海洋细菌Renibacterium sp.QD1产壳聚糖酶发酵培养基的统计优化

目的:通过对发酵培养基的统计优化提高海洋细菌Renibacterium sp.QD1壳聚糖酶的产量。方法:通过Plackett-Burman实验筛选影响壳聚糖酶产量的显著性因素。在此基础上利用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,利用响应面法进行回归分析。结果:确定了影响壳聚糖酶产量的3个显著因素,其最佳浓度分别是壳聚糖14.23g/L、酵母粉4.72g/L、p H6.42。经模型验证,预测值与验证实验平均值接近。结论:在最优培养基中壳聚糖酶活力达到608.11U/m L,比优化前提高了52.03%。     

解淀粉芽孢杆菌fmbj37产γ-聚谷氨酸发酵培养基的优化

为了提高解淀粉芽孢杆菌fmbj37产γ-聚谷氨酸的产量,采用响应面法优化其发酵培养基成分。首先用Plackett-Burman(PB)设计对培养基中9个组分的重要性进行评价,筛选出3个关键影响因素:蔗糖、谷氨酸钠和磷酸氢二钾。然后进行最陡爬坡实验确定最佳响应面区域,最后通过响应面分析得到蔗糖、谷氨酸钠和磷酸氢二钾的最佳浓度。结果表明,经优化得到的最佳培养基成分为:蔗糖115 g/L、谷氨酸钠59.35 g/L、磷酸氢二钾2.85 g/L、蛋白胨10 g/L、硫酸镁1.5 g/L、氯化钾1 g/L、硫酸亚铁0.0006 g/L、硫酸锰0.025 g/L、硫酸铜0.00064 g/L,在该培养基中γ-聚谷氨酸的产量达到(41.2±0.51)g/L,比优化前的5.2 g/L提高了6.9倍。     

响应面法优化红缘拟层孔菌胞外多糖发酵培养基

为提高红缘拟层孔菌(Fomitopsis pinicola)胞外多糖(EPS)产量,采用响应面法对其发酵培养基进行优化。在单因素实验基础上,利用中心组合设计原理,以蔗糖、酵母粉、MgSO4·7H2O浓度为实验因素,以多糖产量为响应值,采用3因素5水平响应面分析方法建立数学模型。结果显示,红缘拟层孔菌产EPS的最佳培养基为:蔗糖186g/L、酵母粉7g/L,MgSO4·7H2O 27g/L,KH2PO42g/L。在此条件下,EPS产量预测值为4.02g/L,验证值为(3.92±0.18)g/L。采用响应面法对红缘拟层孔菌EPS发酵培养基进行优化,方法可行。     

响应面法优化裂殖壶菌突变株的发酵培养基

通过单因素试验和响应面设计相结合,对裂殖壶菌(Schizochytrium limacinum)突变株产DHA的发酵培养基进行了优化。首先通过单因素试验考察发酵培养基主要成分为葡萄糖、谷氨酸钠、酵母膏和海水晶。经响应面优化发现,当发酵培养基中葡萄糖85.99 g/L、谷氨酸钠11.86 g/L、酵母膏8.16 g/L、海水晶20.16 g/L,DHA产量理论预测值可达到6.10 g/L,优化后的DHA产量比优化前提高了11.13%。在50 L发酵罐上发酵培养,DHA产量为10.32 g/L发酵液,为摇瓶培养时的1.69倍。     

利用响应面法优化γ-聚谷氨酸发酵培养基

利用筛选出的枯草芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸,并对其发酵培养基进行优化。首先采用逐因子试验法寻找出各因素的参考范围。在此基础上,利用Plackett-Burman试验筛选出显著影响γ-PGA产量的3个主要因素:酵母粉、谷氨酸钠和CaCl2。用最陡爬坡试验逼近最大产γ-PGA的区域。然后利用Box-Behnken试验对显著因素进行优化,得酵母粉、谷氨酸钠和CaCl2的最佳浓度分别为4.18g/L、76.89g/L和0.1422g/L。在优化后发酵培养基条件下,γ-PGA的产量达到了43.26g/L,比初始γ-PGA产量提高了1.035倍。     

统计学分析方法在普鲁兰发酵培养基优化中的应用

为了得到普鲁兰发酵的最佳培养基,在单因子实验的基础上,应用Plackett-Burman设计法对影响普鲁兰发酵的基本培养基组分中的关键因子进行了优选,并进一步采用响应面分析法(Response Surface Methodology,RSM)对影响普鲁兰产量的关键因素最佳水平范围作了深入的研究。实验结果表明:影响普鲁兰产量的关键因素为:葡萄糖、酵母粉和NaCl的浓度。通过RSM模型的拟合和推算得到在葡萄糖、酵母粉和NaCl质量浓度分别5.675、0.405、0.0815 g/dL时,此时模型预测发酵最佳的产量为32.071 44 g/L,验证值为32.16 g/L,预测值与验证值之间吻合较好,比原始培养基提高了约5倍。     

响应面法优化寇氏隐甲藻突变株的发酵培养基

对寇氏隐甲藻突变株产DHA的发酵培养基进行响应面优化。首先用Plackett-Burman试验筛选出影响显著的3个因素,再利用最陡爬坡试验和响应面试验对培养基进行优化并建立二次多元回归模型,最后用优化后的发酵培养基在50 L发酵罐上进行放大试验。结果表明在最佳培养基葡萄糖121.41 g/L,谷氨酸钠11.54 g/L,硫酸镁7.25 g/L时,DHA的产量为5.65 g/L发酵液,比优化前提高了10.35%。在50 L发酵罐上发酵培养,DHA产量为9.50 g/L发酵液,为摇瓶培养时的1.68倍。     

响应面法优化产油圆红冬孢酵母发酵培养基的研究

采用部分因子设计筛选出影响产油圆红冬孢酵母生物量积累的主要因素为葡萄糖、酵母粉和硫酸铵。在此基础上利用响应面实验设计对主要影响因素进行分析,并预测出圆红冬孢酵母生物量产量最优的培养基组成。最后确定的最佳发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖71.1,酵母粉2.19,硫酸铵2.83,磷酸二氢钾1,硫酸镁1,此时圆红冬孢酵母生物量为6.67g/L,与预测值6.62g/L非常接近,证实了该模型是合理的。     

γ-聚谷氨酸产生菌发酵培养基的响应面法优化研究

利用从纳豆中筛选得到的一株纳豆芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)。在单因素优化实验的基础上,通过响应面法对发酵培养基进行优化,得到最佳培养基配方为蔗糖43.92 g/L、大豆蛋白胨7.00 g/L、谷氨酸钠46.32 g/L,γ-PGA产量由原来的7.253 g/L提高到11.794 g/L。     

嗜酸乳杆菌产β-半乳糖苷酶发酵条件的优化

采用Plackett-Burman试验设计从影响Lactobacillus acidophilus CICC6075产β-半乳糖苷酶的15个因素中筛选出3个显著因素,然后通过响应面分析法优化最佳发酵工艺参数,测定其在最适产酶条件下的酶活力。结果表明：影响嗜酸乳杆菌产酶的显著因素为发酵温度、酵母粉质量浓度和柠檬酸三胺质量浓度,其最佳工艺条件分别为36℃、6.22g/L、2.35g/L。在此条件下最高酶活力的预测值为3.95U/L,与实测值(3.98U/L)十分接近。本实验利用优化工艺发酵产酶,酶活力提高了近两倍。