响应面法优化血红铆钉菇液体发酵培养基

应用Plackett-Burman设计法对影响液体发酵血红铆钉菇菌丝体产量的培养基组分进行筛选,确定影响菌丝体产量的主要因素为蔗糖、蛋白胨和硫酸锌。在此基础上采用最陡爬坡实验结合Box-Behnken响应面法优化血红铆钉菇液体发酵培养基。确定最优培养基配方为:蔗糖45g/L,蛋白胨5.62g/L,ZnSO433.34mg/L,K2HPO41g/L、KH2PO40.5g/L、MgSO40.5g/L。此条件下菌丝体预测产量为9.68g/L,实际试验产量为9.58g/L,证明模型预测具有很好的准确性。     

微生物聚多糖PS-238合成条件的研究

一株产碱杆菌AlcaligenesspNX3可分泌一种新型高分子多糖PS238,该多糖具有耐高温、耐酸碱、耐盐等优良特性。碳源、氮源等培养基组分对该多糖产量有重要的影响。文中采用单因素的实验方法确定了发酵培养基的碳源、氮源分别为蔗糖和蛋白胨,然后采用中心复合设计法对培养基的主要成分进行了分析和优化。结果表明,碳源是极显著的因素,K2HPO4次之。最优发酵培养基配方为,蔗糖浓度49g/L,蛋白胨浓度65g/L,K2HPO42g/L,MgSO403g/L,根据预测的最优发酵水平的营养配比,产量由1078g/L提高至2285g/L。     

假单胞菌koreensis产聚-β-羟基丁酸酯发酵培养基的响应面优化

通过单因素试验,确定了假单胞菌koreensis发酵培养基的最适碳、氮源种类为葡萄糖和NH4Cl;同时,随着培养基内各组分浓度的不断变化,试验结果表明:葡萄糖、NH_4Cl、K_2HPO_43个因素对PHB产量影响最为显著。在单因素试验基础上,采用Design Expert8.0软件设计Box-Behnken三因素三水平,5个中心点,共17组的响应面试验,得到拟合回归方程,最终确定最适发酵培养基配方为:葡萄糖浓度16.64g/L、NH_4Cl浓度3.94g/L和K_2HPO_4浓度1.45g/L,PHB产量达到3.18g/L,较优化前提高了1.8倍,效果显著。     

响应面法优化枯草芽孢杆菌表面活性素的发酵工艺

为提高枯草芽孢杆菌FHYB201030的表面活性素生产能力,本文以枯草芽孢杆菌FHYB201030为试验菌株,CPC-BTB（氯化十六烷基吡啶-溴百里酚蓝）值为考核指标,利用单因素实验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和响应面试验进行优化,筛选出产表面活性素的最优发酵条件。Plackett-Burman试验筛选出对表面活性素产量影响显著的因素为温度、乳糖、谷氨酸（Glu）,采用最陡爬坡设计和Box-Behnken中心组合设计三因素三水平试验,计算得到表面活性素产量最高的培养基成分为乳糖25 g/L、酪蛋白10 g/L、牛肉膏3 g/L、蛋白胨10 g/L、NaCl 5 g/L、Mn2+ 0.5 mmol/L、Glu 2.5 g/L;最佳培养条件为温度40 ℃、转速200 r/min、装液量30%（体积比）。在上述发酵条件下,枯草芽孢杆菌FHYB201030表面活性素的产量为0.48 mg/mL,较优化前的0.35 mg/mL提高34.56%。研究结果为提高表面活性素生产水平奠定良好的基础。     

己酸发酵条件研究

己酸发酵的水平与菌种的产酸能力、培养条件有较大关系,本文从筛选的菌种js-22-07进行发酵条件的研究,获得最大己酸产量为20.3g/L。通过单因素和正交试验,确定了js-22-07菌株最优发酵培养基和发酵工艺参数。优化发酵培养基:乙醇2.5%,乙酸钠5g/L、酵母膏2g/L。发酵工艺最佳参数为:接种量13%、pH 7.0,发酵温度35℃,发酵时间9-10d。     

PI因子结构类似物对恰塔努加链霉菌发酵产纳他霉素的影响

以恰塔努加链霉菌(Streptomyces Chattanovgensis)为发酵菌种,向发酵培养基中添加PI因子结构类似物,经过初筛,获得能正向调控纳他霉素发酵产量的PI因子结构类似物;应用Box-Behnken设计建立单因素与纳他霉素产量之间的回归模型,经由响应面分析得到最优组合条件。实验结果表明:1,2-丙二醇、丙三醇和三乙醇胺都能有效提高纳他霉素的发酵产量,向每50 m L培养基中添加0.42 m L 1,2-丙二醇、0.43 m L丙三醇、1 m L三乙醇胺,发酵时间为120 h时,发酵培养基中纳他霉素的产量为2.5 g/L,是空白对照组(1.567 g/L)的1.60倍。由此可知一定添加量的PI因子结构类似物可以提高纳他霉素产量。     

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%。     

植物激素对纳塔尔链霉菌发酵产纳他霉素的影响

以纳塔尔链霉菌（Streptomyces natalensis）为发酵菌种,在摇瓶培养基中添加植物激素,通过单因素试验初筛,获得能够有效提高纳他霉素的产量的植物激素;采用Box-Behnken试验设计建立数学模型,进行响应面分析优化确定最优组合。结果表明：吲哚乙酸、赤霉素和6-苄氨基嘌呤均能够有效提高纳他霉素的产量,在5.5 mg/L吲哚乙酸、14.8 mg/L赤霉素和20.5 mg/L 6-苄氨基嘌呤的条件下发酵120 h时,发酵液中纳他霉素的发酵产量可达到1.805 g/L,为对照组的1.63 倍。     

响应面法优化壳聚糖酶发酵培养基

为了提高壳聚糖酶的产量,在单因素的试验基础上,采用响应面法优化诱变后菌株的发酵培养基。利用Plackett-Burman试验设计分析发酵培养基中的7个组分,确定了其中的3个显著因素为酵母浸粉、葡萄糖和MgSO4·7H2O,应用最陡爬坡试验确定了这3个因素的合理范围,再通过Box-Behnken响应面试验优化培养基组分。结果表明,最佳发酵培养基为：酵母浸粉16.9 g/L,葡萄糖10.3 g/L,NaCl 5 g/L,K2HPO4 1.4 g/L,KH2PO4 0.6 g/L,MgSO4·7H2O 1.2 g/L和吐温-80 1.2 g/L。在此优化条件下,壳聚糖酶酶活力达到10.57 U/mL,比优化前提高了11.77%。     

玉米液化清液发酵生产柠檬酸工艺研究

以玉米液化清液为原料,黑曲霉为发酵菌株,通过单因素筛选以及正交试验对玉米清液发酵培养基进行优化研究。通过测定产酸量及菌丝球形态的观察,最终确定最优的培养基配方为:玉米浆0.7%,(NH_4)_2SO_41.0 g/L,MgSO_40.1 g/L,CuSO_40.8 mg/L,ZnSO_40.02 g/L,CaCl22.0 g/L,KCl 0.1 g/L,FeSO_40.34 mg/L,肌醇0.07 g/L。通过30 L发酵罐放大试验确定发酵液初糖浓度为18%、种龄27 h,分段通风转速控制,发酵60 h,柠檬酸产量达到18.33 g/100 m L,糖酸转化率达到100.3%,与带渣发酵方式相比,产酸量和转化率有较大幅度提高。     

亚适量法L-谷氨酸发酵培养基的优化

采用单因素和正交试验对亚适量谷氨酸发酵培养基进行了研究。最佳培养基组成为葡萄糖150g/L,玉米浆5.0g/L,磷酸氢二钠2.7g/L,氯化钾1.8g/L,硫酸镁1.2g/L。与初始发酵培养基相比,L-谷氨酸产量从120.3g/L提高到135.6g/L,糖酸转化率从58.6%提高到60.8%,显著提高了发酵水平,降低了综合成本。     

响应面法优化牛樟芝高产总三萜发酵培养基

为提高牛樟芝(Antrodia camphorata)菌丝体产三萜类化合物的能力,采用筛选试验(Plackett-Burman,PB)试验和中心组合设计(central composite design,CCD)试验对发酵培养基进行优化。首先通过PB试验对影响菌丝体产三萜类化合物的8个组分进行筛选,确定玉米粉、牛肉膏、黄豆粉为3个主要影响因素,然后依次用最陡爬坡试验、CCD和响应面分析,确定主要因素的最佳浓度。由此得到最佳培养基配方:20 g/L葡萄糖,10 g/L大豆粉,16.07 g/L玉米粉,4.5 g/L牛肉膏,31.93 g/L黄豆粉,1 g/L MgSO4,2 g/L KH2PO4,50 mg/L VB1。采用基本发酵培养基培养牛樟芝其菌丝体中总三萜含量为(12.29±0.43)mg/g,经培养基优化处理后三萜类含量为(15.40±0.15)mg/g,相比初始其产量提高了25.3%。     

响应曲面法优化辅酶Q10产生菌发酵培养基

以辅酶Q10产生菌R-SL15为实验菌株,为提高其辅酶Q10产量,对其进行培养基优化,得到最优发酵培养基。采用Plackett-Burman实验设计和Box-Behnken响应面分析方法对R-SL15的培养基进行优化模型的建立,得出最优发酵培养基为:葡萄糖18.90g/L,酵母粉5.54g/L,(NH4)2SO40.98g/L,KH2PO40.95g/L,牛肉膏6g/L,MgSO4.7H2O0.75g/L,FeSO4.7H2O100mg/L,NaCl10g/L,蒸馏水1L。辅酶Q10产量为51.31mg/L,比优化前的25.74mg/L提高了99.34%。该回归模型高度显著(R2=0.9423),拟合性好,可用于预测。     

响应面优化绿色产色链霉菌发酵产阿维拉霉素

对绿色产色链霉菌生产阿维拉霉素的发酵条件进行优化。在单因素试验的基础上,用Plackett-Burman试验设计筛选影响阿维拉霉素发酵的重要参数。先采用最陡爬坡试验逼近阿维拉霉素最大生产区域,再利用Box-Behnken设计确定重要参数的最佳水平。试验结果表明:油酸添加量、油酸添加时间、培养基初始p H值对阿维拉霉素的合成影响显著。通过响应面分析得到一元二阶方程,对方程求解得到优化的参数值,即油酸添加量0.43%,添加时间71.28 h,培养基初始p H 6.98。在该参数值下进行阿维拉霉素发酵,阿维拉霉素产量达1 207.76μg/m L,较对照提高了109.97%,与模型预测值差异不显著,说明建立的模型是有效的。     

产葡萄糖酸钠黑曲霉培养条件优化研究

介绍了黑曲霉菌种的筛选方法,分析了传统培养基中各因素对葡萄糖酸钠产量的影响.通过正交试验确定了黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的最优培养基配方为:葡萄糖300g/L,玉米浆4g/L,NH4H2OP4 1g/L,KH2PO4 0.3g/L,MgSO4·7HH2O0.5 g/L.葡萄糖酸钠产量为265.6g/L,提高了12.2 g/L.     

基于PB试验和响应面分析法对谷氨酸棒杆菌CN1021发酵培养基优化

通过Plackett-Burman试验,得出糖蜜、玉米浆和豆饼水解液对谷氨酸产量有显著影响,通过最陡爬坡试验和响应面分析法对发酵培养基组成进行优化,得到谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)最适发酵培养基组成为葡萄糖30g/L,玉米浆33.9g/L,豆饼水解液19.9g/L,糖蜜30.6g/L,MnSO40.03g/L,FeSO40.03g/L,MgSO42g/L,K2HPO44.5g/L,生物素(VH)0.3mg/L,硫胺素(VB1)0.3mg/L。通过对模型验证实验,谷氨酸产量实际值为111.33g/L,且较未优化的发酵培养基相比谷氨酸产量提高了22.75%。     

5L发酵罐高密度培养番茄红素工程菌及其发酵条件优化

本研究对产番茄红素的工程菌W-05进行发酵条件优化。首先单因素实验确定培养基种类;培养温度;培养基中的较优碳源、氮源以及无机盐。然后根据单因素实验结果,设置响应面实验确定各因素之间的交互影响,响应面实验结果表明培养基各组分为:蛋白胨10.00 g/L、酵母浸出粉5.00 g/L、甘油7.80 mL/L、硝酸铵3.30 g/L、KH2PO4 1.80 g/L、Na Cl 11.62 g/L时,番茄红素得率达理论值为3.42 mg/L。在5 L发酵罐中,使用优化后的培养基高密度培养工程菌W-05。实验结果显示工程菌W-05高密度培养较优发酵条件为:p H值为7.0,溶氧百分数为20%左右及指数流加补料。此条件对比普通分批培养条件,菌体的生物量和番茄红素产量显著提高(p0.05)。优化发酵29 h后的菌体干重达到16.55 g/L,番茄红素得率为19.93 mg/L。这说明改善培养基成分及发酵条件能大幅提高工程菌的番茄红素得率。     

响应面法优化乳酸乳球菌KLDS4.0325产叶酸的培养基成分及发酵条件

探究并提高实验室保藏的分离自新疆酸马奶的乳酸乳球菌KLDS4.0325的产叶酸能力。首先基于实验室前期对KLDS4.0325的全基因组测序结果,对其在基因水平表现出的产叶酸能力进一步运用高效液相色谱法进行测定。然后,以叶酸产量为响应值,通过响应面法对发酵条件进行优化,确定最优发酵条件。利用单因素试验,确定最佳氮源为酵母浸粉,最佳碳源为葡萄糖,主要影响因素为初始pH值、对氨基苯甲酸(p-aminobenzoic acid,p ABA)添加量、谷氨酸添加量与温度。通过Box-Behnken响应面试验,确定最优发酵条件为初始p H 5.40、p ABA添加量42.0 mg/L、谷氨酸添加量6.30 g/L、温度35.40℃,在此条件下叶酸产量为0.814 μg/m L,是优化前(0.260 μg/m L)的3.13倍。通过对乳酸乳球菌KLDS4.0325培养基成分及发酵条件的优化,得出该菌株产叶酸的最优培养基成分及发酵条件,为天然叶酸的产业化生产与应用提供了理论支持。     

枯草芽孢杆菌M364高产抗菌肽Bacillomycin D工业培养基优化

为降低抗菌肽工业发酵的生产成本,提高抗菌肽Bacillomycin D产量,在单因素基础上采用Plackett-Burman实验,寻找原始培养基6010中对Bacillomycin D产量影响显著的营养因素,并通过Central Composite Design响应面法对发酵培养基配方进行优化。结果表明:影响最显著的3个因素为:麦芽糖浆、尿素、MgSO₄·7H₂O。最佳工业发酵培养基配方为:麦芽糖浆46 g/L,尿素0.72 g/L,MgSO₄·7H₂O 0.35 g/L,玉米浆16 g/L,(NH₄)₂SO₄3 g/L,K₂HPO₄ 7 g/L,MnSO₄·H₂O 0.05 g/L。优化后,枯草芽孢杆菌M364摇瓶发酵Bacillomycin D产量达到(620.2±13.9)mg/L,比优化前(415.5±9.8)mg/L提高了50%,是常用Landy发酵培养基(240±20.6)mg/L的2.6倍;19 L发酵罐Bacillomycin D产量为(890.6±20.1)mg/L,相比优化后摇瓶的产量提高了44%,较原始6010培养基提高了1.14倍。本研究提供的培养基可同时达到高产,降低成本,缩短发酵时间的效果。     

利用发酵促进剂提高红酵母β-胡萝卜素产率

为提高红酵母生物合成β-胡萝卜素的产量,分别研究了几种添加物对发酵过程的促进效应。试验结果表明:分别添加硫胺素、核黄素、大豆油和番茄汁可以显著促进红酵母合成β-胡萝卜素。当按单因素试验确定的最优添加量联合添加硫胺素1.5mg/L、核黄素3mg/L、大豆油5mg/L、番茄汁6mg/L时,试验证实β-胡萝卜素发酵产率可比对照提高80%以上,值得进一步研究。