vegetable residues were evaluated by dynamically monitoring the changes in pH， the conductivity and reducing sugar content during fermentation， and by combining the total acidity， antioxidant enzyme activity and phenolic content of fermentation products. The results show that intermittent aeration fermentation increases the fermentation rate of agricultural jiaosu preparation from vegetable residues， and shortens the stabilization time of various physical and chemical indices. The time to stabilize the reducing sugar content of tomato residues， Pak choi residues， and carrot residues fermentation group was 20， 30， and 8 days earlier than that of traditional anaerobic fermentation， respectively. Both the characteristics of the tail vegetable and the fermentation method jointly determined the changes in various indicators and enzyme characteristics. The agricultural jiaosu was prepared by using tomato residues under intermittent aeration fermentation， with a total acidity of 7.70 g/L on the 90th day of fermentation， and its enzyme activity was the highest. Compared with traditional anaerobic fermentation， the activities of superoxide dismutase， peroxidase， catalase， and amylase in batch aeration fermentation increased by 22.72%， 19.77%， 26.09% and 66.71%， respectively. The active substances， such as phenols， reached the highest content； the contents of total phenols and total flavonoids increased by 7.45% and 29.59%， respectively. This study provides a theoretical basis and technical reference for the resource utilization of vegetable residues and the enhancement of agricultural jiaosu preparation efficiency of vegetable residues.

Graphical abstract

关键词

农用酵素 / 间歇曝气 / 厌氧发酵 / 尾菜 / 活性成分

Key words

agricultural jiaosu / intermittent aeration / anaerobic fermentation / vegetable residues / active ingredients

我国是世界上最大的蔬菜生产国，蔬菜产量已达到世界总产量的50%以上^［1］。蔬菜生产在满足“菜篮子”需求的同时，也产生了大量蔬菜废弃物（即尾菜）。据统计，我国每年产生的尾菜约占蔬菜生产总量的30%^［2］。然而，尾菜具有含水率高、易携带病原菌、富含氮磷等营养成分的特点^［3］，若处理不当，不仅会导致资源浪费，还可能引发地下水污染、温室气体排放、有害病原体滋生等环境问题^［4］。因此，如何有效地将尾菜进行资源化利用，成为亟待解决的关键问题之一。

目前，常用的技术包含尾菜能源化和肥料化等，但这些技术存在利用率低、工艺复杂等限制因素^［5］。通过微生物发酵降解尾菜并将其转化为有益物质来制备农用酵素，是1种新型尾菜资源化处理手段，具有成本低廉、工艺简单、低碳环保等优势，不仅能够实现污染消减，还能促进资源增值，因而具有广阔的应用前景^［6］。

农用酵素是1种以植物源有机废弃物为发酵底物，通过厌氧发酵生产的产品。该过程中会代谢出含有矿物盐、活性酶、有机酸、有效活菌、植物激素等生物活性物质^［7-8］。农用酵素富含多种有益微生物与活性物质，因此在农业生产上具有多种功效，受到广泛关注和应用。研究表明，农用酵素能够促进植物的生长发育^［9］，增强植物细胞活性，加快植物健康生长^［10］，提高作物体内部分营养物质含量^［11-13］，提升作物抗病能力^［14］。此外，在土壤中施用农用酵素，能够提高土壤有机质含量、增强土壤肥力、降低土壤盐碱化指标^［15-16］；能够降解土壤污染物和改善土壤通气状况^［17］。

目前，农用酵素传统生产方法是将物料、糖和水按3∶1∶10的体积比混合，置于密闭容器中厌氧发酵3个月以上^［18］。这种传统厌氧发酵制备方式因发酵效率低、发酵时间过长等问题，限制了其生产与应用。因此，如何提高酵素制备效率，提升发酵效果是目前亟待解决的问题之一。近年来，相关研究表明在有机废弃物厌氧发酵过程中间歇通入少量氧气或空气，建立1种微氧环境，可以调控发酵系统内的菌群结构，促进有机物的水解^［19-21］。这种方式被称为微曝气技术，微氧环境的调控可以促进兼性厌氧菌的生长，加速底物的水解和挥发性脂肪酸（Volatile Fatty Acid， VFAs）的生成^［22］。然而，利用微曝气技术生产农用酵素方面的研究还未见报道。基于此，为深入研究间歇曝气发酵对不同尾菜制备农用酵素效果的影响，研究拟以3种常见尾菜番茄尾菜、小白菜尾菜、红萝卜尾菜为原料，通过比较传统厌氧发酵和间歇曝气发酵2种发酵方式下的酵素基本理化指标与活性成分变化情况，探究间歇曝气发酵方式对农用酵素制备与酵素品质的影响，以期为尾菜资源化利用和农用酵素高效制备提供理论依据与工艺参考。

1　材料与方法

1.1　试验材料

本研究采用3种农业生产中常见的尾菜进行发酵制备农用酵素，番茄尾菜、小白菜尾菜、红萝卜尾菜均采集自北京市海淀区某温室，新鲜尾菜取回实验室后，采用粉碎机粉碎至粒径≤0.5 cm备用。发酵用水为实验室自来水；红糖购于黑龙江齐齐哈尔市皓运莱食品有限公司。3种尾菜的初始基本特性详见表1。可见，虽然不同尾菜基本特性各异，但都具有含水率高（89.73%~93.60%）、碳氮比低（5.37~12.55）和灰分含量低（0.71%~3.74%）等特点。

1.2　试验装置

本研究采用序批式发酵，示意图如图1所示。试验装置包括带有取样与曝气口的玻璃发酵瓶（总容积为1 000 mL，有效容积为700 mL）、集气袋以及恒温水浴锅（AHS-250A，常州爱华仪器制造有限公司）；曝气采用规格为500 mL的针筒式注射器向曝气口进行人工曝气。

1.3　试验方案

试验共设置6个处理，包含3种尾菜（番茄尾菜、小白菜尾菜和红萝卜尾菜）和2种发酵方式（传统厌氧发酵和间歇曝气发酵），每个处理均设置3次重复。按照m（尾菜）∶m（红糖）∶m（水）=3∶1∶10的比例将150 g尾菜、50 g红糖和500 g水分别装入提前清洗干净、烘干并通过气密性检测的玻璃发酵瓶中混匀；密封后固定气袋、取样与曝气口，置于35±1 ℃恒温水浴锅内发酵90 d。其中，间歇曝气处理组采用针筒式注射器进行定时曝气，曝气频率为1次/d，每次曝气量为装置体积的50%（即500 mL），同时观察产气情况，气袋充满即立刻更换气袋；传统厌氧处理组采用密封处理。各处理组每日定时在曝气前进行同步振荡10 s，传统厌氧处理组仅同步进行振荡处理。

分别在发酵第0、2、5、8、12、16、20、25、30、40、50、60、75、90天取样，在4 ℃，4 000 r/min转速下离心50 min，离心后取上清液通过0.45 μm水系膜，检测其pH、电导率（Electrical Conductivity，EC）和还原糖含量。发酵90 d后，取样并离心过膜，得到酵素液。对酵素液中总酸、总酚、总黄酮、总蛋白、超氧化物歧化酶（Super Oxide Dismutase，SOD）、过氧化氢酶（Catalase From Micrococcus Lysodeikticus，CAT）、过氧化物酶（Peroxidase，POD）、淀粉酶进行检测。

1.4　检测方法

尾菜的总固体、挥发性固体、灰分、含水率参照美国公共卫生协会（American Public Health Association）的标准方法进行检测^［23］。将尾菜烘干后粉碎过150目筛，使用元素分析仪（Vario EL Ⅲ，Elementar仪器公司，德国）测定碳、氢和氮元素含量，并计算碳氮比。使用pH计（FE28，上海梅特勒托利多国际有限公司，中国）和电导率仪（FE38，上海梅特勒托利多国际有限公司，中国）测定pH和EC。参照余丽梅等^［24］的3，5-二硝基水杨酸比色法使用紫外分光光度计（UV-6100，上海元析仪器有限公司，中国）测定还原糖含量，取稀释好的酵素样液2.0 mL，DNS 试剂1.5 mL，放入25 mL 玻璃比色管内，摇匀，置于100 ℃ 沸水浴内加热5 min；水浴完毕立即用流水冷却，后用蒸馏水定容至25 mL，摇匀，以蒸馏水做空白对照，在520 nm 波长下测定吸光度值；将吸光度值代入标准曲线回归方程，计算好稀释倍数，得到还原糖的含量。总酸含量测定方法：采用0.1 mol/L 氢氧化钠标准滴定溶液进行滴定，同步观察pH计读数变化，记录试验过程消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积数值，并用同体积的蒸馏水代替酵素液进行空白试验，同样记录消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积数值，代入公式中得出总酸的含量。SOD、CAT、POD及淀粉酶检测前将酵素液等比例稀释2.5倍，以降低颜色带来的误差，分别采用编号A001-1-1总超氧化物歧化酶（T-SOD）测定试剂盒（羟胺法）、编号A007-1-1过氧化氢酶（CAT）测定试剂盒（可见光法）、编号A084-1-1过氧化物酶（POD）测定试剂盒（比色法）、编号C016-1-1α-淀粉酶（AMS）测定试剂盒（淀粉-碘比色法）测定（购自南京建成生物工程研究所）。总酚测定方法：取一定量酵素样品稀释10倍，再取稀释液1.0 mL置于25 mL玻璃比色管中，加入6.0 mL去离子水，1.0 mol/L Folin-Phenol试剂1.0 mL，摇晃均匀，静置6 min，再加入10.6% 的碳酸钠溶液4.0 mL，摇匀，静置1 h；用去离子水稀释至25 mL，摇匀，在760 nm 处测定吸光度，同时做空白实验，再根据提前制备好的标准曲线计算酵素液中总酚含量。总黄酮含量测定方法如下：为降低酵素自身颜色带来的试验误差，将酵素稀释10倍后，再进行试验；准确吸取1.0 mL 稀释后的酵素液于10 mL比色管中，加蒸馏水1.0 mL，再加入0.4 mL配置好的亚硝酸钠溶液，摇匀后静置6 min，再加入配置好的氢氧化钠溶液 4.0 mL，蒸馏水定容至10.0 mL，摇匀静置15 min；将试样于510 nm波长处进行吸光度测定，同时做空白实验，再根据提前得到的标准曲线计算酵素液中总黄酮含量。总蛋白采用南京建成生物工程研究所研制的编号为A045-3-2总蛋白定量测定试剂盒（比色法）进行测定。

1.5　数据处理

试验基础数据利用Microsoft Office 2018进行处理，确定重复实验的平均值与标准偏差。利用Origin 2021绘图软件整理试验数据并绘制图像。利用IBM SPSS Statistics 22软件对数据进行显著性分析，使用最小显著差异（LSD）检验，显著性水平为P=0.05，当P<0.05时差异显著。

2　结果与分析

2.1　不同尾菜在间歇曝气与传统厌氧发酵下的理化指标变化特征

新鲜尾菜在传统厌氧发酵和间歇曝气发酵方式下发酵90 d内pH、EC、还原糖含量的动态变化趋势见图2。由图2（a）可见，传统厌氧发酵方式下3种尾菜组的初始pH略有差异，随着发酵进行，展现出不同的下降速率；红萝卜尾菜组pH下降速率最快，第2天就降至3.79，第16天降至最低值3.23，随后逐渐趋于稳定。番茄尾菜组展现出较为常规的下降趋势，在第12天降至3.68，而后缓慢波动趋于稳定。小白菜尾菜组在第2天迅速降至4.89，但在2—8 d内pH不降反而略微增加，这可能是由于原生菌群产酸能力较低，在竞争优势生态位过程中代谢中间产物综合影响的结果，随后快速下降并在第50天达到最低值3.56，并趋于稳定。

由图2（b）可见，3种尾菜组的初始还原糖含量较高且接近，在传统厌氧发酵方式下，随着发酵过程中有机物与红糖不断水解与原生菌群代谢消耗，呈现波动性下降后最终达到稳定状态。番茄尾菜组在第2天还原糖含量先达到峰值49.85 mg/mL，而后在2—40 d和40—60 d分别经历了慢速下降期和快速下降期后降至1.73 mg/mL并达到稳定状态；小白菜尾菜组在第2天还原糖含量有小幅下降，第5天升高至47.94 mg/mL，随后保持平稳状态，在30—60 d快速下降至2.34 mg/mL后达到稳定状态；红萝卜尾菜组在第2天下降明显，第5天达到峰值41.63 mg/mL，第16天降到2.52 mg/mL后达到稳定。

由图2（c）可见，间歇曝气发酵方式下3种尾菜组的pH变化总体趋势与传统厌氧发酵相似，但下降速率更快且稳定时间提前。红萝卜尾菜组在第2天pH就迅速降至3.74，在第16天降至3.56，随后缓慢下降并趋于稳定。番茄尾菜组在第5天快速下降至3.87，在第12天达到3.54并趋于稳定。小白菜尾菜组pH在第30天降至3.79，达到稳定状态，相比于传统厌氧发酵稳定时间提前了20 d。发酵结束后，所有处理的pH均低于3.87，满足《植物酵素》（QB/T 5323）中农用酵素使用要求，但间歇曝气发酵方式下3种尾菜农用酵素的pH值均略高于传统厌氧发酵组。

由图2（d）可见，在间歇曝气发酵方式下，3种尾菜组还原糖的变化趋势与传统发酵方式基本一致，但下降速率明显加快，还原糖含量达到低值范围的时间大幅提前，番茄尾菜、小白菜尾菜、红萝卜尾菜组还原糖含量达到稳定的天数分别为第40天、30天和8天，比传统厌氧发酵分别提前了20、30和8 d。

在EC方面，3种尾菜组在2种发酵方式下的变化趋势和增长幅度相似，均在第2天迅速上升，随后缓慢波动直至稳定。发酵结束后，2种发酵方式下3种尾菜农用酵素的EC均呈现相同的变化规律：红萝卜尾菜组<小白菜尾菜组<番茄尾菜组，这一趋势与初始值保持一致。与传统厌氧发酵相比，间歇曝气发酵显著降低了红萝卜尾菜组和小白菜尾菜组的EC值（P<0.05），但番茄尾菜组在2种发酵方式下EC值差异不显著（P>0.05）。红萝卜尾菜组EC值最低，可能与其较低的初始可溶性盐含量及粉碎后底物特性有关^［26-27］。

综上，3种尾菜组各项指标急剧变化的阶段主要集中在前中期（0—60 d），还原糖等有机物逐渐消耗转化为有机酸，从而pH逐渐下降，EC逐渐升高并趋于稳定^［28］。在尾菜发酵过程中，pH、EC、还原糖含量同时趋于稳定时，可以判定发酵过程结束^［29］。不同种类尾菜的发酵情况差异较大，在传统厌氧发酵方式下，发酵最快的是红萝卜尾菜组，在第16天基本达到稳定，番茄尾菜组与小白菜尾菜组类似，均在第60天，这说明不同种类尾菜的自身特性不同导致发酵情况差异较大。而在间歇曝气发酵方式下，红萝卜尾菜、番茄尾菜和小白菜尾菜组达到稳定的天数相比传统厌氧发酵分别提前了8、20和30 d，由此表明，间歇曝气发酵可以提高发酵速率，缩短各项指标稳定时间。这是由于间歇曝气发酵可以有效地促进水解微生物的生长繁殖，产生更多的胞外酶，提升底物水解效率^{［20，30-31］}，从而导致发酵过程中pH与还原糖含量的下降速率均有一定程度提高。但不适的曝气量可能使专性厌氧菌及产酸菌活性受到抑制^［32］，进而降低代谢能力。因此，需要较为精确地控制曝气量，以防止过量曝气抑制厌氧代谢^［33］。

2.2　不同发酵方式对尾菜源农用酵素活性成分特征影响

2.2.1　不同发酵方式对尾菜源农用酵素总酸度影响

图3显示了3种尾菜在2种发酵方式下发酵第90天的总酸度含量。总酸度是反映酵素成熟度的重要指标之一^［34］，总酸度越高，抑菌能力越强^［35］。可以看出，3种尾菜农用酵素在2种发酵方式下的总酸度各不相同，这可能与尾菜自身材料特性与不同发酵方式下的原生菌群综合代谢作用等有关。这一结论与万芸孝等^［36］关于发酵蔬菜的研究结论一致，均表明原料特性与发酵方式通过影响微生物代谢活动，进而影响总酸度水平及其抑菌功能。在传统厌氧发酵条件下，红萝卜尾菜农用酵素的总酸度显著高于其他组（P<0.05），达到14.05 g/L。番茄尾菜和小白菜尾菜的总酸度分别为8.00和7.38 g/L，二者无显著性差异（P>0.05）。而在间歇曝气发酵方式下，总酸度均有不同程度的降低，其中红萝卜尾菜农用酵素降幅最大，与传统厌氧发酵相比降低了72.10%，小白菜尾菜农用酵素降低31.03%，而番茄尾菜农用酵素差异并不显著（P>0.05），这可能与曝气发酵条件对以底物特定成分代谢的专性产酸菌活性抑制的程度有关。相比传统厌氧发酵，间歇曝气发酵会使总酸度降低，但尾菜自身特性决定了降低的程度。

2.2.2　不同发酵方式对尾菜源农用酵素酶活性影响

SOD、POD、CAT酶作为一类抗氧化性酶，可以提高植物的抗逆性^［35］，淀粉酶常用于表面活性剂^［39］。图4显示了3种尾菜在2种发酵方式下发酵90 d后所获得农用酵素的4种酶活性测定结果。在传统厌氧发酵条件下，番茄尾菜农用酵素具有良好的酶活性，其SOD、POD、CAT、淀粉酶分别为142.30 U/mL、35.30 U/mL、520 U/L和16.94 U/L，除淀粉酶，SOD、POD、CAT的活性均显著高于其余2种尾菜农用酵素（P<0.05）。在间歇曝气发酵条件下，番茄尾菜农用酵素酶活性仍然最高，且相比于传统厌氧发酵，其SOD、POD、CAT、淀粉酶活性分别提高了22.72%、19.77%、26.09%和66.71%，4种酶活性均显著高于其余2种尾菜农用酵素（P<0.05），这一现象可能归因于：一是番茄尾菜的总固体和灰分含量高于其余2种尾菜；二是曝气条件促进水解微生物的生长代谢，增强胞外酶分泌，从而提高底物水解效率^［31］。对于小白菜尾菜农用酵素，2种发酵方式下的4种酶活性均无显著性差异（P>0.05）。而间歇曝气发酵则会使红萝卜尾菜组的酶活性降低，尤其是SOD酶活性降低至1.30 U/mL，这可能与曝气发酵抑制了红萝卜尾菜农用酵素中以厌氧产酸菌为优势菌属的代谢途径，进而影响产酸与产酶的分泌^［40］，由此可见，尾菜自身特性与发酵方式共同决定了酶活性的变化。本研究中番茄尾菜酵素在发酵90 d时SOD活性为174.63 U/mL，高于布云虹等^［12］报道的经环保酵素处理的烟苗中的SOD活性水平，可能与番茄尾菜中天然抗氧化物质含量较高以及间歇曝气条件促进微生物代谢有关。

2.2.3　不同发酵方式对尾菜源农用酵素其他活性成分含量影响

3种尾菜在2种发酵方式下发酵90 d后酵素的总酚、总黄酮和总蛋白测定结果如图5所示。酚类物质是天然存在于植物中的1种重要的抗氧化物质，具有抑菌、消炎、抗病毒等能力^［41］。对于总酚含量，在传统厌氧发酵方式下，小白菜尾菜、番茄尾菜、红萝卜尾菜农用酵素含量分别为98.48、120.04和130.14 mg/L。在间歇曝气发酵方式下，小白菜尾菜、番茄尾菜农用酵素的总酚含量分别提高了9.27%和7.45%，而红萝卜尾菜农用酵素却降低了5.07%，但与传统厌氧发酵无显著差异（P>0.05）。总黄酮含量方面，在传统厌氧发酵方式下，小白菜尾菜和番茄尾菜农用酵素之间差异不显著，分别为9.33和9.16 mg/L，红萝卜尾菜农用酵素的总黄酮含量最低（6.25 mg/L）；而在间歇曝气发酵方式下，番茄尾菜农用酵素总黄酮显著提高了29.59%，而小白菜尾菜和红萝卜尾菜农用酵素的总黄酮含量略微下降，但差异不显著（P>0.05）。这与高灿灿等^［13］的发酵研究结果一致，印证了酚类物质的积累主要有2个方面：一是发酵基质中高糖及发酵过程中代谢产物造成的高渗透压导致尾菜中酚类物质溶出^{［34，42-43］}；二是发酵体系微生物代谢，可将结合酚类、大分子酚类物质转换成游离、小分子酚类物质等，促使酚类含量快速增加^{［34，42-43］}。而酚类物质的下降可能是在发酵过程中，酚类物质达到一定程度对微生物有抑制效果，因此发酵微生物在代谢过程中会分解酚类物质，降低其含量^{［37，44-45］}。而各尾菜农用酵素在间歇曝气发酵条件下变化不同则可能与曝气发酵影响了发酵环境中主要代谢酚类物质的微生物活性有关。总蛋白含量变化在一定程度上可以反映发酵过程产物的变化规律。3种尾菜各自在2种发酵方式下酵素的总蛋白含量差异均不显著（P<0.05），这与酶活性的变化规律相似，说明各代谢产物变化规律存在一定相关性。造成不同发酵方式下总蛋白与酚类物质变化的原因也可能与不同发酵方式下底物微生物利用氮源物质的能力有关^［46］。综合而言，不同尾菜特性与不同发酵方式因对发酵环境中微生物对各项活性成分的代谢速率产生综合影响，因而共同决定了各项活性成分的变化；番茄尾菜在间歇曝气发酵条件下的农用酵素发酵速率提升明显，各指标含量稳定提升且最高，但仍需对具体工艺参数做进一步优化探究。

3　结 论

为探索尾菜资源化利用的有效路径并提高农用酵素的制备效率，以小白菜尾菜、番茄尾菜和红萝卜尾菜为研究原料，采用动态监测理化指标与生化活性成分的方法，对比了传统厌氧发酵与间歇曝气发酵对酵素制备效率及品质的影响。主要结论如下：

1）间歇曝气发酵提高了尾菜农用酵素制备的发酵速率，缩短各理化指标稳定时间，番茄尾菜、小白菜尾菜和红萝卜尾菜组还原糖含量达到稳定的时间比传统厌氧发酵分别提前了20、30和8 d；

2）在尾菜制备农用酵素技术中，尾菜自身特性与发酵方式共同决定了各项理化指标和酵素特性的变化；

3）相比于小白菜尾菜和红萝卜尾菜，番茄尾菜具有良好的酵素制备潜力，番茄尾菜在间歇曝气发酵90 d后，其酵素的酶活性、活性物质含量均最高，但仍需对曝气量和曝气间隔等工艺参数进行优化以进一步提高生产效率。

参考文献

[1] 张晶， 刘继芳， 吴建寨， 沈辰， 周向阳. 2021年蔬菜市场运行分析与2022年展望［J］. 中国蔬菜， 2022（1）：1-8

[2] Zhang J， Liu J F， Wu J Z， Shen C， Zhou X Y. Analysis of vegetable market operation in 2021 and prospect in 2022［J］. China Vegetables， 2022（1）：1-8 （in Chinese）

[3] 王健君， 陈乃实， 赵丽娜， 王伟， 曹雪. 我国蔬菜废弃物资源化高效利用潜力分析［J］. 农村实用技术， 2021（5）：139-140

[4] Wang J J， Chen N S， Zhao L N， Wang W， Cao X. Analysis on the potential of efficient utilization of vegetable wastes in China［J］. Rural Practical Technology， 2021（5）：139-140 （in Chinese）

[5] 罗娟， 赵立欣， 于佳动， 姚宗路， 霍丽丽， 张沛祯. 我国蔬菜废弃物利用研究进展与发展建议［J］. 中国瓜菜， 2024， 37（3）：1-8

[6] Luo J， Zhao L X， Yu J D， Yao Z L， Huo L L， Zhang P Z. Advances on utilization of vegetable waste in China［J］. China Cucurbits and Vegetables， 2024，37（3）：1-8 （in Chinese）

[7] Wang R X， Zhao Y， Xie X Y， Mohamed T A， Zhu L J， Tang Y， Chen Y F， Wei Z M. Role of NH₃ recycling on nitrogen fractions during sludge composting［J］. Bioresource Technology， 2020，295：122175

[8] 刘佳豪，姚昕，翟胜，孙树臣，杨伟鹏，魏蓉，陈锦绣，丁新惠，田晓飞. 我国蔬菜废弃物资源化利用技术分析及展望［J］. 农业资源与环境学报， 2020，37（5）： 636-644

[9] Liu J H， Yao X， Zhai S， Sun S C， Yang W P， Wei R， Chen J X， Ding X H， Tian X F. Analysis and prospects for resource utilization of vegetable waste in China［J］. Journal of Agricultural Resources and Environment， 2020，37（5）： 636-644 （in Chinese）

[10] da S Pereira A， Souza C P L， Franson R C B， Ferreira T F， Amaral P F F. From agri-food wastes to enzyme production： A systematic review with methodi ordinatio ［J］. Waste and Biomass Valorization， 2024， 15（10）： 5843-5870

[11] 周新萍， 付小全， 陈桂兰. 利用餐厨垃圾制作植物酵素及其活性成分分析［J］. 东莞理工学院学报， 2014，21（5）：93-96

[12] Zhou X P， Fu X Q， Chen G L. The manufacture of plant enzyme by restaurant garbage and analysis of its active components［J］. Journal of Dongguan University of Technology，2014，21 （5）：93-96 （in Chinese）

[13] Dai J， Sha R Y， Wang Z Z， Cui Y L， Fang S， Mao J W. Edible plant Jiaosu： Manufacturing， bioactive compounds， potential health benefits， and safety aspects ［J］. Journal of the Science of Food and Agriculture， 2020，100（15）：5313-5323

[14] 李丽， 尚虎山， 文殷花， 刘莉莉， 魏玉杰， 王富胜. 环保酵素对当归种苗质量性状及产量的影响［J］. 寒旱农业科学， 2023，2（5）：449-452

[15] Li L， Shang H S， Wen Y H， Liu L L， Wei Y J， Wang F S. Effects of environmental protection enzymes on the quality traits and yields of Angelica sinensis seedlings［J］. Journal of Cold-Arid Agricultural Sciences， 2023，2（5）：449-452 （in Chinese）

[16] 吴进川， 黄海红. 环保酵素研制与槟榔苗的应用［J］. 农村经济与科技， 2021，32（19）：73-74

[17] Wu J C， Huang H H. Development of environmental protection enzyme and application of Areca catechu seedlings［J］. Rural Economy and Science-Technology， 2021， 32（19）： 73-74 （in Chinese）

[18] 谭丽婷， 单既亮， 李湘妮， 张晶， 梁普兴. 自制环保酵素对青瓜和通心菜生长的影响［J］. 乡村科技， 2022，13（21）：68-70

[19] Tan L T， Shan J L， Li X N， Zhang J， Liang P X. Effects of self-made environmental enzymes on the growth of Cucurbita pepo and Brassica juncea ［J］. Xiang Cun Ke Ji， 2022， 13（21）： 68-70 （in Chinese）

[20] 布云虹，耿少武，高有寿， 曹国玉， 张学理， 杨志英. 环保酵素对烟苗生长发育的影响［J］.天津农业科学，2025，31（4）：20-23， 32

[21] Bu Y H， Geng S W， Gao Y S， Cao G Y， Zhang X L， Yang Z Y. The impact of environmental enzymes on the growth of tobacco seedlings［J］. Tianjin Agricultural Sciences， 2025， 31（4）： 20-23， 32 （in Chinese）

[22] 眭元伟，李雪梅，刘立成， 李爱辉. 环保酵素酸菜发酵剂对酸菜发酵品质影响的研究［J］.工业微生物，2025，55（1）：68-70

[23] Sui Y W， Li X M， Liu L C， Li A H. Study on the effect of garbage enzyme starter on sauerkraut fermentation quality［J］. Industrial Microbiology， 2025， 55（1）： 68-70 （in Chinese）

[24] 李敏. 环保酵素和生防菌及其组合对黄瓜猝倒病的防治效果和机制初探［D］. 泰安：山东农业大学， 2022

[25] Li M. Preliminary study on the control effect and mechanism of cucumber damping-off by garbage enzymes and biocontrol fungus and their combination［D］. Taian： Shandong Agricultural University， 2022 （in Chinese）

[26] 刘泽霞. 生物炭和环保酵素联合对盐碱土改良效果的研究［D］. 包头：内蒙古科技大学， 2019

[27] Liu Z X. Research on the improvement effect of combination biochar and garbage enzymes on saline-alkali soil［D］. Baotou： Inner Mongolia University of Science & Technology， 2019 （in Chinese）

[28] 史凌珊， 欧阳心如， 刘彦娇， 王艳秋. 自制环保酵素对盆栽生菜产量、品质及其土壤化学性质的影响［J］. 武夷学院学报， 2023，42（3）：11-15

[29] Shi L S， Ouyang X R， Liu Y J， Wang Y Q. Effects of self-made environmental enzymes on yield， quality and soil chemical properties of potted lettuce ［J］. Journal of Nanping Teachers College University， 2023， 42（3）： 11-15 （in Chinese）

[30] 陶津， 李云龙， 周根国， 赵敏慧. 环保酵素对土壤理化性质及辣椒生长的影响［J］. 玉溪师范学院学报， 2017，33（4）：35-40

[31] Tao J， Li Y L， Zhou G G， Zhao M H. Influence of environmental enzyme on the physico-chemical properties of soil and the growth of pepper［J］. Journal of Yuxi Normal University， 2017， 33（4）： 35-40 （in Chinese）

[32] Angelidaki I， Treu L， Tsapekos P， Luo G， Campanaro S， Wenzel H， Kougias P G. Biogas upgrading and utilization： Current status and perspectives［J］. Biotechnology Advances： An International Review Journal， 2018，36（2）：452-466

[33] Nghiem L D， Manassa P， Dawson M， Fitzgerald S K. Oxidation reduction potential as a parameter to regulate micro-oxygen injection into anaerobic digester for reducing hydrogen sulphide concentration in biogas［J］. Bioresource Technology， 2014，173：443-447

[34] 苏本营，周美华，李晶，刘晓琳，武雅娟. 农业废弃物生产环保酵素及其应用研究进展［J］. 北方园艺， 2024（8）： 119-125.

[35] Su B Y， Zhou M H， Li J， Liu X L， Wu Y J. Research progress on garbage enzyme and their applications in agricultural waste production［J］. Northern Horticulture， 2024（8）： 119-125 （in Chinese）

[36] Nguyen D， Khanal S K. A little breath of fresh air into an anaerobic system： How microaeration facilitates anaerobic digestion process［J］. Biotechnology Advances， 2018，36（7）：1971-1983

[37] 朱荣. 微好氧强化木质纤维素类有机废弃物厌氧消化过程及机理研究［D］. 无锡：江南大学， 2022.

[38] Zhu R. Study on the process and mechanism of enhancing anaerobic digestion of lignocellulosic organic wastes by micro-aerobic technology［D］. Wuxi： Jiangnan University， 2022 （in Chinese）

[39] Eugene W R， Bridgewater L Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater ［M］. 22nd ed. New York： American Public Health Association， 2013

[40] 余丽梅， 向平， 叶丽娟， 刘晶. 四种水果中还原糖含量的测定与分析［J］. 广东化工， 2021，48（16）：243-244，248

[41] Yu L M， Xiang P， Ye L J， Liu J. Determination and analysis of reducing sugar in four kinds of fruits［J］. Guangdong Chemical Industry， 2021， 48（16）： 243-244，248 （in Chinese）

[42] 张越. 农用酵素发酵特性及其在作物-土壤系统中的生态效应机制［D］. 北京：中国农业大学， 2021

[43] Zhang Y. The Fermentation characteristics of agricultural jiaosu and its ecological effects in the crop-soil system［D］. Beijing： China Agricultural University， 2021 （in Chinese）

[44] Olivera D F， Salvadori V O， Marra F， Ohmic treatment of fresh foods ： Effect on textural properties［J］. International Food Research Journal， 2013， 20（4）： 1617-1621

[45] 王春晓， 江璐， 刘延琳. DNS法监控葡萄酒发酵进程的应用研究［J］. 中国酿造， 2012，31（9）：24-27

[46] Wang C X， Jiang L， Liu Y L. Application study on monitoring wine fermentation process by DNS method［J］. China Brewing， 2012， 31（9）： 24-27 （in Chinese）

[47] Gao Y H， Zheng Z H， Cheng X Q， Zhang Y， Liu X P， Hu Y G， Cai Y F， Wang X F. An innovative way to treat cash crop wastes： The fermentation characteristics and functional microbial community using different substrates to produce Agricultural Jiaosu［J］. Environmental Research， 2023，227：115727

[48] 蔡毅飞， 唐敏. 环保酵素的发酵过程研究［J］. 科技资讯， 2017，15（14）：230，232

[49] Cai Y F， Tang M. Study on fermentation process of environmental protection enzyme［J］. Science & Technology Information， 2017，15（14）： 230，232 （in Chinese）

[50] Fu S F， Wang F， Shi X S， Guo R B. Impacts of microaeration on the anaerobic digestion of corn straw and the microbial community structure［J］. Chemical Engineering Journal， 2016，287：523-528

[51] Duarte M S， Silva S A， Salvador A F， Cavaleiro A J， Stams A J M， Alves M M， Pereira M A. Insight into the role of facultative bacteria stimulated by microaeration in continuous bioreactors converting LCFA to methane［J］. Environmental Science & Technology， 2018，52（11）：6497-6507

[52] Fu S F， Lian S， Angelidaki I J， Guo R B. Micro-aeration： An attractive strategy to facilitate anaerobic digestion ［J］. Trends in Biotechnology， 2023，41（5）：714-726

[53] Nguyen D， Wu Z Y， Shrestha S， Lee P H， Raskin L， Khanal S K. Intermittent micro-aeration： New strategy to control volatile fatty acid accumulation in high organic loading anaerobic digestion ［J］. Water Research， 2019，166：115080

[54] 张海燕， 康三江， 袁晶， 曾朝珍. 不同菌种组合对沙棘酵素发酵过程中理化指标及活性物质变化的影响［J］. 食品安全质量检测学报， 2023，14（16）：268-276

[55] Zhang H Y， Kang S J， Yuan J， Zeng CZ. Effects of different strains on changes of physicochemical indexs and bioactive components of seabuckthorn Jiaosu during fermentation process［J］. Journal of Food Safety & Quality， 2023， 14（16）： 268-276 （in Chinese）

[56] 赵飞， 孙莉， 刘雪梅， 王晓敏， 曲春婷， 程延玲， 王裴沛， 孙传荣， 刘亚琦， 张培欣， 张晨昊， 侯雨婷， 李心茹. 黄秋葵-火龙果酵素工艺优化及特性分析［J］. 中国果菜， 2023， 43（9）： 41-47

[57] Zhao F， Sun L， Liu X M， Wang X M， Qu C T， Cheng Y L， Wang P P， Sun C R， Liu Y Q， Zhang P X， Zhang C H， Hou Y T， Li X R. Study on process optimization and properties of okra and pitaya jiaosu［J］. China Fruit & Vegetable， 2023， 43（9）： 41-47 （in Chinese）

[58] 万芸孝， 张敏， 吴烁， 米艺，黄中权，胡凯弟，李婧，祁浩然，刘书亮. 泡菜发酵过程中菌群演替规律及其与风味物质关联性研究进展［J］.中国调味品， 2025， 50（12）：218-225

[59] Wan Y X， Zhang M， Wu S， Mi Y， Huang Z Q， Hu K D， Li J， Qi H R， Liu S L. Research progress on the succession law of microbial community during fermentation of pickles and its correlation with flavor substances［J］. China Condiments， 2025， 50（12）：218-225 （in Chinese）

[60] 高灿灿， 连洁， 钱荪宁， 林峻如， 童菲， 夏秋霞. 龙葵果酵素理化指标活性成分及其抑菌性研究［J］. 农产品加工， 2024（1）：66-69

[61] Gao C C， Lian J， Qian S N， Lin J R， Tong F， Xia Q X. Study on the physical and chemical and chemical indicators and active components and antimicrobial activity of Solanum nigrum fruit ferment［J］. Farm Products Processing， 2024（1）： 66-69 （in Chinese）

[62] Cheng X Q， Gao Y H， Wang Z Y， Cai Y F， Wang X F. Agricultural jiaosu enhances the stress resistance of pak choi （ Bassica rapa L. subsp. chinensis ） by recruiting beneficial rhizosphere bacteria and altering metabolic pathways ［J］. Agronomy， 2023，13（9）：2310

[63] 叶飞燕. 液体淀粉酶在洗洁精产品中的应用［J］. 中国洗涤用品工业， 2019 （7）： 50-53

[64] Ye F Y. The application of liquid amylase in detergent products［J］. China Cleaning Industry， 2019（7）： 50-53 （in Chinese）

[65] 曹刚刚， 冀利峰， 徐芳芳， 李宣衡， 曾化伟. 酵素酿造过程中乳酸强化发酵工艺研究［J］.农产品加工，2022（22）：30-34

[66] Cao G G， Ji L F， Xu F F， Li X H， Zeng H W. Study on fermentation technology to increase lactic acid accumulation in jiaosu production［J］. Farm Products Processing， 2022（22）： 30-34 （in Chinese）

[67] 姜忠丽， 杜昭换， 赵秀红， 涂向辉， 毛鹏. 酚类物质的研究进展［J］. 沈阳师范大学学报： 自然科学版， 2023，41（6）：548-555

[68] Jiang Z L， Du Z H， Zhao X H， Tu X H， Mao P. Research progress of phenolics compounds［J］. Journal of Shenyang Normal University： Natural Science Edition， 2023， 41（6）： 548-555 （in Chinese）

[69] Ghosh K， Ray M， Adak A， Halder S K， Das A， Jana A， Parua Mondal S， Vágvölgyi C， Das Mohapatra P K， Pati B R， Mondal K C. Role of probiotic Lactobacillus fermentum KKL1 in the preparation of a rice based fermented beverage［J］. Bioresource Technology， 2015，188：161-168

[70] 王印壮， 段定定， 丁玉峰， 马艳莉， 牟建楼， 席晓丽， 谷晓东， 宋乾华. 葡萄酵素发酵过程中代谢产物的动态变化［J］. 食品科学， 2022， 43（18）： 98-104

[71] Wang Y Z， Duan D D， Ding Y F， Ma Y L， Mou J L， Xi X L， Gu X D， Song Q H. Dynamic changes of metabolites during grape jiaosu fermentation［J］. Food Science， 2022， 43（18）： 98-104 （in Chinese）

[72] Di Cagno R， Coda R， De Angelis M， Gobbetti M. Exploitation of vegetables and fruits through lactic acid fermentation［J］. Food Microbiology， 2013，33（1）：1-10

[73] 张旭普. 糙米酵素发酵工艺的初步研究［D］. 保定：河北农业大学， 2018

[74] Zhang X P. The preliminary study on the fermentation technology of brown rice jiaosu［D］. Baoding： Hebei Agricultural University， 2018 （in Chinese）

[75] 高庆超. 黑果枸杞酵素发酵过程中微生物及物质变化规律的研究［D］. 西宁：青海大学， 2020

[76] Gao Q C. Study on the change law of microorganisms and metabolites during the fermentation process of Lycium ruthenicum Murr. Jiaosu［D］. Xining： Qinghai University， 2020 （in Chinese）

基金资助

国家重点研发计划(2022YFD1700700)