前言

紫非硫细菌（PNSB）以其将有机废料转化为自己营养来源的能力而闻名。通过与PNSB的生物转化，可以提高叶菜类废弃物的营养价值。再评估生物转化的叶菜类废弃物产品的营养状况，以及作为水产养殖饲料补充剂的效果。经过6天与Afifella marina株ME（KC205142）的30％接种剂量的生物转化后，叶菜类废弃物的近似组成得到改善。得到的产品中，粗蛋白质（％）和灰粉（％）分别增加到51.7％和19.6％。另一方面，生物转化得到的产品中纤维（％）减少了21％。

在对尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）进行的喂养试验中，饲料摄入量（克/鱼/天）没有显著差异，但不同饲料配方的饲料转化率和重量增益（％）之间存在显著差异。在将商业饲料与5％生物转化产品混合的饲料中，摄食率较低（克/天/鱼），而饲料转化率较好。而只使用商业饲料的组别，摄食率较高（克/天/鱼），但饲料转化率较低。在由商业饲料与5％（D5）和10％（D10）生物转化产品混合的饲料组别中，摄食率（克/天/鱼）和饲料转化率值之间没有显著差异。该生物转化产品可以成为水产养殖行业开拓新市场的有前景的方法。

蔬菜废料：生物过程制备水产饲料的潜在选择

大部分固体废物，包括水果和蔬菜废料，直接被处理在市政垃圾填埋场或倾倒场，导致环境问题。蔬菜废料含有高热值和丰富的营养价值，是微生物生物量生产的有利基质。它主要含有淀粉、纤维素、可溶性糖和有机酸，这些物质被一些微生物利用于细胞活动和单细胞蛋白的生产。紫非硫细菌（PNSB）被广泛用于废水处理，它们能够利用蔬菜废料中的碳源生产某些商业重要的副产品。

在细菌发酵过程中，蔬菜废料中蛋白质含量的增加，以及氨、胺、氨基酸和肽的产生，是由于自溶作用。由于蔬菜废料含有粗蛋白质、低中性洗涤纤维（NDF）和木质素，它们是经过一定处理和加工后适合用作动物饲料。

通过发酵或生物过程减少和回收大量蔬菜废料和有价值的物质，可以生产附加值产品。特别是粗蛋白质的营养价值的提高，可以用作饲料添加剂和饲养动物的饲料，以降低成本并为动物提供一些营养物质。高营养价值，如蛋白质、纤维和矿物质的质量和数量，是考虑替代昂贵的鱼粉用于饲料工业的替代原材料。

目前对于蔬菜废料的生物过程以及作为水产养殖饲料添加剂的潜力了解甚少。评估共发酵的蔬菜废料作为饲料添加剂在水产饲料中的效果。本地分离的细菌Afifella marina株ME（KC205142）被用于蔬菜废料的生物过程，作为产生细菌生物量的底物。

蔬菜废料粉末（VWP）的近红外分析

进行近红外分析以确定生物过程产品的营养价值差异。使用KjeltecTM 2300自动分析仪进行粗蛋白质测定，使用FibertecTM 1020在强酸和强碱水解后测定粗纤维，使用SoxtecTM System 2043萃取装置在石油醚中提取粗脂肪，并使用烘炉测定粗灰分（%）。这些估计值根据AOAC（美国分析化学家协会）的标准方法进行分析。每天使用HANNA多参数仪测量每个水槽的水质，如溶解氧浓度（mg/L）、pH值和温度（˚C）。根据AOAC的标准方法，分析实验饲料的近红外成分，包括水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维和灰分。

根据以下公式计算无氮提取物（NFE）：NFE（%）= %干物质 - （%粗蛋白 + %粗脂肪 + %粗纤维 + %灰分）其中：NFE = 无氮提取物，DM = 干物质，CP = 粗蛋白质，CL = 粗脂肪，CF = 粗纤维描述的公式，计算尼罗罗非鱼仔鱼的生长性能参数，如总饲料摄入量（克/鱼）、饲料转化率（FCR）、进食率（克/天/鱼）、体重增加率（%）和存活率（%）。使用SPSS 10版和Microsoft Excel进行一元方差分析，确定三种饲料对尼罗罗非鱼仔鱼生长性能的显著差异（显著性水平为5%）。

Afifella marina株ME（KC205442）对蔬菜废料粉末（VWP）近似成分变化的影响，在第6天结束时，生物过程VWP的近似成分观察到得到改善，蛋白质和灰分增加，粗纤维值降低。第6天时，VWP中的粗蛋白质含量增加到51.7％，而灰分含量也观察到增加至19.6％。另一方面，VWP中的粗纤维含量观察到减少了21％。蛋白质含量增加和纤维含量减少对VWP的加工成为饲料成分具有优势。

使用的饲料的近似成分因饲料没有基于蛋白质水平配制而不同。饲料是通过添加5％和10％的生物过程VWP来准备的。发现添加处理VWP的饲料含有更高的蛋白质。在D5和D10饲料中分别观察到42.02％和36.57％的最高蛋白质含量。溶解氧，pH和温度的平均值观察到在适宜水平范围内，适合罗非鱼在水槽系统中生长。

在喂养试验中，使用的饲料之间的饲料摄入量（克/鱼/天）和存活率（%）没有显著差异。然而，

摄食率较低且饲料转化率最佳。D0饲料（仅商业饲料）和D10饲料（商业饲料和10％生物转化产品）分别观察到较高的摄食率和较低的饲料转化率。当罗非鱼苗被喂养控制饲料（D0）和补充饲料（D5和D10）时，饲料转化率（FCR），摄食率和体重增长存在显著差异，但饲料D5和D10之间没有显著差异。

紫非硫细菌的生物转化特性因其生活环境

紫非硫细菌以其有机转化的特性而闻名。预期紫非硫细菌Afifella marina能够在标准液态发酵条件下（光照强度2500勒克斯，温度30˚C ± 2˚C）增加蔬菜废料的营养价值，包括干生物量基础的粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分。在112个含有20克蔬菜废料粉末的合成培养基中，接种Afifella marina和未接种的底物的发酵产物的近红外成分变化。

在Afifella marina存在下，蔬菜废料生物量的最大粗蛋白质在第6天增加到了22.6%，相较初始值增加了。这种粗蛋白质的增加可能是由于Afifella marina生物量的增加。接种的细菌可能将环境中的一些蔬菜蛋白质或其他氮化合物转化为细胞蛋白，用于微生物生物量的生产[14]。发酵过程中微生物生物量的增加导致蔬菜废料粉末中蛋白质分子的广泛水解，转化为氨基酸和其他简单肽以供吸收。紫非硫细菌Rhodopseudomonas palustris株在无氧条件下高效培养于废水中，用于生产单细胞蛋白。

Afifella marina株ME (KC205442)的菌株可能是生产单细胞蛋白（SCP）的潜在候选者。紫非硫细菌可能利用蔬菜废料粉末中的有机物质分泌蛋白酶。分泌的蛋白酶在提供营养物质和改变细菌外聚合物组成方面发挥重要作用，这可能有助于细菌的生长。粗蛋白质的增加值为22.6%，相对于使用不同菌株的酵母Aspergillus niger的30.12%和37.63%的值较低。粗蛋白质生产的最佳发酵周期是第6天，中推荐的第8天和第7天的最大粗蛋白质生产期较短。

在整个过程中，生物过程产品的粗脂肪观察到小幅增加。使用酵母Aspergillus niger进行蔬菜废料的显示出先减少后增加的趋势，则显示出相反的趋势。粗脂肪值的增加较低可以通过蔬菜废料粉末中脂肪的同化为细菌生物量生产解释。底物中的游离脂肪酸可能被转化为细菌生长过程中的细胞膜。粗脂肪值的增加可能是由于利用脂解酶将蔬菜废料中未使用的大脂肪分子分解为较简单的脂肪酸单元。这种酶表现出所谓的界面活化，即随着底物浓度的增加，可以刺激酶的脂肪酶活性，导致大脂肪分子的分解。

蔬菜废料粉末中纤维成分的降解与细菌直接参与蛋白质值的增加有关。随后产生的物质被细菌用作碳源合成富含蛋白质的细菌生物量。纤维的降解和生物转化为蛋白质也可能是由于发酵过程中分泌的蛋白质酶的作用。Afifella marina株ME (KC205442)能够产生蛋白酶，该菌株在无氧光照条件下的30˚C ± 2˚C温度下产生蛋白酶。最佳蛋白酶活性记录在孵育48小时时，这也解释了第2天和第4天的高粗蛋白质水平。

细菌细胞外聚合物基质中的细胞外蛋白酶在提供营养物质和改变细菌细胞外聚合物组成方面发挥着重要作用。Afifella marina株ME (KC205442)的蛋白酶活性随着干细胞重量的增加而增加，最高的干细胞重量为4.97克/升，蛋白酶活性为74.7 ± 2.31 U。细胞外酶通过将大分子有机化合物水解为较小的单体组分，有助于细菌的营养。

在蔬菜废料（包括卷心菜、花椰菜、香蕉皮、香蕉、土豆、胡萝卜、甜菜根、秋葵、豆子、豆角、甜椒等）的发酵过程中，使用Aspergillus niger NCIM 616，纤维含量的值随着发酵的进行逐渐降低。起初纤维含量为9.82，最终在第8天降低到8.26，值增加了约15%。蔬菜废料粉末中的纤维值在发酵前观察到为16.0，在第6天最终降低到12.6%，表示粗纤维减少了21%。他们得出结论，这种减少可能归因于真菌将非淀粉多糖分解为真菌蛋白质。

生物过程产品的粗灰分值在第6天达到27.5%。VWP产品的粗灰分符合预期，在发酵后增加。接种细菌的底物中粗灰分的增加可能是由于生物分子（例如酶）的释放，这些生物分子可以通过细菌水解蔬菜废料的有机成分，使其变为细菌可吸收的形式。有机物的流失可能通过发酵过程增加粗灰分。

使用酵母Aspergillus niger株S14和NCIM 616对蔬菜废料的利用导致粗灰分分别增加了44.73%和29.05%，而当前记录的最大粗灰分增加为14.88%（第2天）。当前粗灰分的变化模式与大多数发酵过程中粗灰分的变化不符，后者在发酵后仅增加。未发酵的样品不太可能含有比发酵后产物更多的矿物元素。

微生物可能会使用矿物元素进行其生殖活动，然而所有生物体都需要一些矿物元素来维持代谢功能。所有生物体都需要一些矿物元素来维持一些代谢功能，但发酵后农业工业废物的矿物质成分没有明显减少。Afifella marina株ME (KC205442)可能会利用底物中的矿物质元素进行细胞活动或释放生物大分子，从而在第6天后略微减少粗灰分。

NFE的百分比从初始值减少了28%（使用Aspergillus niger S14发酵）到22%（使用Aspergillus niger NCIM 616发酵）。在发酵过程中，发酵产品中观察到NFE的损失。与VWP的生物过程一样，这些值可能是由于在发酵过程中大量的碳水化合物被分解。紫非硫细菌有能力利用广泛的底物，并使用多样的代谢途径来利用所有的氮和碳底物。

使用PNSB Afifella marina株ME (KC205442)的蔬菜废料生物过程不仅改善了近红外成分，而且微生物生物量也为加工后的产品增添了附加值。紫非硫细菌（PNSB）细菌的营养价值清楚地表明，它可能被用作潜在的蛋白质补充剂。在鲤鱼中，添加0.1%的PNSB细菌，辅以商业饲料，鲤鱼的存活率达到96.5%。

自自絮凝的细菌Rhodovulum sp.不仅富含优质蛋白质，而且还含有大量的类胡萝卜素色素、生物辅因子和维生素，这些可能有助于鱼类的生长和存活。Afifella marina株ME (KC205442)能够产生大量的类胡萝卜素和细胞外酶，这些酶可能在加入鱼饲料时发挥促进生长的作用。在2.5 klx光照强度下孵育48小时，A. marina细胞中的总类胡萝卜素产量为0.78毫克/克干细胞重量。

D5和D10中含有Afifella marina细菌细胞，这些细菌可能通过提供各种酶来增强消化过程。这些细菌分泌的酶有助于从饲料中提取更多营养物质，从而改善饲料利用率和吸收，提高FCR值。目前的仅仅在初步基础上进行。还需要进行更全面和详细来评估该饲料是否适用于其他商业重要的水产养殖物种，不仅适用于红吴郭鱼的幼鱼。对于生物过程VWP产品的补充，必须对EAA和EFA以及其他饲料添加剂进行详细。

结论

紫非硫细菌Afifella marina在生物过程中对提高蔬菜废料的营养价值起着重要作用。生物过程中收获蔬菜废料生物质取决于所需的营养成分。探讨Afifella marina在减少蔬菜废料方面的前景，因为这是在环境、健康和生态方面一直存在的问题。Afifella marina在利用蔬菜废料方面的能力是有前途的。将VWP生物过程产品用作水产养殖饲料的优势在于作为补充剂，可以提高罗非鱼的生长性能，并减少由于不当处理这种非传统资源而导致的环境污染。该产品可能在水产养殖物种中作为补充剂或饲料添加剂具有潜力。

参考文献

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