近日，中國熱科院環(huán)植所廢棄物循環(huán)利用團隊在黑水虻高值化功能型產(chǎn)物發(fā)酵制取方面取得新進展。研究人員利用自主研發(fā)的菌酶復(fù)合劑對黑水虻幼蟲（BSFL）進行發(fā)酵提質(zhì)，從有害微生物抑制效果、抗營養(yǎng)因子降解、活性產(chǎn)物生成及相關(guān)代謝途徑調(diào)控蛋白表達等方面系統(tǒng)揭示了菌酶復(fù)合劑作用代謝機制，闡明了活性產(chǎn)物-微生物二者之間的對應(yīng)關(guān)系，證明了菌酶協(xié)同發(fā)酵對BSFL提質(zhì)增效的諸多有益效果。該研究結(jié)果為利用菌酶技術(shù)挖掘BSFL功能型產(chǎn)物潛力，研發(fā)高值飼料肥料產(chǎn)品，延長產(chǎn)業(yè)鏈、提升價值鏈提供科學(xué)基礎(chǔ)。
發(fā)酵前后體系內(nèi)微生物豐度、功能基因表達量、代謝產(chǎn)物含量變化
黑水虻是一種高效的資源環(huán)保昆蟲，可將糞便、餐廚等有機廢物轉(zhuǎn)變?yōu)橛紫x蛋白。但其抗營養(yǎng)因子與體內(nèi)外攜帶的多種有害微生物限制了其在飼料與肥料領(lǐng)域的進一步應(yīng)用。研究團隊針對BSFL蟲糜篩選了芽孢桿菌與幾丁質(zhì)酶、酸性蛋白酶并組成發(fā)酵劑，優(yōu)化發(fā)酵條件后可高效降解BSFL大分子蛋白質(zhì)與抗營養(yǎng)因子幾丁質(zhì)，抑制包括克雷伯氏肺炎菌在內(nèi)的多種有害微生物增殖，代謝組學(xué)結(jié)果顯示發(fā)酵過程顯著降低了金霉素、坦內(nèi)霉素、氧化可的松等有害物質(zhì)的濃度，增加了幾丁寡糖，寡肽、葫蘆巴堿、水蘇糖等小分子活性產(chǎn)物的含量；轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析了發(fā)酵前后芽孢桿菌胞內(nèi)關(guān)鍵基因的功能并注釋，明確了關(guān)鍵次級代謝產(chǎn)物代謝途徑中調(diào)控蛋白含量的變化，為靶向富集功能產(chǎn)物提供了依據(jù)。該研究為突破BSFL應(yīng)用瓶頸、挖掘活性物質(zhì)潛力、開發(fā)功能型飼料、肥料添加劑提供了新途徑。
相關(guān)研究成果以 “Untargeted metabolomics and PacBio analysis on bioactive components and microbial community in co-fermentation of black soldier fly larva” 為題發(fā)表于《Food Research International》上。環(huán)植所劉和助理研究員、楊霞助理研究員為共同第一作者，環(huán)植所李勤奮研究員、王定美副研究員為共同通訊作者。該項工作得到了海南省重大科技計劃、福建省促進海洋與漁業(yè)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展專項資金等項目的資助。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996924013747
