响应曲面优化柠檬酸淀粉清料发酵培养基

运用响应面法对淀粉清料发酵生产柠檬酸的培养基进行了优化。根据单因素实验结果,利用Plackett-Burman设计对相关因素进行评估并筛选出具有显著效应的3个因素:玉米浆、尿素、p H。用最陡爬坡实验逼近以上3个因子的最大响应区域后,采用Box-Behnken设计以及响应面分析法,确定其最佳培养基:玉米浆5.15g/L、尿素1.83g/L、初始p H=4.15、磷酸氢二钾0.4g/L、硫酸镁0.2g/L。在优化培养基条件下,淀粉清料发酵柠檬酸产量为147.52g/L,比优化前提高了约12.19%,与玉米粉带渣发酵相比,柠檬酸平均产量和转化率都提高了约10%,发酵残糖降低了约88%。     

黏红酵母高静水压诱变及其β-胡萝卜素发酵培养基的优化

利用300MPa的高静水压处理黏红酵母(Rhodotorula glutinis)RY06菌株10min,获得一株突变株RY06-27,其β-胡萝卜素产量从原来的6.30mg/L增加到9.64mg/L,提高了53%。通过响应面分析法优化发酵培养基,可使该突变株β-胡萝卜素产量达13.43mg/L,其优化培养基组成为酵母膏4.23g/L、接种量30mL/L、番茄汁2.5mL/L、培养基装量40mL/250mL、花生油0.5mL/L、pH6.7、葡萄糖12.11g/L、硫酸铵5g/L。     

响应法优化南瓜中色素的提取工艺研究

以南瓜为原料,利用复合溶剂萃取南瓜中色素,并用响应面法优化南瓜中色素提取的工艺条件,得出最佳的溶剂配比为乙醇:水:石油醚。在单因素试验基础上,选取处理时间、处理温度、石油醚用量为影响因子,以β-胡萝卜素提取率为响应值,应用Box-behnken中心组合试验设计建立数学模型,进行响应面分析。结果表明,南瓜中胡萝卜色素提取的优化工艺条件为:90 min、处理温度40℃、石油醚用量40 m L,β-胡萝卜素浓度为10.086 mg/g。与模型的预测值10.105 mg/g基本相符,响应法优化能够提高南瓜色素提取率。     

超声集成乙醇/正丁醇双水相萃取螺旋藻中的β-胡萝卜素

采用响应面优化超声集成双水相体系萃取螺旋藻中的β-胡萝卜素最佳工艺条件。选取乙醇质量分数、正丁醇质量分数、料液比和超声时间四个因素,利用Box-Behnken Design研究各因素交互作用。结果表明优化萃取工艺条件为:乙醇质量分数8.2%,正丁醇质量分数36%,料液比为1∶20(g/m L),超声时间3 min,β-胡萝卜素的得率可达3.13 mg/g。本实验采用乙醇/正丁醇双水相萃取螺旋藻中的β-胡萝卜素将有望开发成为一项廉价高效的螺旋藻β-胡萝卜素分离提取技术。     

Mg

补加Mg2+对三孢布拉霉合成β-胡萝卜素及其生长的影响研究表明,在一定范围内,质量浓度低的Mg2+促进菌体生长,质量浓度高的Mg2+抑制菌体生长,但β-胡萝卜素比产量增加.发酵48 h补加0.3 g/dL Mg2+,β-胡萝卜素产量增加40%.同时,补加Mg2+和β-紫罗酮比仅添加β-紫罗酮、β-胡萝卜素产量提高约11%.     

响应面法优化微波辅助提取β-胡萝卜素工艺

利用响应面分析法对微波辅助提取胡萝卜中β-胡萝卜素工艺进行优化,在单因素试验基础上,选取微波萃取功率、提取时间、料液体积质量比为考察因素,采用响应面试验设计,利用SAS(9.0)软件进行优化组合,从而确定微波提取β-胡萝卜素的最佳工艺参数:微波功率394 W,时间6 min,液料体积质量比为43 mL/g,在此条件下,β-胡萝卜素的提取率为0.399 mg/g.     

黄秋葵叶β-胡萝卜素的双水相提取及纯化

目的 采用响应面实验法优化确定有机双水相超声辅助萃取黄秋葵叶β-胡萝卜素的最佳条件并用大孔吸附树脂对其进行纯化。方法 采用乙醇-正丁醇超声辅助萃取黄秋葵叶β-胡萝卜素,以β-胡萝卜素得率为考察指标,以乙醇质量分数、正丁醇质量分数、超声温度和超声时间研究响应面优化黄秋葵叶β-胡萝卜素的提取工艺条件。对超声辅助萃取所得的β-胡萝卜素粗提液用大孔吸附树脂进行纯化分离,研究其静态、动态吸附曲线,上样吸附及洗脱条件。 结果 超声辅助萃取黄秋葵叶β-胡萝卜素的最佳条件为乙醇质量分数9%、正丁醇质量分数35%、超声时间3 min、超声温度40 ℃,此条件下β-胡萝卜素的得率为9.12 mg/g。优选X-5型树脂并以乙醚为洗脱剂,β-胡萝卜素上样质量浓度为400 μg/mL,上样吸附流速和洗脱流速为1 mL/min时纯化效果最好,此条件下洗脱液中β-胡萝卜素的质量浓度最高为326.54 μg/mL。 结论 利用乙醇-正丁醇双水相萃取黄秋葵叶中的β-胡萝卜素并以大孔吸附树脂分离纯化,操作简易耗资低,适合扩大生产。     

地衣芽孢杆菌Bacitracin A高产工业培养基优化

为了降低杆菌肽工业发酵生产成本,提高有效成分杆菌肽A产量,采用单因素实验,寻找目前发酵培养基中黄豆粉与玉米粉的廉价替代成分,并通过Box-Behnken响应面法优化筛选后工业培养基。结果表明:小麦麸皮可以取代玉米粉与黄豆粉,作为发酵培养基中唯一有机碳氮源,有效降低发酵成本。响应面优化工业培养基为:麸皮50.3 g/L,硫酸铵1.53 g/L,磷酸二氢钾1.43 g/L,在此条件下预测杆菌肽A最大产量为1.70 g/L。经实验验证,杆菌肽A产量可以达到1.78 g/L。使用优化后的培养基,发酵结束后,菌体芽孢数量及转化率较高,芽孢数可以达到1.25×1011CFU/m L。本研究提供的培养基可同时达到高产,降低成本,高芽孢形成率的效果。     

粗壮脉纹孢菌孢子中β-胡萝卜素的提取优化

研究发现粗壮脉纹孢菌孢子中含有丰富的类胡萝卜素,且β-胡萝卜素占类胡萝卜素含量最高,达到20.08%。试验采用丙酮溶剂从粗壮脉纹孢菌孢子中提取β-胡萝卜素,优化了溶剂浸提温度、浸提时间、料液比3个单因素,并通过响应面法结合HPLC-DAD获得了β-胡萝卜素提取最佳工艺。结果表明,β-胡萝卜素最佳提取条件为:丙酮浸提温度54℃、浸提时间59.2 min、料液比1∶100(g/mL)。在此条件下粗壮脉纹孢菌孢子中β-胡萝卜素提取量最高可达561.082μg/g。按所得最佳工艺进行验证试验,实际粗壮脉纹孢菌孢子中β-胡萝卜素提取量结果为570.168±0.02μg/g,与理论值接近。     

三孢布拉氏霉菌发酵产β-胡萝卜素工艺优化

三孢布拉氏霉菌(Blakeslea trispora,B. trispora)是目前微生物发酵产β-胡萝卜素的主要菌种之一。该研究通过单因素及响应面试验对三孢布拉氏霉菌液态发酵培养基成分以及工艺参数进行优化。优化后的最佳发酵培养基组成为:玉米粉20 g/L、黄豆粉30 g/L、葡萄糖4.8 g/L、玉米浆粉2.6 g/L、植物油4%、V_(B_1) 0.001%、MgSO_4 0.5 g/L、KH_2PO_4 2 g/L。工艺参数:发酵液初始p H 6.80、装液量35 mL/250 mL、负正菌种接种体积比1.60∶1、接种量12.5%、培养温度28℃、转速200 r/min、发酵时间132 h。在此发酵条件下,三孢布拉氏霉菌发酵产β-胡萝卜素的含量为523.8 mg/L,比优化前提高了19.9%。     

响应面法优化超声波强化提取醇溶性β-胡萝卜素

用超声波强化溶剂提取法从胡萝卜中提取醇溶性a-胡萝卜素,利用响应曲面法对提取工艺参数进行优化研究.通过典型性分析得出最优工艺为:提取液固比30:1(V∶m).提取时间45min,提取超声功率40%,提取温度35℃.在此条件下提取理论β-胡萝卜素含量达到1.6371mg/g,验证实验条件下实际最大值1.6230mg/g.超声波强化提取具有提取时间短、收率高、无需加热的特点,开辟了β-胡萝卜素提取的新途径.     

北极海洋红球菌B7740（Rhodococcus sp.）产类胡萝卜素和类异戊二烯醌的抗氧化、抗增殖活性

本实验旨在研究来自北极海洋红球菌B7740类胡萝卜素和类异戊二烯醌提取物（B7CIQE）的体外抗氧 化活性（通过β-胡萝卜素漂白测定、脂质和蛋白质氧化抑制实验、DNA氧化断裂抑制实验）、抗增殖活性（通过 抗人肝癌细胞HepG2和人口腔癌细胞KB增殖实验）和细胞内抗氧化效果。实验中使用日常饮食常见高等植物来 源类胡萝卜素（β-胡萝卜素、叶黄素、番茄红素）作为对照组,评价B7CIQE的生物活性：β-胡萝卜素氧化抑制 率为B7CIQE（70.20%）＞2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（66.70%）＞表没食子儿茶素没食子酸酯（17.80%）＞番茄 红素（1.90%）;油脂开始氧化的温度顺序为B7CIQE（175 ℃）＞β-胡萝卜素（165 ℃）＞叶黄素（162 ℃）＞ 番茄红素（160 ℃）;蛋白质氧化抑制率为B7CIQE（25.75%）＞β-胡萝卜素（24.97%）＞叶黄素（17.94%）＞ 番茄红素（10.40%）;HepG2细胞抗增殖实验半最大效应浓度为叶黄素（20.86 μg/mL）＜β-胡萝卜素 （124.88 μg/mL）＜B7CIQE（126.34 μg/mL）＜番茄红素（139.24 μg/mL）;KB细胞抗增殖实验半最大效应浓度为 B7CIQE（25.14 μg/mL）＜叶黄素（64.29 μg/mL）＜番茄红素（69.87 μg/mL）＜β-胡萝卜素（149.16 μg/mL）。结 果表明,与植物源类胡萝卜素相比,B7CIQE具有相对更优异的抗氧化和抗增殖活性。     

西瓜蜂花粉β-胡萝卜素超临界萃取工艺优化和抗氧化活性研究

利用响应面法对西瓜蜂花粉β-胡萝卜素超临界二氧化碳萃取条件优化,并对其进行抗氧化活性评价。结果发现,最佳萃取条件为萃取温度51℃、萃取压力34MPa、萃取时间80min,在此条件下β-胡萝卜素的提取率达到8.79mg/100g;抗氧化活性研究结果表明,与Trolox、β-胡萝卜素标准品相比,萃取物具有较高的清除ABTS+能力,而其总还原力和对DPPH自由基的清除能力则强于β-胡萝卜素而弱于Trolox。     

响应面法优化β-聚苹果酸发酵培养基的研究

采用响应面法对出芽短梗霉菌发酵制备β-聚苹果酸的培养基进行优化。使用Plackett-Burman(P-B)实验设计对培养基中相关因素进行评价,筛选出有显著影响效应的因素。通过最陡爬坡实验、中心复合实验设计及响应面分析确定主要影响因素的最佳浓度及回归模型,并经实验验证模型的可行性。优化后三种显著影响因素:葡萄糖、丁二酸铵和碳酸钙,最佳浓度分别为:110.91、3.66、45.30g/L,β-聚苹果酸的发酵产量达到41.36g/L,较优化前的20.74g/L提高了199%。     

酶解水提法从胡萝卜中提取水溶性β-胡萝卜素

研究了酶法水解从胡萝卜中提取水溶性β-胡萝卜素的关键工艺参数。单因素实验结果表明,较优提取工艺条件为:取鲜胡萝卜50g,直接打浆后加入100mL 0.2g/100mL的吐温-80溶液,再加入1.5g纤维素酶和0.4g果胶酶,经超声波破碎40min后,调pH6.0,于40℃搅拌2h后加入2g硅藻土抽滤。响应面分析优化得到的较优提取条件为:果胶酶0.49g,酶解pH 6.08,超声波时间41.58min,优化后水溶性β-胡萝卜素提取率为12.23μg/g。     

响应面法优化复合枣粉配方研究

在单因素实验的基础上,选取合适的因素及水平,利用响应面法对复合枣粉配方进行优化。选择浓缩枣汁与浓缩苹果汁比例、黄豆粉添加量、麦芽糊精添加量作为优化因素,研究各因素的不同水平对复合枣粉的口感、风味、色泽的影响。通过优化后的配方是浓缩枣汁与浓缩苹果汁比例为2.79(mL/mL),100 mL混合浓缩汁中添加黄豆粉20.78 g、麦芽糊精9.54 g,然后取适量的柠檬酸、白砂糖调味。在此条件制得的复合枣粉感官评定分值最高。     

利用响应面方法优化光合细菌Rhodospirillum Rubrum S1培养基

试验采用响应面方法优化光合细菌Rhodospirillum Rubrum S1培养基.结果表明:培养基成分中柠檬酸、牛肉膏、MgSO4和FeSO4对于光合细菌的生长影响最为显著.最优培养基配方:柠檬酸为3.5291 g/L、牛肉膏为3.3190 g/L、MgSO4为0.5083 g/L、FeSO4为0.0194 g/L.此时最大响应值为13.77 mg/L.验证实验结果表明,采用优化后的培养基,光合细菌的类胡萝卜素产量达到13.69 mg/L,与理论值相差0.58％.因此,利用响应面法对光合细菌的培养基进行优化合理可行.     

一种快速提取三孢布拉霉基因组的方法

三孢布拉霉负菌是一种重要的β-胡萝卜素和番茄红素工业生产菌株,由于其基因组提取耗时费力,转化子筛选困难,基因编辑工作严重受阻。作者比较了煮沸法、添加NaOH煮沸法、复合酶液（2 g/dL溶壁酶+3 g/dL纤维素酶+3 g/dL蜗牛酶）酶解法、复合酶液酶解后煮沸法等4种处理方法的效果,发现NaOH为影响三孢布拉霉基因组释放的关键因素;对NaOH浓度、煮沸时间及基因组源的选择（上清液或处理后的菌苔）进行了优化,当NaOH浓度不低于20 mmol/L时,所处理样品的上清液均可扩增出目的基因,煮沸时间对基因组的释放无影响;不同浓度NaOH处理条件下基因组的稳定性实验表明,在所测时间（最长至108 h）内,基因组质量浓度（150~350 ng/μL）与纯度（OD₂₆₀/OD₂₈₀ 1.8~2.0）均较高,且随时间的延长无明显下降趋势;以快速提取法与常规提取法获得的基因组为模板进行PCR,两种方法扩增结果无明显差异,后续对PCR产物的测序与酶切实验证明了NaOH处理不会对后续实验产生影响;最后,从扩增同一菌株不同基因和不同丝状真菌ITS两个方面确定了基因组快速提取方法具有一定的普适性。     

响应面法优化固定化脂肪酶催化棉籽油转化生物柴油的研究

利用响应面法对固定化脂肪酶催化棉籽油合成生物柴油的条件进行优化。以脂肪酸甲酯转化率为指标,考察了固定化脂肪酶用量（占棉籽油质量）、甲醇与棉籽油摩尔比、叔丁醇与棉籽油体积比、反应温度和反应时间对转化率的影响,确定最佳反应条件为：反应时间19.128 h,反应温度37.801℃,固定化脂肪酶用量12.070%,甲醇与棉籽油摩尔比4.949,叔丁醇与棉籽油体积比0.323。验证实验结果表明,转化率达到92.9%,与响应面法预测值94.3%的吻合程度较高。     

β-胡萝卜素-薏苡仁油复合脂质体的制备及氧化稳定性研究

以β-胡萝卜素的包封率为响应值,在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken响应面法优化β-胡萝卜素-薏苡仁油复合脂质体的制备工艺,采用透射电镜观察样品内部结构及形态,并以β-胡萝卜素脂质体、薏苡仁油脂质体为对照,采用DPPH法评价复合脂质体的氧化稳定性。结果显示：复合脂质体的最佳工艺为：搅拌温度43 ℃,卵磷脂与胆固醇质量比7 ∶ 1,PBS缓冲液体积25 mL,此条件下的β-胡萝卜素包封率（EE）为84.39%,平均粒径为（187.9±7.5） nm,多分散系数（PDI）为0.104 ± 0.09,平均Zeta电位为（-29.33±4.77）mV。透射电镜结果显示：复合脂质体较β-胡萝卜素脂质体分散更加均匀,复合脂质体清除DPPH自由基的能力高于β-胡萝卜素脂质体和薏苡仁油脂质体。