响应面法优化西藏黄牛源产纤维素酶菌株发酵条件

在单因素试验基础上,采用Plackett-Burman试验得出麸皮添加量、蛋白胨添加量及发酵温度是影响菌株产酶的3个最重要的 因素。利用Box-Behnken试验设计对类芽孢杆菌（Paenibacillus）N30发酵生产纤维素酶的产酶条件进行响应面优化。 结果表明,单因 素试验优化结果为麸皮添加量2.5%、蛋白胨添加量0.5%、初始pH值为7.0、发酵温度37℃、接种量1.5%、转速150r/min、装液量 125mL/250mL、种龄32h、KH2PO4 0.2%;响应面优化后发酵条件为麸皮添加量2.8%,蛋白胨添加量0.5%,发酵温度38℃。 在此优化条 件下,纤维素酶酶活为42.5U/mL,是优化前酶活（12.1 U/mL）的3.5倍。     

响应面法优化里氏木霉Rut C-30产纤维素酶液体培养基

该试验在单因素对里氏木霉(Trichoderma reesei)Rut C-30产纤维素酶的液体培养基优化的基础上,以滤纸酶活为响应值,采用响应面法确定其最佳培养基。首先通过Plackett-Burman(PB)设计筛选出影响滤纸酶活的显著因素,结晶纤维素和麸皮;通过最陡爬坡试验逼近最大酶活力区域;最后通过Central Composite Design(CCD)设计及响应面分析确定产酶最佳培养基,其中影响酶活的显著性因素结晶纤维素41.8g,麸皮19.1g。经过优化,滤纸酶活力最高为8.21U/mL,比单因素优化结果7.03U/mL提高了16.78%,同时测得CMC酶活为63.64IU/mL,木聚糖酶活为27.4IU/mL,葡萄糖苷酶酶活0.96IU/mL。     

响应面法优化黑曲霉HQ-1产纤维素酶固体发酵条件

采用单因素试验和响应面法对黑曲霉(Aspergillus niger) HQ-1产纤维素酶的固体发酵条件进行了优化并以滤纸酶活力作为响应值.首先通过单因素试验确定最适碳源为玉米秸秆粉/麦麸(1/1)及其最适含量为12.0g;最适氮源为(NH4)2SO4及其最适含量为1.5g.再利用Plackett-Burman设计筛选出影响滤纸酶活力的显著因素:含水量、培养温度和起始pH值.通过最陡爬坡试验逼近最大酶活力区域.最后用Box-Behnken设计及响应面分析确定产酶的最佳发酵条件为玉米秸秆粉6.0g、麦麸6.0g、(NH4) 2SO4 1.5g、KH2PO41.6g、MgSO4· 7H2O 0.8g、含水量73.5%、起始pH值为3.91、培养温度和培养时间分别为33.9℃和96h.经过优化,滤纸酶活力最高为59.432U/g,比未优化的酶活力最高值(13.511U/g)提高了3.40倍.     

一株纳豆芽孢杆菌的产酶条件优化

从一株实验室保藏的产纳豆激酶细菌出发,先对其液体发酵产酶的培养基和培养条件进行优化,在此优化基础上,利用Plackett-Burman试验筛选出影响纳豆芽孢杆菌产酶的3个主要因素:胰蛋白胨添加量、MgSO4添加量、发酵温度,利用Box-Behnken进行响应面试验设计,优化得到最优发酵条件。发酵培养基条件(g/L):胰蛋白胨26.6、乳糖10.0、Na2HPO45.0、NaH2PO41.0、CaCl20.2、MgSO41.35;发酵条件:种龄12h、接种量2%、发酵温度33℃、发酵时间56h、装液量50mL/250mL。此发酵条件下发酵液的纳豆激酶酶活力为743.65U/mL,比优化前提高了232.33U/mL。     

黑曲霉固态发酵产羧肽酶条件优化及在酱油酿造中的应用

该研究以羧肽酶活力为考察指标,采用响应面法对1株高产羧肽酶的黑曲霉（Aspergillus niger）H1-6固态发酵产酶条件进行优化。首先采用单因素试验结合Plackett-Burman（PB）试验筛选出重要影响因子：麸皮添加量、水分含量和接种量,通过最陡爬坡试验获得重要影响因子的峰值范围,最后采用Box-Behnken试验、响应面分析对重要影响因子进行优化。结果表明,黑曲霉H1-6的最优产酶培养条件为：麸皮添加量36%、豆粕添加量50%、NaCl添加量10%、pH值为6.0、含水量56.6%,接种量1.3%。在此优化条件下,固态发酵羧肽酶的酶活力达到938.33 mU/g。将该羧肽酶粗酶液添加到酱油酿造中,能有效提高酱油中氨基态氮的含量（达到1.38 g/100 mL）,进而提高其鲜味。     

绿色木霉JD-1固态发酵玉米芯产纤维素酶条件优化

以玉米芯与麸皮为主要原料,对影响绿色木霉（Trichoderma viride）JD-1固态发酵的因素如玉米芯与麸皮的比例、氮源浓度、发酵温度、时间、料水比等进行研究。在单因素试验的基础上,采取正交试验设计进行优化。结果表明,最佳固体发酵条件为即玉米芯与麸皮质量比为7∶3,培养温度30 ℃,料液比1∶2.0（g∶mL）,培养时间96 h,接种量为10%。在此优化条件下,羧甲基纤维素酶活力达8.95 IU/g,滤纸酶酶活力达2.00 IU/g。     

响应面法优化油茶粕培养里氏木霉酶系活力条件及发酵工艺研究

以油茶粕为底物,对里氏木霉发酵进行培养,研究了油茶粕比例、微晶纤维素添加量、接种量和pH对里氏木霉纤维素酶活力的影响。在单因素实验的基础上,采用响应面分析,优化发酵条件为:油茶粕比例为8. 6%,微晶纤维素添加量为0. 93%,接种量为12. 48%,pH值为4. 9。在该条件下,羧甲基纤维素酶活力为8. 47 U/mL,微晶纤维素酶活力为9. 28 U/mL,纤维二糖酶活力为5. 05 U/mL,滤纸酶活力为5. 44 U/mL。     

黑曲霉产纤维素酶混合发酵条件的研究

为选出高产纤维素酶菌株,对不同菌株进行筛选,通过4种纤维素酶活力大小比较单一菌株与混合菌株的产酶能力。利用3,5-二硝基水杨酸（DNS）法测定各单一菌株及混合菌株的内切葡聚糖酶活、滤纸酶活、外切葡聚糖酶活和β-葡萄糖苷酶活,筛选最优组合,在单因素试验的基础上通过响应面试验确定最佳产酶条件。结果表明,混合菌最佳产酶条件：混合菌株D2∶D2-1=2∶1,发酵时间6 d,接种量6%,发酵温度28 ℃。优化后滤纸酶活力达到156.26 U/mL,较优化前的滤纸酶活（113.96 U/mL）提高了37.1%。     

响应面法优化全豆腐乳前期发酵条件的研究

采用响应面法优化全豆腐乳前期发酵条件,即在单因素实验的基础上,选取发酵时间、发酵温度、菌种接种量为影响因子,以腐乳毛坯上蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶以及α-淀粉酶活力为响应值,应用Box-Behnken中心组合实验设计建立数学模型。研究结果表明,全豆腐乳前期发酵的最优工艺条件为:发酵时间54h、发酵温度30℃、菌种接种量10.3%(以全豆腐乳白坯重量计,孢子悬浮液的浓度约为0.5×107个/mL)。在此最优工艺条件下,全豆腐乳毛坯上蛋白酶活力为208.292U/g,脂肪酶活力为95.835U/g,纤维素酶活力为62.479U/g,α-淀粉酶活力为202.215U/g,各酶的酶活均达到相对较高水平。     

航天诱变黑曲霉菌株ZM-8产纤维素酶的固态发酵条件研究

以麦秸、麸皮为原料,利用固态发酵对航天诱变后筛选的黑曲霉ZM-8菌株生产纤维素酶的条件进行了研究。结果表明,最佳培养基配方为:小麦秸秆粉与麸皮质量比为8:2,(NH4)2SO4为4%,料水比为1:2;最佳培养条件为:接种量为6%,初始pH值为6.5,培养温度为28℃,培养时间为96h。在以上的培养基和培养条件下,测定滤纸酶(FPA)、羧甲基纤维素酶(CMC)和β-葡萄糖苷酶的活力分别为7.90U/g、24.99U/g、21.74U/g,比出发菌种分别提高了3.0倍、1.66倍、2.24倍。     

大蒜皮降解芽孢杆菌属细菌J-5发酵条件优化

利用响应面法对芽孢杆菌属细菌J-5菌株产羧甲基纤维素酶（carboxymethyl cellulase,CMCase）的发酵条件进行优化。通过单因素试验,研究了氮源、碳氮比、初始pH值、料水比、发酵温度、发酵时间、辅助碳源等对产CMCase酶活性的影响,再此基础上选择料水比、碳氮比、初始pH值三因素进行响应面设计,考察各因素对CMCase酶活性的影响及相互作用。确定最佳产酶条件为碳氮比25∶1（m/m）、初始pH 3.2、料水比1∶3.25（m/V）、发酵温度38 ℃、发酵时间144 h、辅助碳源1 g/100 g,此条件下,CMCase酶活力预测值为58.15 U/g,实测值为57.996 U/g。该菌株可产生较高酶活力的CMCase,可有效地降解大蒜皮。     

响应面法优化链霉菌A0901产几丁质酶抑制剂的发酵条件

用响应面法优化链霉菌A0901产几丁质酶抑制剂的发酵条件,以提高几丁质酶抑制剂的产率。利用单因素试验筛选出最佳碳源为可溶性淀粉、氮源为KNO3。采用两水平Plackett-Burman法筛选出对产几丁质酶抑制剂有重要影响的3 个因素：可溶性淀粉、ZnCl2和培养温度,通过最陡爬坡试验逼近最佳响应面区域,最后通过中心组合试验设计,利用SAS软件进行回归分析,得到最佳发酵培养条件：可溶性淀粉3.76 g/100 mL、NaCl 0.05 g/100 mL、KNO30.1 g/100 mL、K2HPO4·3H2O 0.05 g/100 mL、MgSO4·7H2O 0.04 g/100 mL、ZnCl2 0.024 g/100 mL、FeSO4·7H2O 0.001 g/100 mL、初始pH 6、温度28.54 ℃、转速250 r/min。在最优培养条件下,发酵液对几丁质酶的抑制率达到67.58%,较原发酵培养基的几丁质酶抑制率提高36.8%。     

Pseudomonas sp. W7产低温蛋白酶培养基及培养条件的优化

采用Plackett-Burman法对影响假单胞菌（Pseudomonas sp.）W7产低温蛋白酶的因素进行显著性分析,筛选出对产酶影响显著的3 个因素：葡萄糖、蛋白胨和MgSO4;然后用最陡爬坡试验逼近最大产酶区域;应用Box-Behnken原理设计和响应面分析确定产酶培养基的最佳组合为：葡萄糖4.25 g/L、蛋白胨7.00 g/L、干酪素4.00 g/L、K2HPO4 5.00 g/L、KH2PO4 1.00 g/L、CaCl2 0.26 g/L、MgSO4 0.14 g/L,低温蛋白酶的酶活力达到了183.9 U/mL,比优化前提高了21%。另外,对Pseudomonas sp. W7的产酶条件进行了优化,在单因素的基础上,利用正交试验设计,最终确定产酶的最优培养条件为：培养温度为20 ℃、初始pH值为7.0、接种量为3%、装液量为20%、摇床转速为100 r/min,在最佳条件时测得的酶活力为193.2 U/mL。通过生长曲线和产酶曲线的测定,确定产酶的培养时间为48 h。     

以浒苔为碳源的地衣芽孢杆菌发酵产蛋白酶条件优化

为了优化地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）以浒苔（Enteromorpha prolifera）为碳源进行发酵产蛋白酶的能力,以蛋白酶比活力为指标,通过单因素试验探讨不同因素对产酶效率的影响,在此基础上运用Plackett-Burman设计筛选出了3 个显著因素：培养基初始pH值、浒苔添加量和NaH2PO4添加量。采用响应面法对这3 个显著因素进行优化,得到最佳产酶条件为培养基初始pH 6.66、浒苔添加量4.65%、NaH2PO4添加量0.027 4%,此条件下蛋白酶比活力预测值为66 354.70 U/g pro,3 次实验验证值为66 966.37 U/g pro。验证值与基础发酵条件下的最大蛋白酶比活力18 206.16 U/g pro相比,提高了2.68 倍。     

产褐藻胶裂解酶菌种的筛选、鉴定及发酵条件优化

以褐藻酸钠为唯一碳源,经多次富集和驯化,从养殖场腐烂海带中筛选到一株高产褐藻胶裂解酶的菌株Alg07。依据菌体形态、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析,归属于芽孢杆菌属（Bacillus）,命名为Bacillusweihaiensis Alg07。通过单因素试验和正交试验,确定菌株Alg07的最佳发酵产酶培养基成分：褐藻酸钠9 g/L、蛋白胨1 g/L、酵母粉3 g/L、NaCl 5 g/L、MgSO4·7H2O 1 g/L、KCl 5 g/L、CaCl2 4 g/L;最佳发酵产酶条件为：250 mL三角瓶装液量40 mL、培养温度30 ℃、初始发酵pH 6.5、接种量0.5%、摇床转速180 r/min、培养时间24 h。在优化后的培养条件下,褐藻胶裂解酶活力由35 U/mL提高到563 U/mL。     

响应面法优化黑曲霉深层发酵产内切型菊粉酶工艺

以黑曲霉菌种作为菌源,利用深层发酵法生产内切型菊粉酶。通过测定发酵液酶活力,从20 株黑曲霉菌株筛选得到产菊粉酶活力最高的1 株黑曲霉菌株,酶活力为3.05 U/mL。通过单因素试验对最佳工艺条件进行研究,结果表明：培养基装液量为100 mL/250 mL、培养温度30 ℃、接种量1 cm2/250 mL、转速180 r/min、pH 5.0。在单因素试验的基础上,采用中心组合试验原理设计响应面法优化工艺条件,得到最佳工艺条件为：发酵液装液量 99 mL/250 mL、接种量0.99 cm2/250 mL、培养温度31 ℃、转速180 r/min、pH 5.0。在此条件下,测得内切型菊粉酶的酶活力为 6.43 U/mL,比初始酶活力提高了 111%。     

紫色红曲霉FBKL3.0018液态发酵产酯化酶的工艺优化

以分离自贵州某浓香型酒厂中温大曲的产酯化酶紫色红曲霉(Monascus purpureus)FBKL3.0018为研究对象,以发酵液中酯化酶活性为考察指标,通过单因素实验、Plackett-Burman实验和响应面试验对FBKL3.0018产酯化酶的发酵培养条件进行优化。由单因素实验得到FBKL3.0018产胞外酯化酶的条件为:2%牛肉膏、6%蔗糖、0.2%无水氯化钙和0.15%七水硫酸镁、初始pH4.5、发酵温度31 ℃、摇床转速160 r/min、装液量45 mL/250 mL、接种量9%和发酵时间96 h。PB结果表明,对酯化酶生产影响较显著的因素为发酵温度、发酵时间和蔗糖添加量。响应面优化实验得到的最优条件为:发酵温度31 ℃,发酵时间96 h,蔗糖浓度6%,在优化条件下,酯化酶活性为355.62 U/mL,比优化前(133.12 U/mL)提高了2.67倍,与预测值368.82 U/mL拟合率达96.4%,说明所建立的回归模型可靠。     

粗壮脉纹胞菌复合多菌种发酵茶粕产纤维素酶的研究

用粗壮脉纹胞菌分别复合东方伊莎酵母、里氏木霉、绿色木霉、乳酸杆菌固态发酵已去除茶皂素的茶粕,通过测定发酵产物中3种纤维素酶：外切葡聚糖酶（C1）、内切葡聚糖酶（Cx）、β-葡萄糖苷酶（β-G）及总酶滤纸酶（filter paper activity,FPA）的酶活力来探讨其分解粗纤维素的协同作用。粗壮脉纹胞菌和绿色木霉混合发酵产生的C1酶酶活力较粗壮脉纹胞菌单菌发酵提高了51.09%,粗壮脉纹胞菌和绿色木霉复合发酵较单菌发酵延长了其纤维素酶分泌的周期,96 h时FPA酶活力达到2.782 U/g;粗壮脉纹胞菌复合里氏木霉、绿色木霉混合发酵组在发酵10 d后对茶粕粗纤维的最终降解率分别达到了64.19%和61.59%;接种量对单菌和混合菌发酵产纤维素酶影响总体趋势是随着接种量增加酶活力提高,但粗壮脉纹胞菌单菌发酵纤维素酶酶活力在接种量超过9 mL/100 g后开始下降。表明粗壮脉纹胞菌复合里氏木霉、绿色木霉混合发酵降解纤维素具有协同作用。     

响应面法优化樟芝固态发酵产安卓奎诺尔

以樟芝菌固态发酵生产活性代谢产物安卓奎诺尔为目标物,采用Box-Behnken原理进行响应面分析,对樟芝固态发酵产安卓奎诺尔条件进行优化,结果表明：接种量为296.80 mL/kg、Triton X-100添加量为1.10 mL/kg、辅酶Q0的添加量为0.23 g/kg时,理论上樟芝固态发酵培养基安卓奎诺尔产量的最大值为865.85 mg/kg。经验证,安卓奎诺尔实际产量为865.32 mg/kg,表明实验建立的模型能较好地预测实际发酵产安卓奎诺尔的情况。通过优化,樟芝固态发酵安卓奎诺尔产量比优化前（260.57 mg/kg）提高了232.09%。     

鞘氨醇单胞菌产3-苯氧基苯甲酸降解酶发酵条件的优化

以鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas sp.）SC-1产3-苯氧基苯甲酸降解酶的酶活性为响应值,对其产酶条件进行优化。采用Plackett-Burman法对培养基组分和培养条件筛选显著性影响因素,并通过Box-Bohnken设计试验优化产酶条件,得到其最优培养基配方为：蛋白胨0.5 g/L、酵母膏0.5 g/L、葡萄糖0.8 g/L、硫酸镁0.01 g/L、3-苯氧基苯甲酸（3-phenoxybenzoic acid,3-PBA）质量浓度0.1 mg/mL;最优培养条件为：初始pH 8.33、种龄40.0 h、接种量4 mL/100 mL（种子液细胞浓度为108 CFU/mL）、转速180 r/min、温度30 ℃、装液量30 mL（250 mL锥形瓶）、培养时间37.75 h。在此条件下,发酵液酶活力可达1.870 5 mU/ g,比优化前（0.226 9 mU/g）提高8.24 倍。