响应面法优化黄杆菌突变株产脂肪酶摇瓶发酵条件

应用响应面法对经超临界CO2诱变获得的黄杆菌突变株(Flavobacterium sp. YY25-H0.5)产脂肪酶的摇瓶发酵条件进行优化.首先应用Plackett-Burman设计对影响产酶的因素进行效应评价,筛选出3个主要影响因素:起始pH,橄榄油含量和Triton X-100含量.然后用响应面法对主要因素进行优化,得出最适条件:起始pH6.90,橄榄油含量1.17 %和Triton X-100含量0.33%.YY25-H0.5在优化条件下摇瓶发酵24 h所产脂肪酶为38.9 U/mL,是优化前的1.34倍.该突变株的产酶活力在产脂肪酶的细菌中居较高水平.     

副干酪乳杆菌产γ-氨基丁酸的发酵培养基优化

以提高γ-氨基丁酸(GABA)产量为出发点,对具有益生特性的副干酪乳酸菌M5进行培养条件优化。采用单因素、PB与响应面试验对初始培养基配方进行优化。优化后最适培养基配比为:酵母浸粉10 g/L、无水乙酸钠2 g/L、蛋白胨5 g/L、葡萄糖10 g/L、L-谷氨酸钠1.4 g/L、维生素B6 2 mmol/L、氯化钙1.5 mmol/L、接种量4.1%。采用此培养基较初始培养基合成GABA的产量提高了9%。研究结果对提高副干酪乳杆菌产GABA能力提供了依据。     

响应面法优化海洋枯草芽孢杆菌HS-A38增殖发酵培养基

在摇瓶培养条件下,优化提高海洋枯草芽孢杆菌菌体浓度的发酵培养基组分。采用Plackett-Burman法确定了影响菌体浓度的显著性因子,即葡萄糖和ZnSO4;通过最陡爬坡实验逼近这两个重要因子的最大响应稳定区域,采用中心组合实验确定显著性因子的最佳水平,并用Design expert 7.13软件进行回归分析。优化后培养基的组成为:葡萄糖8.49g/L,豆粕粉12.0g/L,尿素0.625g/L,酵母膏4.0g/L,K2HPO44.0g/L,ZnSO40.053g/L。优化后的活菌浓度达到1.64×109 cfu/mL,与优化前菌体浓度(7.22×108 cfu/mL)相比,提高了1倍多。通过统计优化培养基组分可有效提高海洋枯草芽孢杆菌HS-A38的发酵液菌体浓度。     

响应面法优化裂殖壶菌产DHA油脂的发酵培养基

采用响应面法对海洋真菌Schizochytrium sp.产DHA油脂的发酵培养基进行优化。通过单因素试验确定了以葡萄糖为碳源、酵母浸粉为氮源、谷氨酸钠为外源添加剂3个主要因素。根据Box-Behnken中心组合设计,以DHA油脂产量为响应值,对Schizochytrium sp. DP-16的发酵培养基进行响应面优化。优化后的培养基组成为葡萄糖83.60 g/L,酵母浸粉11.75 g/L,谷氨酸钠9.30 g/L,海水晶15 g/L,MgSO_4·7H_2O 5 g/L,KH_2PO_4·H_2O 7 g/L。优化后DHA油脂产量提高了4.5%。     

响应面法优化芽孢杆菌LJ-7发酵产酯酶条件

为了获得海洋芽孢杆菌LJ-7发酵产酯酶的最佳条件,采用响应面法对其发酵条件进行了优化.首先,通过单因素试验选出对酯酶产量影响较显著的3个因素,即发酵温度、初始pH和发酵时间.在单因素试验的基础上,采用Box-Benhnken中心组合方法进行三因素三水平的试验设计,以酶活为响应值,利用响应面分析法进行进一步优化,确定最佳发酵条件为:发酵时间42.81h,发酵温度29.40℃,pH为6.21,此时预测的酯酶酶活为24.91U/mL.在此最佳条件下,平行试验测得实际酶活为24.63U/mL,达到理论预测值的95％以上.该模型较好地预测了实际发酵情况,得到的优化条件具有实际应用价值.     

响应面设计法优化GST发酵培养基

利用响应面方法对重组谷胱甘肽硫转移酶表达菌株E coliBL21(DE3)PGEX发酵生产谷胱甘肽硫转移酶(GST)的培养基进行了优化。用Plackett-Burman实验方法研究葡萄糖、酵母膏和MgSO4等20个营养因子对产GST活力的影响,结果表明主要影响因子为葡萄糖、酵母膏和MgSO4。根据实验结果对主要影响因子的浓度范围进行估计,然后用Box-Behnken设计及响应面分析确定主要影响因子的最佳浓度。结果表明当葡萄糖浓度为42.06 g/L,蛋白胨浓度为10g/L,酵母膏浓度为8.47 g/L,NaCl浓度为1 g/L,MgSO4浓度为1.62 g/L时,E coliBL21(DE3)PGEX产GST活力达到633.9 mmol/(L.h),较原始培养基的活力提高了63.75%。     

高产S-腺苷蛋氨酸的酿酒酵母发酵条件的响应面法优化

利用Design Expert软件,采用Plackett-Burman(PB)设计和响应面法(RSM)对产S-腺苷蛋氨酸(SAM)的酵母菌株的发酵条件进行优化,PB实验设计及分析结果表明,接种量、L-Met质量浓度、发酵时间是影响SAM胞内产量的3个显著因素。在此基础上通过最陡爬坡实验逼近最大响应区域,并采用Box-Behnken实验设计及响应面分析确定了发酵产SAM的最佳条件为接种量10%,L-Met质量浓度为4.0g/L,发酵时间56h,发酵温度30℃,pH为6.0,在250mL三角瓶中装液量60mL,种龄24h,摇床转速180r/min。最终优化后的SAM胞内产量达到287.615 7mg/g,比初始产量提高1.38倍。     

响应面法优化桦褐孔菌产三萜化合物发酵培养基

通过单因子实验筛选出桦褐孔菌发酵产三萜化合物最佳碳源和氮源分别为葡萄糖和混合氮源,采用部分因子实验得到对三萜含量有显著影响的4个组分,即葡萄糖、蛋白胨、CaCl2和酵母粉,再利用最陡爬坡实验并结合中心组合实验和响应面分析得到最佳培养基组成:葡萄糖58.9g/L、蛋白胨2.9g/L、CaCl20.5g/L、酵母粉1.2g/L、KH2PO41.0g/L和MgSO40.2g/L。采用该优化培养基发酵,三萜含量达到57.1mg/g,较优化前(41.8mg/g)和天然子实体(36.3mg/g)分别提高了36.6%和57.3%。     

响应面法优化采油菌株Bacillus FH-1-2产脂肽发酵培养基

运用Plackett-Burman法确定了影响脂肽产量的3个重要因素:FeSO4、MnSO4和酵母粉,通过最陡爬坡试验确定了以上3个重要影响因素的最佳质量浓度范围,再利用Box-Behnken设计得出回归方程并利用Minitab软件进行回归分析,得到各因素的最佳质量浓度(g/L):FeSO40.011,MnSO40.204,酵母粉0.205,KH2PO43.4,Na2HPO41.5,NaNO34,MgSO4.7H2O 0.2,液体石蜡25。采用优化后的培养基进行发酵,发酵液的表面张力值降至38.4 mN/m,脂肽产量达到401 mg/L,提高了19.7%。     

基于序列响应面方法的协同优化算法

分析了响应面协同优化的计算结构，指出影响计算结果准确度的因素，即计算过程中存在选择响应面样本点及响应面更新的问题，这是两个相互耦合的问题。分析了产生这个问题的原因并提出了一种将修正的置信域方法与中心组合设计相结合的序列响应面算法，系统地解决了这个问题。仿真算例表明由该算法得到的结果有很高的精度与鲁棒性，完全可以满足工程计算需要。     

响应面法优化固定化碱性蛋白酶工艺

采用多孔壳聚糖微球吸附和戊二醛交联的方法,将碱性蛋白酶固定于壳聚糖上.在pH、加酶量、温度、戊二醛体积分数和固定化时间5个单因素试验的基础上,利用响应面分析法对固定化碱性蛋白酶的工艺条件进行了优化.结果表明:在pH 9.20、加酶量7 512 U/g、固定化温度44.58℃、戊二醛体积分数0.20%、固定化时间8.11 h的最佳工艺条件下,酶的回收率高达56.73%.     

响应面法优化硬脂酸淀粉酯合成的研究

以小麦淀粉为原料,硬脂酸为酯化剂,盐酸为催化剂,在干法条件下合成硬脂酸淀粉酯.通过单因素实验研究了各因素对产品取代度(DS)和反应速率(RE)的影响,确定了合成硬脂酸淀粉酯的适宜工艺条件:盐酸用量(淀粉干基)0.05%、体系含水量20%、硬脂酸添加量(淀粉干基)3%、反应时间180 min、反应温度150℃,得到取代度为0.013 8的产品.在单因素实验的基础上,通过响应面实验得到最优工艺条件,获得取代度为0.014 2的产品.     

响应面法优化鸡皮明胶提取条件的研究

传统的明胶主要来源于猪和牛的皮和骨,但是近年来由于宗教信徒(伊斯兰教)的不断壮大,使得传统明胶的使用受到了严格的限制,所以迫切需要找到一种传统明胶的替代品。鸡皮中含有丰富的胶原蛋白,作为明胶的提取材料,不仅可以满足宗教人群的需求,还可以提高资源利用率和企业效益。以鸡皮为原料,通过单因素试验考察了鸡皮明胶提取过程中碱液浓度、浸碱时间、酸液体积分数和提胶温度对所得明胶凝胶强度的影响。在单因素试验的基础上,利用BoxBehnken中心组合试验和响应面分析法对鸡皮明胶的提取工艺条件进行优化,建立了明胶凝胶强度和碱液浓度、浸碱时间、酸液体积分数和提胶温度之间的回归模型,并对该模型进行显著性分析,探讨各因素及其交互作用对明胶凝胶强度的影响,发现碱液浓度、浸碱时间和提胶温度对明胶凝胶强度的影响均比较显著,而酸液体积分数和交互因素都不显著。最后经过验证试验得到鸡皮明胶的最佳提取工艺条件:Na OH浓度0.2 mol/L,浸碱时间0.8 h,HCl体积分数0.6%,提胶温度55.0℃。此条件下明胶凝胶强度达到396.6±4.0 g,与预测值392.43 g相近,且比市售猪皮明胶的凝胶强度(240.0 g)显著提高了65%,可为开发新的明胶提供理论依据。     

响应面分析法优化干酪凝乳工艺的研究

在单因素试验的基础上,利用响应面分析法对干酪凝乳条件进行优化,并应用正交试验研究影响乳清中干物质含量的因素.通过SAS软件得到优化工艺:发酵剂添加量2%、氯化钙添加量0.02%、凝乳温度32℃时,凝乳时间最短;凝块切割边长1.5 cm、热烫温度37℃、热烫时间10 min时,乳清中干物质含量最低.按照优化工艺参数进行验证试验,干酪凝乳时间为5.17 min,乳清中干物质含量为5.51%,干酪产率达到13.11%,与模型预测值基本相符,干酪产率比同类产品提高1%~2%.     

响应面法优化鸡脂酶解工艺

通过单因素实验考察了脂肪酶、乳化剂、反应温度、pH值、反应时间、酶添加量及摇床转速等影响鸡脂脂肪酶水解的因素.采用响应面分析法对反应温度、酶添加量、pH值和反应时间等工艺参数进行了优化研究.结果表明,二次多项式模型符合实验数据.反应获得较优酸值时反应参数条件为：温度46.6℃,加酶量0.5%,pH值6.4,反应时间4.33 h.     

响应面法优化烩面加工工艺的研究

为提高烩面的质构品质与感官品质,以小麦粉为原料,研究烩面加工的最优工艺条件.对加水量、加盐量、醒面温度、醒面时间4个因素分别进行单因素试验,根据单因素试验结果设计BoxBenhnken中心组合试验,以烩面的感官评分为指标,采用响应面优化法确定烩面加工的最佳工艺参数.结果表明:烩面加工最优工艺条件为加水量51%、加盐量2.3%、醒面温度31℃、醒面时间32 min.按优化后的工艺制作烩面的感官评分为84.20±0.55,硬度为5 246.71±113.25 g,咀嚼度为4 370.26±91.42 g,烩面的感官品质和质构品质达到最佳.     

响应面法优化淀粉微球吸附精氨酸的研究

以精氨酸为模型药物,采用响应面法优化淀粉微球的吸附性能.在单因素试验的基础上选取油水比例、交联剂用量、反应温度和乳化剂用量为影响因子,应用CCD(中心组合)进行4因素5水平的试验设计,以淀粉微球吸附量作为响应值,进行响应面分析(RSA).结果表明,淀粉微球吸附精氨酸的最佳条件为:油水比例为3.13:1(油相62.6 mL,水相20 mL),交联剂用量为4.19 mL,反应温度为49.76℃,乳化剂用量为0.6 g.精氨酸吸附量预测值为1.612 mg/g,验证值为1.695 mg/g,与预测值的相对误差为5.15%.     

响应面法优化甘油歧化产1,3-丙二醇菌培养基的研究

以甘油为原料,在单因素试验的基础上,利用响应面法研究了(NH4)2HPO4、K2HPO4/KH2PO4、pH值对1,3-丙二醇产量的影响,得到二次多项式回归模型.结果表明:回归模型能很好地反映各因素水平与响应值之间的关系,同时得出这3因素的最佳用量为(NH4)2HPO42.76 g/L、K2HPO4/KH2PO4(质量比1∶1)3.98 g/L、pH值7.58,此时1,3-丙二醇理论产量为28.702 g/L,实际产量为27.597 g/L,比优化前提高了19.02%.     

响应面法优化玉米芯预处理及酶解工艺的研究

以氧化钙处理、酶解玉米芯,使纤维素结晶度降低以提高酶解效率从而提高还原糖转化量.在单因素试验基础上,采用响应面法对预处理酶解工艺优化,拟合氧化钙含量、加酶量、酶解时间3个因素对还原糖转化量的回归模型,得出还原糖转化的最佳工艺条件:氧化钙含量50mg/g,浸泡时间18 h,121℃处理45 min,加酶量8%,酶解时间80 h,经高效液相色谱(HPLC)法测定还原糖转化量为385.85 mg/g.     

用响应面法优化芝麻饼中木脂素的提取工艺

采用三波长分光光度法测定芝麻饼中木脂素的含量,在单因素试验基础上,选择乙醇体积分数、液料比、时间、温度为自变量,芝麻木脂素得率为响应值,利用Box-Benhnken中心组合试验原理和响应面分析法,研究自变量交互作用及对芝麻木脂素得率的影响,模拟得到二次多项式回归方程,并确定芝麻木脂素的最佳提取工艺为:液料比(mL/g)为8∶1、提取温度为51℃、提取时间为6 h、乙醇体积分数为89%.在此条件下,芝麻饼中芝麻木脂素得率理论值为0.296%,实际值为0.298%.