富铁酵母培养条件的统计学优化

采用实验室筛选的高铁营养酵母菌为实验菌株,通过统计实验设计的方法对发酵过程进行了优化。首先,在单因素实验的基础上,通过Plackett-Burman设计实验,对影响富铁酵母发酵的氮源、磷源、铁离子浓度、pH、温度和转速等因素进行考察。通过实验,发现温度、振荡速度和Fe~(2+)浓度对富铁酵母的总铁含量的影响较大。利用Box-Behnken设计对此3个主要因素的最佳水平进行了进一步研究,通过二次多项回归方程求解得知在培养温度、振荡速度和Fe~(2+)浓度分别为30.16℃、198.50 r/min和1440.69 mg/L时,总铁含量的最大预测值为594.92 mg/L。     

响应曲面法优化番茄红色素的提取条件

以番茄干粉为原料,采用Plackett-Burman试验设计、最陡爬坡试验结合Box-Behnken设计对番茄红色素的提取工艺进行响应曲面优化.研究结果表明;番茄红色素的最大吸收峰为472 nm,提取温度、提取时间、Ca2+浓度对番茄红色素的提取影响显著,最陡爬坡试验表明响应中心为:提取温度50℃、提取时间110 min、Ca2+ 12 mmol/L,最后用Box-Behnken响应面技术建立了关键影响提取率的二次多项式数学模型:Y-0.902+0.09X1-0.039X2+0.046X3-0.139X12-0.104X22-0.070X32+0.056X1X2+0.068X2X3,得到最佳提取工艺为:提取温度为53℃;提取时间为111 min; Ca2+的浓度为13 mmol/L.模型预测结果提取率达到92.30％,验证试验结果提取率达到92.07％.     

重组4-α-糖基转移酶转化淀粉制备大元环糊精的条件优化

4-α-糖基转移酶能够以淀粉为底物通过分子内转糖基作用制备大元环糊精。本研究成功构建了产超嗜热菌Aquifex aeolicus来源的4-α-糖基转移酶重组菌的E.coli BL21 (DE3)/pET-24a(+)-AaAM。对重组菌进行摇瓶发酵,培养27h破壁上清酶活达到0.99 U/mL。以马铃薯淀粉为底物,对酶转化生成大元环糊精进行了条件优化。结果表明,在底物质量浓度为1 g/dL时,经异淀粉酶脱支预处理后,调节初始pH为7.0,反应温度为75℃,加酶量为20 U/g,在10 h时大元环糊精的转化率达到最高24.8%,为大元环糊精的工业生产奠定了基础。     

环糊精系列综述之一 环糊精葡萄糖基转移酶的筛选及其定向改造

环糊精因其特殊性质得到了食品、化妆品、医药等行业的青睐,全球消费量逐年稳步增加。环糊精的巨大需求也使其生产中所必需的环糊精葡萄糖基转移酶(CGT酶,EC 2.4.1.19)成为研究热点。目前,对该酶的研究多集中在作用机制、产物专一性机理等,鲜见从菌株筛选出发的系统性报道。因此,作者从野生CGT酶菌株的筛选出发,立足未来环糊精工业的商业诉求,综述了优质CGT酶获取的多种途径。同时结合国内外对CGT酶的大量研究工作以及我国的资源优势,对该领域未来的研究提出更高的期望。     

响应面法优化肌苷摇瓶发酵培养基及培养条件

采用响应面法对肌苷发酵的培养基及培养条件进行优化。通过Plackeet-Burman设计从肌苷发酵工艺的9个因素中筛选关键因子,结果得出葡萄糖浓度、玉米浆浓度、装液量、接种量4个因子对肌苷产量具有显著的影响。针对4个显著因子进行最陡爬坡试验和Box-Behnken试验,得到参数的最优值和回归模型,并验证结果。最佳工艺参数是:葡萄糖236.87 g/L、玉米浆23.91 g/L、装液量7 mL、接种量6.5%。在最优条件下做验证试验,肌苷产量均值达到8.26 g/L。优化后的肌苷产量较优化前提高了49.9%。     

环糊精制备过程的催化机制及其影响因素

环糊精主要是由环糊精葡萄糖基转移酶(CGT酶,EC 2.4.1.19)作用淀粉制备而得。除受CGT酶的来源及种类的影响之外,影响环糊精产率及产物特异性的因素还有很多,诸如酶作用时间、作用温度、pH、加酶量、添加物、底物种类、底物浓度、原料预处理程度等;此外,这些因素还将影响环糊精的制备工艺过程。然而,目前尚未有环糊精制备过程影响因素的系统报道。作者从环糊精糖基转移酶的催化机理分析入手,阐述影响环糊精产率及产物特异性的影响因素,同时结合环糊精的制备工艺,对环糊精制备相关研究进展进行综述,以期为在环糊精制备相关领域开展研究提供参考。     

大环糊精包埋制霉菌素的研究

大环糊精（LR-CD）具有优于普通环糊精（α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精）的高水溶性、低粘度、不回生等特性,但目前关于大环糊精的应用研究非常少。本文以共轭四烯类大环内酯抗生素制霉菌素为客体,探讨了大环糊精对制霉菌素的包埋能力,结果表明,LR-CD的相溶解曲线为AL型,计算得到LR-CD包埋制霉菌素的包合常数为1.577L/mmol,远远大于β-环糊精和γ-环糊精对制霉菌素的包埋常数（0.375L/mmol和0.539L/mmol）;预测饱和环糊精溶液对制霉菌素的增溶倍数为2958.87倍;红外光谱鉴定表明制霉菌素的酯键及二烯部分进入到环糊精的空腔,而共轭四烯部分及羧基、氨基部分在环糊精腔体表面。      

响应面法优化厌氧细菌产纤维素酶发酵培养基

通过单因素试验确定了厌氧纤维素降解细菌—溶纤维丁酸弧菌WHQ产纤维素酶的最佳培养条件,结果表明,最适产酶条件为培养时间48h,接种量10％,初始pH值8.5,温度37℃.在此基础上,应用响应面法优化该菌株产纤维素酶培养基.在初期研究中,葡萄糖和尿素确定为最佳的碳氮源,利用Plackett-Burman设计从10种培养基成分中筛选出对WHQ产内切纤维素酶有重要性的因素,结果表明葡萄糖、NaHCO,和MgSO4·7H2O对WHQ产内切纤维素酶有重要影响,利用Box-Behnken设计研究这3种因素对WHQ产内切纤维素酶的综合效应,结果表明3种因素的最佳值为MgSO4·7H2O 0.14g/L、葡萄糖14.3g/L、NaHCO3 6.92g/L,此时的内切酶酶活力最大值为206.548μg/(mL.min),与实验值相接近199.324μg/(mL·min),比未优化前的内切纤维素酶活力71.254μg/(mL·min)提高179％.     

Box-Behnken法模拟黄曲霉AS3.4408最适产毒条件的研究

在Plackett-Burman试验设计结果基础上,采用Box-Behnken设计实验、响应曲面法(Responsesurfacemethodology,RSM)分析,对影响黄曲霉AS3.4408最适产黄曲霉毒素的关键培养条件温度、装液量和培养时间进行了探讨。结果表明,在培养温度为27～29℃、装液量为55～65mL、培养时间为7～10d条件下,每毫升发酵液可获得>500ng黄曲霉毒素;通过对毒素曲面方程和二次多项回归方程解逆矩阵得知在培养温度、装液量和时间分别为27℃、64.5mL和9d时,黄曲霉AS3.4408产黄曲霉毒素的最大预测值为606ng/mL发酵液,验证试验证实了该方程的预测值与实际值之间具有较好的拟合度。     

响应面法优化γ-氨基丁酸发酵培养基

利用SAS软件中的二水平设计和响应面分析法,对发酵生产-γ氨基丁酸(GABA)的培养基进行了优化。以MRS培养基作为基础培养基,采用Plackett-Burman(PB)设计对培养基中相关影响因素的效应进行评价并筛选出了有显著效应的葡萄糖、碳氮比及MnSO4.H2O浓度,其他因素对GABA产量的影响不显著。然后用Box-Behnken设计及响应面分析确定了主要影响因素的最佳条件,在优化的培养基中,GABA的产量达到6.02g/L,比优化前的4.35g/L提高了38%。     

开菲尔粒中高产蛋白酶菌株的筛选及培养基优化

采用脱脂乳粉平板初筛法,从开菲尔粒中分离得到10株有明显水解圈的蛋白酶产生菌,对脱脂牛奶平板上透明圈/菌落直径比(HC)>2.00的KX-1、Kx-3、Kx-7三株菌通过时间-酶活曲线进行复筛,得到酶活最高(发酵30 h、酶活146.43 U/mL)的菌株Kx-7。利用单因素试验对培养基进行优化,在此基础上利用Plackett-Burman(PB)试验设计法对影响蛋白酶活性的重要因素进行筛选,结果表明果糖,酪蛋白和Triton X-100,3个因素对产酶影响显著。     

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。     

类球红细菌产辅酶Q_(10)发酵工艺的优化

类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)是一类高产辅酶Q10的光合细菌,该研究对R.sphaeroides EIM-8产辅酶Q10的发酵条件和培养基进行了优化。采用单因素结合响应面设计优化后的培养基组成为:葡萄糖27.8 g/L、(NH4)2SO4 4.9 g/L、谷氨酸4.7 g/L、玉米浆粉2.5 g/L、MgSO49.5 g/L、FeSO41.5 g/L,NaCl 3.5 g/L,KH2PO44.0 g/L、辅液15.0 mL/L;通过单因素试验方法确定的培养条件为:pH 6.5、温度32℃、接种量10%、装液量40mL/250 mL,此条件下辅酶Q10产量可达128.9 mg/L,比优化前提高了89.0%。     

最大程度保留黄酮成分的藜麦糖化工艺优化

为提高藜麦发酵产品的最终质量,获得发酵性能良好且含有更多功能成分的藜麦糖化醪,以藜麦为原料,在单因素试验的基础上,采用Plackett-Burman试验设计对藜麦糖化的9个影响因素进行评价,之后根据中心组合试验设计原理优化糖化工艺。结果表明,具有显著效应的四个因素为加水量、α-淀粉酶添加量、液化时间和糖化时间,藜麦糖化的最佳工艺为:加水量500%、糊化温度80 ℃、糊化时间40 min、液化酶添加量800 U/g、液化温度80 ℃、液化时间17 min、糖化酶添加量4000 U/g、糖化温度65 ℃、糖化时间50 min。在此最佳条件下,藜麦糖化醪总黄酮含量为185 mg/100 mL,还原糖含量为11.9 g/100 mL,且藜麦糖化醪具有藜麦特有的清香。本研究旨在为藜麦发酵产品的产业化提供理论支持。     

优化壳聚糖制备工艺

采用D-近似最优设计法,系统地研究了NaOH质量分数、碱处理时间及碱处理温度这三个主要因素对制备壳聚糖的影响,并以脱乙酰度为主要性能指标,提出不脱蛋白质的壳聚糖制备工艺条件。     

利用玉米淀粉黄浆水发酵生产细菌纤维素的培养基优化

玉米淀粉黄浆水是生产淀粉过程中排放的高浓度有机废水,以其作为Acetobacter xylinum DS398的基础培养基发酵细菌纤维素。采用Plackett-Burman设计和Box-Behnken响应面分析法对培养基成分进行优化,并对产物进行表征。以纤维素干重为响应值,从7个相关影响因素筛选出3个显著因子:蔗糖、磷酸二氢钾和乙醇。在此基础上,根据Box-Behnken响应面分析法确定以上三因素的最佳浓度。最优的玉米淀粉黄浆水培养基组分为:玉米黄浆水稀释比1∶4,蔗糖3.32 g/100 m L,CaCl₂0.3 g/100 m L,KH₂PO₄0.12 g/100 m L,Mg SO₄0.05 g/100 m L,柠檬酸0.2 g/100 m L,乙醇1.50 m L/100 m L,细菌纤维素产量达到1.11 g/100 m L,为优化前的1.63倍。结果表明经优化后黄浆水培养基能够满足Acetobacter xylinum生长代谢的需要,细菌纤维素产量得到显著提高;同时傅立叶红外光谱图和场发射扫描电镜图显示产物是纯度较高的纤维素,微观结构与椰果相似。      

GH77家族4-α-糖基转移酶在淀粉改性中应用的研究进展

糖苷水解酶（glycoside hydrolase,GH）77家族4-α-糖基转移酶（4-α-glucotransferase,4αGT）由于对α1→4糖苷键的独特作用而被广泛应用于淀粉改性中。4αGT通过分子间转糖基化将淀粉凝胶改性为热可逆淀粉凝胶,还进行分子内转糖基化生产大环糊精,而且经4αGT处理淀粉的慢消化特性有所改善。4αGT可与分支酶和淀粉蔗糖酶等协同制备更具抗性的α-葡聚糖产品。4αGT改性淀粉在低脂食品、甜味剂和冷冻食品中有着广泛的应用前景,其作为脂肪替代物和乳脂状增强剂添加到蛋黄酱、低脂涂抹酱、搅拌型和凝固型酸奶中,有潜力代替碳水化合物冷冻保护剂成为低甜度冷冻保护剂。全文综述了GH77家族4αGT改性淀粉在应用方面的进展与挑战,为4αGT的工业生产提供参考。     

新奇环状淀粉——大环糊精的最新研究进展

大环糊精是一类由9个以上葡萄糖基组成的环状糊精混合物总称,由于其特异的分子结构和性质,具有广泛的工业应用前景,最近10年在国际上引起了广泛的关注和研究。分析了在大环糊精的合成、分离纯化及其结构和应用等方面的最新研究进展,指出了存在的问题和下一步的研究方向,并分析了其潜在的工业应用前景。     

影响狮子头口感的关键工艺标准研究

目的：通过对影响狮子头口感的关键要素的研究,得出狮子头最佳工艺配比和加热时间。方法：先采用单因素分析法,通过嫩度、滑爽度、肥腻感感官品质进行鉴定得出淀粉用量、用盐量、肥瘦比、加热时间的工艺参数,再用正交试验法得出综合配比的最佳值,同时运用质构仪、水分检测、脂肪检测方法得出狮子头在不同条件下的硬度、水分含量、脂肪含量,通过相关性分析得出硬度、水分、脂肪与工艺参数之间的关系。结果：狮子头的最佳工艺配比为肥瘦比5:5、用盐量3g、淀粉用量10g、加热时间120min。