龙舌兰渣与玉米饼残渣升级循环：食用真菌可持续生产及功能性成分开发

推荐：本研究创新性地利用玉米饼生产废水nejayote（pH～13）预处理龙舌兰渣，通过固态发酵（SSF）培养平菇（Pleurotus ostreatus）和香菇（Lentinula edodes），使可溶性膳食纤维增加30-50%，木质素降低49%，并显著提升挥发性成分。该技术为两种农业废弃物的高值化利用提供了可持续解决方案，助力循环经济和功能性食品开发。

　　

在墨西哥，龙舌兰渣（agave bagasse）作为梅斯卡尔酒生产的副产品年产量高达48万吨，其高木质素含量（15-16%）导致传统处理方式效率低下；与此同时，玉米饼工业废水nejayote因含高浓度Ca(OH)₂（pH>12）直接排放造成环境负担。如何实现这两种农业废弃物的协同增值利用，成为可持续发展领域的重要命题。

墨西哥蒙特雷理工学院（Tecnologico de Monterrey, School of Engineering and Science）的研究团队提出突破性解决方案：将nejayote作为碱性预处理剂，通过33因子实验优化条件（100°C未稀释nejayote处理2小时），使龙舌兰渣木质素含量降低34.92%，孔隙率显著提升。经固态发酵（SSF）培养食用真菌后，基质营养特性发生根本转变——平菇处理组可溶性膳食纤维提升50%，抗营养因子没食子酸（gallic acid）减少96%；香菇处理组更产生13种挥发性成分（较对照组增加62.5%），包括具有特征香气的Z,E-2,13-十八碳二烯醇。该成果发表于《Future Foods》，为农业废弃物资源化提供了"以废治废"的创新范式。

研究采用多维度技术路线：首先通过响应面法（RSM）优化预处理参数；利用HPLC-DAD分析多酚组分；采用GC-MS鉴定挥发性有机物；结合扫描电镜（SEM）和红外光谱（ATR-FTIR）表征纤维结构变化；通过AOAC标准方法测定膳食纤维等营养成分。

3.1 碱性预处理效果

高温（100°C）高浓度nejayote处理显著破坏木质素-碳水化合物复合体，电子显微图像显示纤维表面出现明显裂隙。这种物理结构改变为后续真菌酶系（如漆酶、锰过氧化物酶）作用创造条件。

3.3 玉米饼废水特性

来自"La Purísima"工厂的nejayote含3.36%还原糖和23.46 mM TEAC抗氧化活性，其丰富的阿魏酸（127.87 μg/g）为真菌生长提供碳源和抗氧化保护。

3.4 发酵基质成分演变

固态发酵后，平菇使基质蛋白质含量从3.10%增至5.02%，香菇组达5.97%。红外光谱在1650 cm^-1出现酰胺特征峰，证实真菌生物质积累。值得注意的是，两组均使潜在毒素糠醛（furfural）含量降低87-98%。

3.7 微观结构重塑

SEM显示香菇处理组纤维呈现深度孔洞结构，与振动光谱中898 cm^-1无定形纤维素峰减弱相印证，表明该菌株具有更强的木质纤维素解构能力。

这项研究开创性地证明：玉米饼废水nejayote的强碱性（pH～13）与龙舌兰渣的纤维特性存在互补价值。通过精准控制预处理参数和真菌转化，可同步实现两种废弃物的增值——既生产优质食用菌蛋白，又获得富含膳食纤维和生物活性成分的功能性基质。该技术路线操作简便，特别适合中小规模农产品加工企业应用，为发展中国家农业循环经济提供了可复制的技术模板。未来研究可进一步优化真菌菌种组合，开发特定功能成分的定向富集工艺。