《Food Production, Processing and Nutrition》：Low-cost extraction of multifaceted biological compounds from citrus waste using enzymes from Aspergillus Niger LBM 134
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为解决农业废弃物处理及资源利用问题，研究人员开展利用黑曲霉（Aspergillus niger）LBM 134 自制酶鸡尾酒从柑橘废料中提取生物活性化合物的研究。结果显示该方法高效且经济，能提升酚类化合物提取率，为柑橘产业废弃物处理提供新方案。
在全球人口不断增长的大背景下，粮食供应需求持续攀升，这也使得农业废弃物的产生量与日俱增。其中，柑橘废料作为柑橘加工过程中的副产物，占原果重量的 55 - 60%。因其高含水量，处理难度大且成本高昂，一直是食品行业面临的棘手问题。但柑橘废料并非一无是处，它蕴含着酚类化合物（如酚酸、黄酮类等天然抗氧化剂）和生物活性氨基酸（如色氨酸）等具有重要价值的物质。这些物质在预防退行性疾病、影响细胞生长等方面发挥着关键作用，可作为抗生素和化学防腐剂的良好替代品，在食品和制药行业具有广阔的应用前景。
然而，传统提取柑橘废料中功能化合物的方法，如浸渍法、索氏提取法和水蒸馏法，存在诸多弊端。例如，操作时间长、需使用有毒溶剂、能耗高，且最终产品的产量和纯度都不理想。而酶辅助提取（EAE）技术虽有优势，但多数研究使用商业酶，导致成本居高不下。在此背景下，研究人员迫切需要寻找一种高效、低成本且环保的方法来处理柑橘废料，并充分挖掘其潜在价值。
来自阿根廷国立米西奥内斯大学（Universidad Nacional de Misiones）等机构的研究人员针对上述问题展开了深入研究。他们利用黑曲霉（Aspergillus niger）LBM 134，以甘蔗渣为底物制备了自制酶鸡尾酒，尝试从柑橘废料中提取生物活性化合物。研究成果发表在《Food Production, Processing and Nutrition》上，为柑橘产业废弃物处理和资源利用开辟了新的方向。
研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。首先，通过培养黑曲霉 LBM 134 制备酶鸡尾酒，测定其中多种酶的活性。然后，利用中心复合设计（CCD）优化从柑橘废料中提取酚类化合物的条件。最后，运用液相色谱 - 质谱联用（LC - MS/MS）和高效液相色谱 - 质谱联用（HPLC - MS/MS）技术对提取的生物化合物进行鉴定和定量分析。
在研究结果方面：
低成本酶鸡尾酒的制备 ：研究人员成功利用黑曲霉 LBM 134 制备出酶鸡尾酒，其中纤维素酶含量最为丰富，其次是木聚糖酶，果胶酶和淀粉酶含量较少。β - 葡萄糖苷酶（BGL）活性较高，是释放生物活性化合物，尤其是酚类化合物的关键酶。该酶在 50°C、pH 5 时活性最佳，在 50°C 下孵育 72 h 后，仍能保持 75% 以上的残留活性，在 pH 5 条件下孵育 72 h 后，稳定性高于 70%。酶辅助提取条件的优化 ：通过 CCD 实验，研究人员发现孵育温度、pH 和时间对总酚类化合物（TPC）的提取有显著影响。最佳提取条件为 40°C、pH 5 和 8 h，在此条件下，模型预测 TPC 可达 69.04 mg GAE mL-1 ，实际验证结果为 71.97 ± 1.71 mg GAE mL-1 。使用黑曲霉 LBM 134 酶鸡尾酒进行 EAE，可使柑橘废料中酚类化合物的释放量比碱性提取（AE）高出约 112%，比使用商业酶 Viscozyme 的 EAE 高出 30%。生物活性化合物的鉴定 ：研究人员从柑橘废料中鉴定出 5 种具有多种生物活性的天然化合物，分别是对香豆酸、色氨酸、奎宁酸、橙皮素和没食子酸。其中，对香豆酸、色氨酸、奎宁酸和橙皮素可通过使用商业酶和黑曲霉 LBM 134 酶鸡尾酒的 EAE 提取得到，而没食子酸则通过 AE 提取得到。
在研究结论和讨论部分，研究人员制备的低成本酶鸡尾酒展现出诸多优势。其以甘蔗渣为底物，不仅降低了成本，还提高了环境可持续性。鸡尾酒中的 BGL 活性高、稳定性好，对从柑橘废料中释放生物活性化合物至关重要。优化后的 EAE 条件能够显著提高酚类化合物的提取率，且该方法比使用商业酶更具成本效益。此外，从柑橘废料中提取的多种生物活性化合物具有重要的应用价值，如橙皮素的酶法提取可减少传统化学合成带来的环境问题，没食子酸、奎宁酸和对香豆酸在药物开发和食品营养领域也有广阔的应用前景。
这项研究为柑橘产业废弃物处理提供了一种可持续的解决方案，将废弃物转化为具有高附加值的生物活性化合物，既减轻了环境压力，又创造了经济价值。未来，研究人员可进一步对提取的化合物进行纯化和生物活性评估，深入探索其在临床应用和其他领域的潜力，为相关产业的发展提供更有力的支持。
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