酸棗果肉廢棄物堆肥發(fā)酵中腐殖酸的含量變化研究

武麗娜 王僧虎

（1 邢臺(tái)學(xué)院生物科學(xué)與工程學(xué)院 河北 邢臺(tái) 054001； 2 河北“邢棗仁” 利用技術(shù)創(chuàng)新中心 河北 邢臺(tái) 054001）

腐殖酸是一種復(fù)雜的天然大分子有機(jī)質(zhì)，是自然界植物殘?bào)w經(jīng)過腐解后的產(chǎn)物。其分子內(nèi)含有羰基、羧基、醇羥基、酚羥基等多種活性官能團(tuán)，具有弱酸性、親水性、吸附性和絡(luò)合性，可以跟許多有機(jī)物和無機(jī)物發(fā)生相互作用，可以改良土壤、提高礦質(zhì)肥料利用率[1]，因此腐殖酸含量可以作為衡量有機(jī)肥料品質(zhì)的指標(biāo)之一。

酸棗產(chǎn)業(yè)是冀南太行山區(qū)重要的林果產(chǎn)業(yè)，酸棗大部分加工成酸棗仁作藥用，酸棗果肉只有少部分被加工成食品，大部分被當(dāng)成垃圾丟棄。酸棗果肉中含有可溶性糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、纖維素、鈣、磷等營養(yǎng)成分，具有較高營養(yǎng)價(jià)值[1]，可以將其加工成飼料或肥料來利用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年約有近10 萬噸酸棗果肉作為酸棗仁和果汁加工的廢棄物被丟棄，造成巨大的資源浪費(fèi)[2]。而且酸棗果肉廢棄物隨意堆放，極易腐爛發(fā)臭，為有害微生物的繁殖與傳播創(chuàng)造條件。為了充分利用酸棗資源，減輕環(huán)境污染，我們對酸棗果肉廢棄物進(jìn)行堆肥試驗(yàn)，對酸棗果肉廢棄物在發(fā)酵過程中腐殖酸的含量進(jìn)行了測定，探討其堆肥發(fā)酵腐殖酸的適宜反應(yīng)條件，為酸棗果肉的堆肥利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器、材料與試劑。儀器包括生化培養(yǎng)箱、超凈工作臺(tái)、高壓滅菌鍋、臺(tái)式高速離心機(jī)、恒溫?fù)u床、pH 計(jì)等。發(fā)酵菌劑由本研究室保存的菌種擴(kuò)大培養(yǎng)制得，菌種包括綠色木霉、芽孢桿菌、白腐真菌。發(fā)酵原料為酸棗果肉廢棄物，采自邢臺(tái)市內(nèi)丘縣西石河村酸棗仁加工廠。

1.2 試驗(yàn)方法。果肉廢棄物經(jīng)高壓滅菌后，60 ℃烘干，粉碎，過20 目篩。將1 kg 發(fā)酵酸棗果渣放入5 L的發(fā)酵罐中，加適量水?dāng)嚢瑁顾釛椆c水混合均勻。將菌劑按2%的質(zhì)量比接種于滅菌后的酸棗廢渣之上，30 ℃恒溫培養(yǎng)。在發(fā)酵過程中，每2 d 攪拌1次，并噴入少量的無菌水，以保持濕度。當(dāng)達(dá)到發(fā)酵終點(diǎn)后，將發(fā)酵好的酸棗果渣60 ℃烘干24 h。待其冷卻后研磨，用稀減法[3]測定樣品中腐殖酸的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵時(shí)間對腐殖酸含量的影響。在發(fā)酵初期，腐殖酸含量快速增加，可能是由于在發(fā)酵初期易降解的纖維被微生物轉(zhuǎn)化成為有機(jī)酸類物質(zhì)，因此導(dǎo)致初期腐殖酸含量增加較快，而在第20 d 后，腐殖酸含量有所下降，可能因?yàn)樾》肿拥挠袡C(jī)酸也是微生物生長的碳源之一，發(fā)酵后期由于糖、纖維等碳源減少，微生物開始通過分解部分有機(jī)酸來提供碳源。在35 d 后，腐殖酸含量基本不再下降，可能是由于微生物生長進(jìn)入衰退期，詳見表1。

表1 發(fā)酵過程中酸棗果渣中腐殖酸含量

2.2 水分對腐殖酸含量的影響。從表2 可知，水料比3∶1 時(shí)，發(fā)酵酸棗果渣中的腐殖酸含量最高，因此，這一比例適合發(fā)酵微生物的生長，是最適宜的水分條件。

表2 不同水料比的發(fā)酵酸棗果渣中腐殖酸含量

2.3 pH 值對腐殖酸含量的影響。當(dāng)pH 值為7.0 時(shí)，酸棗果渣中腐殖酸的含量最高(見表3)。因?yàn)楦乘岢嗜跛嵝裕嵝暂^強(qiáng)時(shí)抑制腐殖酸的生成。由于發(fā)酵菌種適宜生長的pH 值為6.3 ～7.5，因此弱堿性條件下也不利于發(fā)酵菌種的生長，使腐殖酸含量降低。

表3 不同pH 值酸棗發(fā)酵果渣中腐殖酸含量

3 結(jié)論與討論

通過以上試驗(yàn)結(jié)果及分析，我們可以得出結(jié)論，在酸棗果肉廢棄物發(fā)酵過程中，腐殖酸的含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，水分、pH 值對腐殖酸的生成有明顯的影響。通過分析認(rèn)為，水料比3∶1，pH 值7.0 是適宜的酸棗廢棄物堆肥發(fā)酵條件，發(fā)酵時(shí)間以20d 左右為宜。