马铃薯渣作为天然抗氧化剂对固态发酵鱼废弃物脂肪氧化的影响

为解决鱼废弃物脂肪易氧化及合成抗氧化剂潜在危害问题，研究人员开展马铃薯渣（potato pulp）协同益生菌（B. subtilis和L. plantarum）固态发酵（SSF）研究。通过两阶段筛选优化（60%湿度、pH 6、107 CFU/g接种量），证实添加5%马铃薯渣可降低76.9% TBA值和77.7%过氧化值，显著提升DPPH/ABTS自由基清除活性（74.3%和50%）及酚类含量（247.39 mg GAE/gdw）。该研究为水产废弃物高值化利用及天然抗氧化剂开发提供新策略。

　　

每年全球数百万吨鱼加工废弃物（头、骨、内脏等）被丢弃，不仅造成资源浪费（仅40%鱼类资源被利用），其富含的多不饱和脂肪酸（PUFAs）如EPA（二十碳五烯酸）和DHA（二十二碳六烯酸）极易氧化，产生不良风味和有毒化合物。传统合成抗氧化剂BHT/BHA虽有效但存在致癌风险，而马铃薯渣作为淀粉工业副产物，富含氯原酸、咖啡酸等酚类物质，却鲜少被用于鱼废弃物发酵的抗氧化保护。

针对这一空白，研究人员通过两阶段实验设计，首先采用部分因子筛选法从7个变量（发酵时间、接种量、湿度等）中锁定关键因素，再通过三水平全因子设计优化固态发酵条件。研究以鳟鱼废弃物为底物，接种益生菌Bacillus subtilis ZDM-Bsu.1和Lactobacillus plantarum MT-ZH593（1:1），添加不同比例马铃薯渣（5%-30%），测定DPPH/ABTS自由基清除率、总酚含量（Folin-Ciocalteu法）及脂质氧化指标（过氧化值P_v
、硫代巴比妥酸值TBA）。

关键技术方法

1. 固态发酵优化：采用Design Expert软件设计部分因子（8组）和全因子（27组）实验，优化湿度（50%-80%）、pH（5-8）、接种量（10⁶
   -10⁸
   CFU/g）；
2. 抗氧化活性检测：DPPH（517 nm）和ABTS（734 nm）自由基清除法；
3. 氧化指标分析：氯仿-甲醇提取法测P_v
   ，TBA法测丙二醛含量；
4. 微生物计数：MRS培养基测定活菌数（CFU/g）。

研究结果

1. 关键变量筛选
   帕累托图显示湿度、pH和接种量对抗氧化活性影响最大。湿度60%时细菌生长最佳（孔隙率降低），pH 6-8利于B. subtilis产淀粉酶和蛋白酶，而过高接种量（10⁸
   CFU/g）会因竞争抑制活性。

2. 最优发酵条件
   全因子实验确定最佳组合为60%湿度、pH 6、10⁷
   CFU/g接种量，此时DPPH清除率达74.3%，ABTS清除率50%，酚类含量222.85 mg GAE/gdw。

3. 马铃薯渣添加量优化
   5%添加量即可使活菌数从10⁷
   增至10¹⁰
   CFU/g，TBA和P_v
   值较对照组降低76.9%和77.7%。更高比例（15%-30%）虽提升酚类含量（247.39 mg GAE/gdw），但金属离子（如Fe³⁺
   ）可能诱发酚类促氧化效应。

结论与意义
该研究首次将马铃薯渣应用于鱼废弃物固态发酵体系，证实其作为天然抗氧化剂的可行性。最优条件下，5%添加量即可显著抑制脂质氧化，同时提升益生菌活性和抗氧化肽产量。这一策略不仅解决了水产废弃物处理难题，还为开发安全、经济的动物饲料添加剂提供了新思路。未来研究可进一步评估产品储存稳定性及动物饲喂效果，推动其产业化应用。