响应面法优化长双歧杆菌增殖培养基

为了提高长双歧杆菌发酵液中的活菌数,对其增殖培养基进行响应面优化。通过单因素试验筛选出长双歧杆菌的最佳碳源为乳糖,并发现低聚木糖、菊糖、低聚异麦芽糖、低聚果糖、苯丙氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、谷氨酸及赖氨酸均能显著促进长双歧杆菌的生长。利用Design Expert 8.06软件设计Plackett-Burman 试验筛选出影响长双歧杆菌生长的3个最重要因子,通过Box-Behnken试验及响应面分析确定3个因子的最佳添加量为：低聚木糖1.7g/L、菊糖3.6g/L、脯氨酸0.4g/L,用优化后的增殖培养基培养长双歧杆菌,18h后其活菌数达(1.75±0.02)×109CFU/mL,比优化前提高了95.64%。     

绿豆和乳清蛋白水解物对双歧杆菌促生长条件的研究

对婴儿双歧(Bifidobacterium infantis)和两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)的生长发育特性进行研究,在掌握双歧杆菌基本特性的基础上,以乳糖、乳清水解物和绿豆水解物为促生长因子,研究其对双歧杆菌的增殖影响.经过单因素和正交试验发现,乳清蛋白水解物和绿豆蛋白水解物对两种双歧杆菌都有显著的促生长作用.最佳培养基优化方案为:对婴儿双歧杆菌,在基础PTYG培养基基础上,添加1.5g/100mL的乳糖,40%的乳清蛋白水解物和40%的绿豆蛋白水解物;对两歧双歧杆菌,在基础PTYG培养基基础上添加0.5g/100mL的乳糖,40%的乳清蛋白水解物和40%的绿豆蛋白水解物.     

两歧双歧杆菌BB-G90生产工艺的优化

对两歧双歧杆菌的4种发酵培养基进行了筛选,确定了适合两歧双歧杆菌BB-G90生长的发酵培养基;研究了5种冻干保护剂对两歧双歧杆菌BB-G90活菌的影响。利用筛选的发酵培养基培养BB-G90,在调控pH=5.0±0.5条件下进行300 L罐中试发酵试验,确定了发酵参数及冻干保护剂配方。试验结果表明:两歧双歧杆菌BB-G90在优化的发酵培养基、适宜的冻干保护剂及调控pH=5.0±0.5条件下发酵终止时间为22 h,此时,发酵液OD600值为5.62,发酵液活菌数为1.80×109CFU/mL,发酵液经离心、乳化及冻干后,菌粉活菌数为4.10×1011 CFU/g。     

两歧双歧杆菌促生长培养基的初步筛选

本试验首先比较了两歧双歧杆菌在TPY,PTYG和改良MRS培养基的生长情况,发现PTYG作为两歧双歧杆菌的生长培养基相对较好;然后在PTYG培养基中加入乳清蛋白水解液和乳糖,结果表明乳清蛋白水解液与乳糖对两歧双歧杆菌的生长有一定的影响,其适当添加量为10%乳清蛋白水解液（mL/mL）和1.5%乳糖（g/g）。     

山梨醇、甘露醇及甜菜碱等对两歧双歧杆菌冻干的影响

通过单因素实验,研究了NaCl、山梨醇、甘露醇、谷氨酸、谷氨酸钠、甜菜碱添加到MRS优化培养基中对双歧杆菌冻干存活率和单位菌粉活菌数的影响,确定了适合两歧双歧杆菌最佳冻干条件。结果表明:添加物NaCl、山梨醇、甘露醇、谷氨酸、谷氨酸钠、甜菜碱的浓度分别为0.5%、0.6 g/L、0.9 g/L、0.3 g/L、0.2 g/L、0.4 g/L时双歧杆菌冻干存活率分别达到最大。     

响应面法优化两歧双歧杆菌益生元类冻干保护剂

以两歧双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）为试验菌株,以冻干存活率为评价指标,采用中心组合试验设计对两歧双歧杆菌益生元类冻干保护剂进行优化。结果显示,益生元类冻干保护剂的优化配方为菊糖13%,水苏糖11%,低聚木糖7%,经重复试验验证后的冻干存活率是（88.7±1.3）%,与预测值无显著性差异（P＞0.05）,这说明采用响应面法优化两歧双歧杆菌冻干保护剂是可行的。     

莲子低聚糖青春双歧杆菌增菌培养基的优化研究

为提高青春双歧杆菌培养基的菌体数量,添加莲子低聚糖作为培养基的单一碳源,采用部分因子设计法确定培养基中对菌体干质量影响较大的因子,快速登高法逼近最大响应区域。在此基础上,利用中心旋转组合设计法进行响应面优化,通过SAS软件回归分析确定培养基各营养成分的最佳质量浓度。研究结果表明:影响青春双歧杆菌生长的培养基主要因子依次为莲子低聚糖、胰蛋白胨和p H值。添加莲子低聚糖后,青春双歧杆菌增菌培养基的最佳发酵条件为:大豆蛋白胨5 g/L,莲子低聚糖7.91 g/L,胰蛋白胨3.66 g/L,酵母粉10 g/L,吐温-80 1 m L,L-半胱氨酸盐酸盐0.5 g/L,无机盐溶液40 m L,p H 7.04。优化后,培养基中短链脂肪酸含量显著提高,菌体干质量达到4.722 g/L,活菌数为(2.92±0.13)×109CFU/m L。     

双歧杆菌培养基优化及pH调控培养研究

对常用4种双歧杆菌培养基进行比选,确定出产双歧杆菌高的基础培养基,采用正交试验通过改变碳源、添加低聚果糖及pH值的内源调节优化基础培养基,优化培养基为在比选出的基础培养基中加0.5%低聚果精和1%碳酸钙.利用优化培养基培养双歧杆菌,当培养液pH值低于5.5时,用6mol/L NaOH调节pH值为6.0～6.5,在厌氧条件下37.5℃培养24h,活菌数达到1.7×1010cfu/mL.     

响应面法优化青春双歧杆菌增殖培养基

为提高青春双歧杆菌在发酵液中的活菌数,以MRS为培养基,采用响应面法对培养基进行优化,同时比较了优化前后的生长曲线与pH的变化。通过响应面分析结果得到青春双歧杆菌的增殖培养基配方：葡萄糖15.85g/L、低聚果糖15.85 g/L、胰蛋白胨12.04 g/L、牛肉膏7.23 g/L、酵母粉9.63 g/L、柠檬酸铵2.75 g/L、K2HPO4·3H2O 2.75 g/L、乙酸钠6.875 g/L、吐温-80 1.0 mL、MgSO4·7H2O 0.2 g/L、MnSO4·H2O 0.05 g/L、L-半胱氨酸盐酸盐0.5 g/L。该菌在增殖培养基中28 h达到稳定期,比优化前缩短12 h;活菌数达到8.9×109 CFU/mL,是优化前的1.73倍。     

优化两歧双歧杆菌培养基的增菌研究

针对两歧双歧杆菌的营养需要,采用正交实验设计优化增殖培养基。结果表明,酵母膏是短双歧杆菌的显著影响因素。最佳的优化培养基配比是:酵母膏0.9%,胰蛋白胨0.3%,大豆蛋白胨0.3%,葡萄糖2.0%,双歧因子0.8%,生长因子10%(均为质量分数)。用经优化的增殖培养基配方测定两歧双歧杆菌的生长曲线及其pH值的变化,确定该菌增殖培养的最适终止时间约为18h,此时平板菌落计数的菌数可高达2.1×1010mL-1。     

适于解淀粉芽孢杆菌BGP20菌体生长的培养基响应面优化

为获得解淀粉芽孢杆菌BGP20的低成本高效菌体生长培养基配方,利用响应面试验设计和摇瓶发酵对培养基各组分进行优化。根据单因素试验和Plackett-Burman设计试验结果确定了豆粕和玉米淀粉为主要因素。以发酵培养液菌体密度为响应值,利用Design-Expert软件的中心组合试验设计进行优化,并对预测值进行验证。结果表明：回归方程具有很好的拟合性,培养基最优配比为豆粕16.03 g/L、玉米淀粉6.30 g/L、MgSO4·7H2O 0.75 g/L、NaCl1.25 g/L、KH2PO4 0.75 g/L、痕量元素 15 mL/L,获得BGP20发酵液菌体密度为1.86×109 CFU/mL,模型预测最高值为1.985×109 CFU/mL,验证实验结果为预测值的93.72%,说明该模型对实际生产具有指导意义。     

两歧双歧杆菌1.1852的工业化发酵工艺

通过优化获得适合双歧杆菌工业化生产的,成本低廉的工艺条件。通过单因素试验,从番茄汁、低聚果糖、废糖蜜、马铃薯淀粉、玉米浆、豆饼粉6个因素中选出较优因素,并通过L9(3)4正交试验确定双歧杆菌发酵培养基的适宜配方及适宜发酵条件。结果表明:适宜的发酵培养基组成为番茄汁80ml/L、低聚果糖15g/L、废糖蜜20ml/L、玉米浆110mL/L、0.1%刃天青1mL/L、吐温-801mL/L、盐溶液40mL/L及L-半胱氨酸盐酸0.5g/L;适宜的培养条件为温度40℃、起始pH6.8、接种量3%,发酵时间32h。优化得到的培养基成本较低,发酵条件简单易控,适合双歧杆菌工业化生产。     

嗜酸乳杆菌IMAU30067增殖培养基的研究

嗜酸乳杆菌IMAU30067是分离自新疆传统酸马奶中的一株具有潜在益生特性的乳酸菌。本研究针对嗜酸乳杆菌IMAU30067的营养需求,通过增殖培养基优化,获得其高密度培养条件。采用单因素试验、正交试验以及响应面法对嗜酸乳杆菌IMAU30067的培养基成分以及静态培养条件进行优化。通过优化得到嗜酸乳杆菌IMAU30067的最佳增殖培养基为:葡萄糖30.00 g/L、麦芽糖30.00 g/L、海藻糖20.00 g/L、鱼蛋白胨30.00 g/L、大豆蛋白胨10.00 g/L、柠檬酸钠2.29 g/L、乙酸钠5.74 g/L、K_2HPO_42.29 g/L、MgSO_4·7H_2O 0.80 g/L、马铃薯提取物6.00 g/L、组氨酸0.10 g/L。最佳培养条件为:接种量1×10~6CFU/mL、初始pH值6.5,于37℃恒pH5.0厌氧培养。最后利用5L发酵罐进行小试发酵试验,优化后IMAU30067的活菌数达3.72×10~9CFU/mL。通过对IMAU30067增殖培养基及培养条件的优化,IMAU30067活菌数较MRS基础培养基提高了82.6倍,为其高密度培养奠定了基础。     

乳酸乳球菌生产γ-氨基丁酸条件的优化

采用析因设计和中心组合试验设计对乳酸乳球菌FJNU-GA1304产γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的条件进行优化。完全析因设计优化后的细胞转化条件为:p H 3.5、反应温度40℃、反应时间24 h,谷氨酸钠质量浓度20 g/L和湿菌体质量浓度25 g/L;在单因素试验的基础上,通过筛选设计确定谷氨酸钠、玉米浆粉和葡萄糖质量浓度为主效因子。采用三因素三水平的中心组合试验对主效因子的交互作用进行分析,结果表明:最佳的培养基组成为谷氨酸钠9.50 g/L、玉米浆粉12.50 g/L、葡萄糖5.74 g/L、酵母膏5.00 g/L、K2HPO4 1.20 g/L、Mg SO4 0.60 g/L。在最佳转化条件和发酵培养基组合下,GABA产量最高达9.06 g/L,比优化前4.80 g/L提高了88.8%。     

两歧双歧杆菌耐氧耐酸优良菌株的选育

两歧双歧杆菌通过逐渐增加培养基中氧气分压的方法进行多次耐氧驯化,每次耐氧驯化后进行挑选耐氧的两歧双歧杆菌单菌落,然后将经过耐氧驯化的两歧双歧杆菌菌株再通过降低培养基pH值的方法来进行多次耐酸驯化,每次耐酸驯化后进行挑选两歧双歧杆菌单菌落,以确定所获得的两歧双歧杆菌为纯的耐酸菌株.最终得到了1株对氧和酸的耐受能力有较大提高的两歧双歧杆菌菌株,且耐氧耐酸驯化后的菌株没有发生变异.这有利于两歧双歧杆菌产品的开发和保持两歧双岐杆菌制品有较高的活菌量,具有较好的实际应用价值.     

植物乳杆菌YSQ 规模化生产的低成本培养基配方优化

通过单因素试验、Plackett-Burman试验设计及响应面法筛选适于植物乳杆菌YSQ株大规模发酵的低成本培养基。结果表明：单因素试验确定培养基成分：碳源为玉米粉、次粉+蔗糖;氮源为豆粕;番茄汁作为生长因子供体。利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响植物乳杆菌生长的4个主要因子：次粉、豆粕、K2HPO4和MnSO4。最陡爬坡、中心优化组合及响应面分析确定培养基各组分的最适添加量为：玉米粉10g/L、豆粕15.5g/L、次粉1.2g/L、蔗糖5g/L、番茄汁150mL/L、K2HPO4 1.1g/L、MnSO4 0.28g/L、MgSO4 0.3g/L。优化后,植物乳杆菌发酵18h的菌落总数从优化前的8.73×108CFU/mL(玉米粉、豆粕、次粉的混合料)提高到2.68×1010CFU/mL。     

枯草芽孢杆菌JMUKC2 产肌苷摇瓶发酵培养基的优化

利用单因素试验和正交试验对肌苷生产菌枯草芽孢杆菌JMUKC2的摇瓶发酵培养基进行优化,优化后的最佳发酵培养基配方为葡萄糖140g/L、玉米浆20g/L、酵母膏17g/L、尿素7g/L、硫酸铵20g/L、MgSO4 ·7H2O 1g/L、KH2PO4 7g/L、CaCO3 20g/L。培养基经优化后,生物量比优化前提高了40.67%,肌苷产量比优化前提高了46.57%。     

优化陈米糖化液提高细菌纤维素产量的研究

以木醋杆菌（Acetobacter xylinum）为发酵菌种,通过Plackett-Burman试验设计确定了陈米糖化液培养基中酵母膏、KH2PO4、FeSO4、乙醇对木醋杆菌发酵产细菌纤维素具有显著影响,并采用Box-Behnken试验设计对各显著影响因子进行优化,获得最优的陈米糖化液发酵培养基配方为：在陈米糖化液培养基基料中加入酵母膏13.1 g/L、蛋白胨10 g/L、KH2PO4 5.7 g/L、MgSO4 3.1 g/L、FeSO4 0.3 g/L、柠檬酸0.3 g/L、无水乙醇4.0%。在此优化条件下,细菌纤维素的产量为7.08 g/L,是陈米糖化液培养基基料发酵产细菌纤维素（0.38 g/L）的18.6倍,比基础发酵培养基细菌纤维素产量（4.80 g/L）提高了47.5%。     

利用JMP软件优化威兰胶发酵培养基

利用统计分析软件JMP的试验设计(DOE)功能(包括Plackett-Burman设计、析因设计、中心组合设计,预测刻画等)对威兰胶发酵菌株Alcaligenes sp.Y5的发酵培养基进行了优化,得到一组最佳发酵培养基配方:葡萄糖52.9 g/L、牛肉膏4.0 g/L、K_2HPO_4·7H_2O 2.2g/L、MgSO_4·7H_2O 0.1g/L,Ca CO_3 2.0 g/L,吐温80 0.5g/L。优化后威兰胶产量由初始的15.72 g/L提高到26.58 g/L,提高了69.08%。     

植物乳杆菌LP-S2高密度培养的研究

为提高植物乳杆菌LP-S2发酵培养液中的菌体浓度,对MRS培养基的碳氮源和培养条件进行了优化。确定植物乳杆菌LP-S2优化培养基配方为:葡萄糖26g/L、酵母浸粉34g/L、KH_2PO_42g/L、乙酸钠5g/L、柠檬酸铵2g/L、MgSO_4·7H_2O 0.58g/L、MnSO_4·4H_2O 0.25g/L、吐温80 1ml/L。植物乳杆菌LP-S2最优发酵条件为,接种量4%,发酵温度33℃,初始pH值7.2,装液量5ml。在优化后的发酵条件下培养,植物乳杆菌LP-S2菌液OD值达到0.830。比未优化前提高了1.84倍,活菌数达到12.5×10~(10) CFU/ml,为进行冻干发酵剂的相关试验奠定了良好的基础。