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为解决绿色生物精炼厂副产物 valorization 问题，研究人员以苜蓿褐汁（BJ）为对象，开展乳酸发酵对其植物激素及抗营养成分影响研究。发现发酵后 Medicagenic acid 浓度增 39 倍，多种植物激素含量变化，为 BJ 作植物生物刺激素提供依据。
在全球可持续农业与食品生产的大背景下，植物蛋白短缺和农业副产物浪费成为亟待解决的难题。苜蓿作为绿色生物精炼厂的重要原料，其叶蛋白提取过程中产生的大量褐汁（BJ）因成分复杂且含有皂甙等抗营养因子，长期未得到有效利用。如何将这类副产物转化为高附加值资源，既关乎环境可持续性，又影响生物精炼产业的经济效益。为此，匈牙利德布勒森大学（University of Debrecen）的研究团队聚焦苜蓿褐汁的潜在价值，开展了乳酸发酵对其成分调控的研究，相关成果发表于《Scientific Reports》。
研究团队采用了超高效液相色谱 - 电喷雾 - 轨道阱质谱 / 质谱（UHPLC-ESI-ORBITRAP-MS/MS）和超高效液相色谱 - 串联质谱（UPLC-MS/MS）等关键技术，对发酵前后的褐汁进行了植物激素和皂甙的定性与定量分析。实验以新鲜苜蓿褐汁为样本，利用乳酸乳球菌（Pediococcus acidilactici）、副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）和植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）在 35℃下发酵 48 小时，通过多组学分析揭示发酵过程中的成分变化。
抗营养化合物分析
研究首先对未发酵和发酵后的苜蓿褐汁中的抗营养成分进行筛查。未发酵褐汁中检测到 18 种皂甙类化合物，包括苜蓿特有的红豆皂甙 II（Azukisaponin II）及多种 Medicagenic acid 衍生物。乳酸发酵后，绝大多数皂甙被降解，仅 Medicagenic acid 以苷元形式保留，其浓度较发酵前增加 39 倍。这一结果表明，乳酸菌通过消耗皂甙的糖链结构，使 Medicagenic acid 从糖苷形式转化为苷元，从而降低了溶血皂甙的含量，提升了褐汁的安全性。
植物激素定量分析
研究进一步对 23 种植物激素衍生物进行定量检测，发现乳酸发酵显著改变了褐汁的激素谱。吲哚 - 3 - 乙酸（IAA，生长素）、赤霉素 GA1（GA1）、茉莉酸（JA）、脱落酸（ABA）和水杨酸（SA）等促生长激素含量显著增加。例如，JA 浓度从 126.10 ng/mL 升至 290 ng/mL，ABA 从 161.30 ng/mL 升至 184.90 ng/mL，而对香豆酸（p-coumaric acid）、咖啡酸（caffeic acid）等酚类化合物含量则显著下降。研究认为，酚类物质的减少可能与细菌利用其合成芳香族化合物有关，而激素水平的提升则归因于乳酸菌的代谢活动。
发酵对褐汁稳定性与成分的影响
乳酸发酵不仅降低了抗营养风险，还显著改善了褐汁的稳定性。未发酵褐汁因易腐败需低温保存，而发酵后褐汁在室温下即可稳定储存。此外，发酵过程中产生的植物激素及其前体（如苯甲酸）、代谢产物（如阶段酸 PA）形成了复杂的调控网络，为褐汁作为植物生物刺激素提供了多重作用机制。例如，SA 在低浓度下可促进植物生长和叶黄素合成，GA1与 ABA 的比例变化可能增强植物对非生物胁迫的适应性。
研究结论指出，乳酸发酵是一种高效的褐汁增值技术，通过降解抗营养皂甙、富集植物激素，显著提升了苜蓿褐汁作为可持续植物生长促进剂的潜力。该方法不仅为绿色生物精炼厂副产物的循环利用提供了新路径，也为开发低成本、环境友好的生物刺激素奠定了基础。未来研究可进一步探索褐汁中细胞分裂素、三十烷醇（TRIA）等成分的作用，以全面解析其促生长机制。该研究为农业废弃物资源化利用和可持续农业提供了重要的科学依据与技术支撑。
