响应面法优化黑曲霉产α-葡萄糖苷酶发酵条件

在液体发酵单因素研究的基础上,通过二水平设计的Plackett-Burman试验确定3个对黑曲霉产α-葡萄糖苷酶影响的关键因素:玉米淀粉用量、装液量和温度。再通过最陡爬坡实验逼近最大酶活区。最后利用响应面法中的Box-Behnken试验设计,进行三因素三水平的响应面分析,以期获得黑曲霉产α-葡萄糖苷酶最优的发酵培养基和发酵条件。优化结果表明,黑曲霉产葡萄糖苷酶最优条件为:玉米淀粉55.8 g/L,玉米浆干粉30 g/L,接种量4%(体积分数),装液量49.3 m L(500 m L摇瓶),摇床转速240 r/min,初始p H4.8,发酵温度36.3℃。优化后α-葡萄糖苷酶活为375.5 U/m L。     

黑曲霉发酵水稻秸秆产纤维素酶的研究

利用黑曲霉(Aspergillus niger)XSY0607菌株在小型不锈钢发酵罐中液体发酵生产纤维素酶。分别研究了碳源、氮源、发酵温度、起始pH、发酵时间及接种量等因素对菌株产纤维素酶酶活的影响。确定了黑曲霉XSY0607菌株产纤维素酶的最优条件:以水稻秸秆粉为碳源,以黄豆饼粉为氮源,在温度为30℃,初始p H为5.5,接种量为5%~7%,发酵72h。此条件下黑曲霉XSY0607菌株的CMC酶活为188U/m L,FPA酶活为34U/m L。     

响应面法优化纤维素酶发酵工艺

以实验室筛选的一株高产纤维素酶的黑曲霉(Aspergillus niger)LG11作为出发菌株,进行响应面分析。在前期单因素试验基础上,设计Plackett-Burman试验,确定影响产酶的显著因素:发酵时间、装液量和转速;通过最陡爬坡试验逼近最大响应值区域,最后通过Box-Behnken响应面设计试验进行回归分析,得出最佳发酵条件为:发酵时间78 h,500m L三角瓶装液64 m L,转速190 r/min,优化后羧甲基纤维素酶(Carboxymethyl cellulase,CMCase)活力由57.1 U/m L提高到74.6U/ml,提高30.65%,试验结果为纤维素酶工业化生产提供了理论依据。     

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。     

苯丙氨酸解氨酶重组大肠杆菌产酶条件研究

为了提高重组苯丙氨酸解氨酶(PAL)活力,研究培养基初始pH值、种龄、接种量、装液量和发酵时间对重组PAL活力的影响,并用响应面分析法优化了培养条件。单因素最适培养条件为：发酵培养基初始pH7.0、种龄10h、接种量10%、装液量50ml、发酵时间24h。响应面优化后的结果表明,种龄、接种量和发酵时间对重组PAL活力影响较大,但三者之间没有显著的交互作用。优化后的产酶条件是：种龄13.3h、接种量10.7%、发酵时间25.5h、在此条件下,PAL活力比不优化的培养条件的酶活增加了15%左右,重组PAL酶活达到14.95 U/ml。     

里氏木霉与黑曲霉混合发酵产纤维素酶的条件优化

为提高纤维素酶酶解秸秆产糖效果,以碱性双氧水处理过的玉米秸秆为发酵基质,进行里氏木霉与黑曲霉混合发酵的研究。通过单因素试验确定黑曲霉延迟接种时间、里氏木霉与黑曲霉接种比例 、发酵时间和固液比4个因素的最优水平。在此基础上,采用Box-Behnken响应面设计对混合发酵产酶条件进行优化,获得最佳产酶条件：黑曲霉延迟接种时间 36h,里氏木霉与黑曲霉接种比例 5:1、发酵时间7d、固液比2:50(m/V)、吐温-80体积分数0.4%、pH 5.0和装液量50mL/250mL。此时,滤纸酶力(FPA)可达1.224 IU/mL,β-葡萄糖苷酶活力(β-GA)可达0.315 IU/mL。采用高效液相色谱法,对最佳条件下的纤维素酶酶解秸秆的水解液进行检测。结果表明,两菌株混合发酵较单菌株发酵的纤维素酶系更加完整,且降解木质纤维素类原料产可发酵性糖的能力增强。     

响应面法优化酸性蛋白酶发酵条件的研究

采用响应面方法对黑曲霉（Aspergillus niger357）产酸性蛋白酶的发酵条件进行了优化。首先通过全因子实验分析了温度、pH值、接种量、装液量对产酶的影响,确定主要影响因子为温度、装液量,前者为正影响,后者为负影响。用最陡爬坡实验逼近最大响应区域,利用中心组合设计及响应面分析确定主要影响因子的最佳水平。在优化的发酵条件下发酵3d,酶活达到1543、01U／mL。     

蜡状芽孢杆菌产中性蛋白酶发酵条件的优化

为提高蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)发酵产蛋白酶的能力,对发酵培养基组成及培养条件进行优化。通过单因素试验研究最适C源及其添加量、最适N源及其添加量、温度、种龄、摇床转速、装液量、pH、时间、接种量等条件对菌株产蛋白酶的影响。在此基础上,利用正交试验设计从9个影响因素中筛选3个主要影响因素,即蛋白胨添加量、温度和装液量;再利用Box-Behnken试验设计进行响应面分析,最终确定蜡状芽孢杆菌发酵产酶条件的最优条件为:蛋白胨添加量7.9g/L,温度26.7℃,装液量56.4mL。优化后,蛋白酶活力达到753.67U/mL,比初始蛋白酶活力(249.50U/mL)提高了2.02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。     

响应面法优化枯草芽孢杆菌产蛋白酶的发酵条件

在单因素试验的基础上,应用响应面分析法对影响枯草芽孢杆菌产蛋白酶的因素进行分析,得到了最佳发酵条件为温度40℃、pH8.04、接种量8.3%、发酵时间56h,此条件下的蛋白酶酶活为247.8U/ml,比单因素试验的最高酶活228.3U/ml提高了8.54%。     

响应面法优化异常毕赤酵母（Pichia anomala）0732-1抑菌产物发酵条件

以异常毕赤酵母（Pichia anomala）0732-1为试材,对其抑菌产物发酵条件进行了响应面优化,并对其产物进行抑菌效果测定。利用Plackett-Burman试验,分析了5种因素对其产物抑菌的影响,确定培养液初始pH值、温度、装样量为影响其抑菌的重要因素。经最陡爬坡试验确定各因素峰值后,利用Box-Behnken试验设计和响应面方法（RSM）分析得到最优发酵条件为培养液初始pH 9.4、培养温度25 ℃、装样量61 mL/150 mL。在此优化条件下,抑菌圈直径为17.9 mm,较优化前提高了32.6%。     

利用响应面法优化溶杆菌UCo1产溶菌酶的发酵培养基

采用响应面法对溶杆菌UCo1产溶菌酶的培养基进行了优化。首先对溶杆菌UCo1产溶菌酶的发酵培养基进行了单因素试验,确定了影响产酶的3个显著因素,即碳源麦芽糖,氮源大豆蛋白胨和表面活性剂Tween-20。采用Box-Behnken响应面法对溶菌酶的发酵培养基组成进行了优化,确定了最佳条件。结果表明,麦芽糖,大豆蛋白胨和Tween-20 3因素的最佳浓度分别为1.725%,3.25%,0.048%时,溶菌酶酶活达到6973.5U/mL,与模型所得到的最大预测值6990.99U/mL基本吻合,且较优化前的酶活力(6230.4U/mL)提高了11.93%。     

莓实假单胞菌产低温胆固醇酯酶发酵条件优化

为了提高莓实假单胞菌（Pseudomonas fragi）Q-06产低温胆固醇酯酶的能力,在单因素试验基础上,结合Plackett-Burman设计和最陡爬坡试验确定影响酶活的3个显著影响因子为葡萄糖添加量、摇瓶装液量、培养温度,确定最优发酵培养基配方为葡萄糖3.0%,酵母粉1.3%,（NH4）2SO4 0.010%,MgSO4·7H2O 0.050%,KH2PO4 0.400%,运用Design-Expert软件Box-Behnken试验设计对P. fragi Q-06发酵产生甾醇酯酶的培养基条件和发酵条件进行优化。结果表明,最适发酵条件为温度28 ℃,转速180 r/min,接种量4%,初始pH 7.5,装液量80 mL/250 mL。在此最佳条件下,甾醇酯酶酶活由优化前360.00 U/L提高至479.64 U/L,是优化前的1.33倍。海洋微生物发酵甾醇酯酶工业化生产有望创造可观的经济效益,具有潜在的研究开发价值。     

寇氏隐甲藻突变株发酵条件的响应面优化

为了得到寇氏隐甲藻突变株的最佳发酵条件.先通过单因素试验考察接种量、培养时间、培养温度、装液量、培养基初始pH值等因素对二十二碳六烯酸产量的影响,在此基础上选择接种量、培养基初始pH、装液量为主要影响因素,通过Box-Behnken设计,得到最优发酵条件为接种量9.2％,初始pH值为6.9,装液量为65 mL/500 mL时,DHA产量最大为5.81 g/L,优化后DHA的产量比优化前提高了13.28％.     

OPTIMIZATION OF NATTOKINASE PRODUCTION CONDUCTION USING RESPONSE SURFACE METHODOLOGY

Natto has attracted worldwide attention because of its health benefits and long history in Japanese food. It has been found that a potent fibrinolytic enzyme named nattokinase, which is extracted from natto, is able to prevent atherosclerosis. The production of nattokinase may be influenced by various factors such as temperature, shaking speed, volume of medium, fermentation time and so forth. Three‐step response surface methodology was applied to obtain the optimal operation conditions of the fermentation process in order to maximize the nattokinase yield. The three major steps are described as follows. First, the important factors for fermentation were identified by L₈ orthogonal array experiment. The chosen factors were temperature (37 or 45C), shaking speed (110 or 150 rpm), volume of medium (80 or 120 mL), Brix of wheat bran extract (1.5 or 3°), Brix of soy meal extract (1 or 2°), glucose concentration (0.6 or 1.2%) and fermentation time (24 or 36 h). Second, a regression equation was established between the response (i.e., the enzyme activity) and the two statistically significant factors (i.e., the volume of medium and fermentation time). Third, the optimal solutions for the volume of medium and fermentation time were obtained based on the response surface of the regression equation. According to the response surface analysis, the optimal operation conditions for the fermentation process should be 80 mL and 37.0817 h for the volume of medium and the fermentation time, respectively, which resulted in 459.11 FU/mL as the predicted enzyme activity.     

响应面法优化鲜黄酒瓶内发酵工艺

为增加鲜黄酒的感官分数,以国家评委和青年学生的感官评价为指标,考察初始糖度、水浴灭菌时间、装液量、发酵温度、发酵时间、接种量因素对鲜黄酒感官评价的影响。采用Plackett-Burman试验筛选影响鲜黄酒感官指标的显著因素,通过最陡爬坡试验、中心组合设计试验和响应面方差分析优化最佳工艺。结果表明,Plackett-Burman试验显示初始糖度、发酵温度和发酵时间是影响感官评价的显著因素。通过中心组合设计和响应面分析得到,鲜黄酒的最佳发酵工艺参数为糖度为126 g/L,发酵温度为20.5℃,发酵时间为69.2 h,装液量为195 mL,95℃水浴灭菌时间为2.5 h,接种量为10 mL,在此条件下所制得的低度鲜黄酒感官评价可达96.6分,感官评价高于此前历次优化。     

抗单增李斯特菌枯草芽孢杆菌C3增菌培养条件优化

枯草芽孢杆菌对单增李斯特菌有强烈抑制作用,该文对其增菌培养基和培养条件进行优化,为今后将其应用于食品和饲料奠定基础。在对培养基成分和培养条件进行单因素试验的基础上,设计5因素4水平正交试验对培养基成分进行优化。结果表明,培养基成分优化为葡萄糖1.0%,酵母浸粉1.0%,NaCl 0.5%,KH2PO4 0.2%,MgSO4·7H2O 0.2%,培养条件优化为pH5.4,装液量50 mL/250 mL,接种量3%,温度37 ℃,150 r/min培养14 h,在此条件下,活菌数可达到7.1×1010 CFU/mL,比优化前提高了7.89倍。     

固态发酵三七渣产红曲红色素的工艺条件研究

通过单因素及正交试验考察了装样量、接种量、培养温度、预处理时间、发酵时间对固态发酵三七渣产红曲红色素的影响。结果表明,发酵过程受工艺条件的影响较大,其中接种量、装样量、培养温度对发酵结果的影响均极显著（P＜0.01）,这3个因素以及它们之间的交互作用对发酵结果影响程度的排序为交互作用＞培养温度＞装样量＞接种量。最佳发酵工艺条件为接种量15%、装样量12.5 g、培养温度34 ℃、预处理时间40 min、培养时间12 d,在此优化条件下,红曲红色素色价可达14.53 U/g。     

黑枸杞果醋发酵工艺条件优化

以黑枸杞干果为原料制备黑枸杞果醋,通过单因素试验、正交试验与响应面试验,确定黑枸杞果醋酒精发酵和醋酸发酵的最佳工艺条件。结果表明,最适于酒精、醋酸发酵的菌种分别为葡萄酒果酒酵母、沪酿1.01醋酸菌。酒精发酵的最佳工艺条件为：黑枸杞干果添加量为15%,初始糖度17%、发酵温度32 ℃、接种量4%;醋酸发酵的最佳工艺条件为：发酵温度30 ℃、接种量7%、装液量42 mL/250 mL。在此优化条件下,黑枸杞果醋的酸度为3.76 g/100 mL,花青素含量为0.55 g/100 mL。黑枸杞果醋饮料色泽深紫、酸度适中,具有浓郁的果醋香和黑枸杞的清香。     

红霉素高产突变菌株发酵工艺优化

以红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea)高产突变株N5为研究对象,通过单因素及正交试验结果确定发酵培养基最佳组成为:葡萄糖3%,淀粉3%,玉米浆0.15%,硫酸铵0.7%,豆油0.3mL/25mL。此外,培养条件优化结果为:发酵的最佳接种量10%;最佳装液量50mL/250mL;最佳初始pH值为6.5;最佳培养温度33℃;发酵时间156h。