响应面法优化面包酵母菌种子培养基的研究

目的:通过对面包酵母菌的生长条件进行优化来提高酵母菌的产量。方法:首先利用Plackett-Burman设计评价影响面包酵母菌生长的因素,筛选出具有显著效应的三个因素,在此基础上用最陡爬坡路径逼近最大菌生长区域后,利用响应面中心组合设计优化了显著因素的水平。结果:具有显著效应的三个因素分别为蔗糖、K2HPO4和CaCl2,三者最佳浓度分别为119·98、0·4652,0·185g/L。优化后酵母菌细胞浓度提高到4·69×108cfu/mL,比初始生物量(9·02×107cfu/mL)提高了5倍以上。结论:Plackett-Burman实验和响应面相结合的实验方法优化了酵母菌培养基,可大大提高酵母的产量,有望用于大规模生产。     

响应面法优化面包酵母菌种子培养基的研究

目的:通过对面包酵母菌的生长条件进行优化来提高酵母菌的产量。方法:首先利用Plackett-Burman设计评价影响面包酵母菌生长的因素,筛选出具有显著效应的三个因素,在此基础上用最陡爬坡路径逼近最大菌生长区域后,利用响应面中心组合设计优化了显著因素的水平。结果:具有显著效应的三个因素分别为蔗糖、K2HPO4和CaCl2,三者最佳浓度分别为119·98、0·4652,0·185g/L。优化后酵母菌细胞浓度提高到4·69×108cfu/mL,比初始生物量（9·02×107cfu/mL）提高了5倍以上。结论:Plackett-Burman实验和响应面相结合的实验方法优化了酵母菌培养基,可大大提高酵母的产量,有望用于大规模生产。      

枯草芽孢杆菌ZC1高密度培养的条件优化

在摇瓶发酵条件下,采用单因素实验和响应面分析法对枯草芽孢杆菌ZC1的发酵培养基和条件进行优化,以提高其活菌数。通过单因素实验和响应面分析,确定了枯草芽孢杆菌ZC1的最佳发酵培养基:豆粕粉24g/L、葡萄糖6g/L、氯化钠8g/L;发酵条件:发酵温度37℃、初始pH 7.5、接种量4%、摇床转速200r/min。在此条件下,发酵24 h,枯草芽孢杆菌ZC1的活菌数由原来的1.13×10~(10) cfu/mL提高到3.69×10~(10) cfu/mL。     

一株枯草芽孢杆菌培养基及培养条件的优化

为获得一株枯草芽孢杆菌生长的合适培养基,以菌体生长量为指标,在单因素实验基础上,采用正交实验,对其培养基及培养条件进行优化。培养基优化结果为:牛肉膏0.4%、酵母浸出粉0.9%、氯化钠0.3%。最佳培养条件:接种量为5%,p H为7.5,温度为36℃,转速为140r/min。优化后的枯草芽孢杆菌数目达到1.03×1010 cfu/m L。     

乳杆菌ALAC-3产抑酵母菌活性物质培养基的优化

从内蒙古传统乳酸发酵食品中筛选出具有较强抑酵母菌作用的一株乳杆菌ALAC-3。从8组适合乳杆菌菌株生长的培养基中筛选出代谢产生抑酵母活性物质的最优培养基,再通过单因素和正交实验,确定培养基中最适宜组分和适宜添加量。结果表明,碳源、氮源对菌株产抑菌物质有显著的影响,最优培养基为:蔗糖25 g/L,蛋白胨∶牛肉膏∶酵母膏(2∶1∶1)20 g/L,K+:Mg2+:Mn2+(10∶3∶1)0.1 mol/L,生长因子乙醇2 m L/L。以此培养基培养ALAC-3,其抑菌圈可达32.68 mm,比培养基优化前(抑菌圈29.91 mm)提高了9.3%。     

地衣芽孢杆菌LNPU-1发酵条件研究及培养基优化

采用单因素实验法对地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)LNPU-1液体发酵的主要影响因子温度、转速、初始pH值等进行了考察,确定了最佳培养条件:温度为35℃、转速为180r/min、初始pH值为7.0;并通过正交实验对其发酵培养基在摇瓶中进行了优化,优化后的培养基为:葡萄糖5g、酵母浸膏2g、尿素3g、NaCl10g、水1000mL。在优化条件下,发酵液中活菌数达到4.90×1010cfu/mL,明显高于原发酵培养基结果5.10×109cfu/mL。     

海洋扩展青霉(Penicillium expansum)产耐盐型果胶酶的固态发酵优化

目的:提高海洋扩展青霉(Penicillium expansum)产耐盐型果胶酶的酶活力。方法:测定海洋扩展青霉所产果胶酶的耐盐性;通过单因素和正交实验,对海洋扩展青霉产耐盐型果胶酶进行固态发酵优化;利用SPSS 20.0分析实验结果。结果:该果胶酶在底物所含Na Cl浓度为30g/L时,酶活力最高,在Na Cl浓度为0~60g/L范围内较稳定。最优培养基为:麸皮7g,果胶粉0.42g,氯化铵0.28g,人工海水8.4m L;最优培养条件为:接种量3m L(107cfu/m L),培养温度28℃,250m L三角瓶中培养72h。此优化条件下酶活力可达到6639.79U/g。结论:该果胶酶耐盐性好;固态发酵优化后,酶活力达到6639.79U/g,为原来的酶活1239.80U/g的5.36倍。      

益生菌混合发酵高产工艺优化的研究

对3株乳酸菌株进行混合发酵,采用单因素与正交试验相结合优化发酵的培养基及培养条件以得到高活菌数的发酵液。研究表明,最佳发酵培养基配方为:蔗糖10 g/L,胰蛋白胨10g/L,酵母膏10 g/L,Na_2HPO_4 7 g/L;最佳培养条件为发酵温度37℃,接种量(v/v)0.5%,初始p H8.5,摇床转速200 r/min,发酵周期16 h。此时发酵液中菌体量可比优化前增加42%,活菌数达到1.8×10~(13) cfu/m L,研究结果为工业化生产高活菌数的乳酸菌制剂提供参考。     

玉米秸秆水解液发酵产琥珀酸的条件优化研究

以玉米秸秆水解液为原料,对一株产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes)ATCC 55618的发酵条件进行优化,研究了培养温度、发酵培养基的初始pH以及培养基成分对该菌株产琥珀酸发酵的影响,并利用响应面法(RSM)对发酵培养基中的水解糖、玉米浆和Na2CO3添加量3个主要因素进行优化,经过优化后的发酵条件为培养温度37℃、培养基初始pH6.8;水解糖质量浓度60g/L、玉米浆质量浓度10g/L、Na2CO3(10mol/L)添加量2mL。在1L的厌氧甁中进行了分批发酵放大实验,琥珀酸产量最高达19.66g/L。     

长双歧杆菌耐氧菌株选育及其高密度发酵条件的研究

通过对长双歧杆菌的紫外诱变,选育出耐氧菌株,命名为L80。以L80为实验菌株,通过单因素实验、响应曲面分析和流加补料培养,确定最优培养基方案。高密度培养优化后的方案是(以质量分数计):大豆蛋白胨4.03%,酵母浸粉2.02%,葡萄糖0.95%,水苏糖1.59%。发酵罐最佳流加方式为:p H6.5,糖浓度保持在6.0~8.0 g/L。最终活菌数达到(1.21±0.03)×10~(10)cfu/m L。     

枯草芽孢杆菌产蛋白酶发酵培养基的优化

在摇瓶发酵条件下,利用响应面法优化枯草芽孢杆菌BS3菌株产蛋白酶的培养基,在单因素实验的基础上,采用Plackett-Burman实验设计(PB)对影响枯草芽孢杆菌BS3产蛋白酶的培养基组分进行了筛选,确定主要影响因子为玉米浆、氯化铵和玉米淀粉.然后通过最陡爬坡实验、中心组合实验设计和响应面分析法,确定了主要的影响因子及其浓度.优化后的培养基组成为:玉米淀粉1.586g/100g,玉米浆3.170/100g,氯化铵1.998/100g,其他组分维持低添加量,在此培养基条件下,活菌数为12.640×109cfu/g,蛋白酶活为162.309U/g.     

响应面法优化嗜热厌氧代谢工程菌发酵产乙醇的培养基

利用响应面法优化嗜热厌氧代谢工程菌产乙醇的培养基,在单因素实验基础上,采用Plackett-Burman 设计对影响嗜热厌氧代谢工程菌发酵产乙醇的重要培养基组分进行了筛选,确定主要影响因子为葡萄糖、木糖和酵母提取物.再用最陡爬坡实验逼近最大响应区域.最后用中心组合设计和响应面分析法,确定了主要影响因子的浓度.优化后的培养基组成为葡萄糖13.07g/L,木糖9.58g/L,酵母提取物3.78g/L,其他组分浓度同MTC培养基,不添加一水半胱氨酸盐酸盐和二盐酸吡哆氨.在此培养基条件下,乙醇产量和乙醇得率分别为(6.102±0.21)g/L和(0.38±0.012)g/g,是优化前产量的1.46倍.     

L.lactis KLDS4.0325产细菌素发酵培养基的响应面优化

以分离自新疆牧民家庭自制酸马奶中的乳酸乳球菌KLDS4.0325为研究对象,以大肠杆菌为指示菌,以抑菌圈直径为考察指标,通过单因素实验(碳源、氮源及复合氮源)、Plackett-Burman、最陡爬坡实验和Box-Behnken实验优化其产细菌素培养基。PB实验结果表明,对细菌素产量影响显著的因素有蔗糖、蛋白胨、抗坏血酸钠;经Box-Behnken实验优化后培养基配方为:128.99 g/L蔗糖,17.59 g/L蛋白胨,10 g/L酪蛋白胨,10 g/L磷酸氢二钾,60 g/L碳酸钙,1.5 g/L硫酸镁,1.49 g/L抗坏血酸钠,1.5 g/Lβ-甘油磷酸钠,乙酸钠、氯化钠、硫酸锰各为1.0 g/L;该条件下抑菌圈直径为24.76 mm,效价可达5000 U/m L,比优化前提高了3.31倍。并经验证实验证明该配方下的实验结果与预测值吻合,因此该回归模型是切实可行的。     

红曲菌适生性薏苡基质培养优化研究

为探究红曲菌开发利用薏苡及其副产物的可能性,对红曲菌在薏苡基质中的适生性进行研究,并利用正交试验分别对培养基和培养条件进行了优化。得到红曲菌薏苡基质培养的最佳培养基配方为薏苡碎米60 g/L,薏苡糠麸60 g/L,麦芽糖50 g/L,氯化铵3 g/L,硫酸镁2 g/L;最佳培养条件为接种量5%,初始p H值为6,温度34℃,装液量为30 m L/250 m L。采用最佳培养基及培养条件在34℃下培养5 d,红曲扩培后菌体干重≥65.0 g/L(活菌量≥1.0×10~8 cfu/m L),且菌丝球均匀,形态饱满,活力强。     

β-甘露聚糖酶高产菌株发酵条件优化

从土壤中分离出1株产β-甘露聚糖酶的优良菌株Bacillus sp.QYW-1,具有发酵周期短且产酶活力高等特性,初始酶活力21.85 U/mL。在单因素实验对培养基及培养条件优化的基础上利用Plackett-Burman实验设计对影响产酶的重要因素进行筛选。实验发现,影响该菌株产酶的重要因素是魔芋粉、蛋白胨及硫酸镁。最陡爬坡实验和Box-Behnken实验得到响应面(RSM)优化的最佳培养基为:魔芋粉26 g/L,蛋白胨10 g/L,MgSO43.8 g/L,NaCl 10 g/L,KCl 6 g/L,NaNO36 g/L,K2HPO43 g/L,初始pH6.5。在此条件下菌株发酵产β-甘露聚糖酶酶活力为233.86 U/mL,与模型预测值相符,与单因素优化后的酶活力115.62 U/mL相比,提高了102%。     

培养基的主要成分对优选酿酒酵母生物量的影响

以摇瓶发酵为基础,在尽量提高酿酒酵母菌生物量的前提下,采用单因素与响应曲面相结合的设计方法,对影响优选酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisia)LFN518生物量的培养基相关的主要成分进行了优化,然后建立数学模型,通过响应曲面分析得到最优的酵母培养基配方为麦芽糖31.6g/L,酵母浸粉18.1g/L,磷酸氢二钾8.0g/L,硫酸镁12.0g/L,氯化钙6.0g/L,维生素母液6.0mL/L,酿酒酵母的生物量为8.124g/L,比优化前的6.25g/L提高了29.984%。     

响应面法优化芽孢杆菌FC96培养基组分的研究

为了提高芽孢杆菌FC96在液体发酵培养基中的生物量,采用响应面法对其培养基组分进行优化。通过单因素试验确定对芽孢杆菌FC96具有最佳增菌效果的碳源、氮源和无机盐,利用响应面分析法优化培养基组分的最佳配比。试验结果表明,单因素试验确定的最佳碳源、氮源和无机盐分别是葡萄糖、牛肉膏和磷酸二氢钾,响应面法优化芽孢杆菌FC96最佳培养基组成为葡萄糖12.11g/L、牛肉膏23.31g/L和磷酸二氢钾2.33g/L。模型预测的最高活菌数为2.85×109cfu/mL。在未优化培养基中的活菌数为2.32×109cfu/mL。在优化的最佳培养基中,验证试验的最高活菌数为2.97×109cfu/mL,菌数比优化前提高了28%,试验值与预测值的误差为4.21%。     

响应面法优化重组大肠杆菌产ADI酶发酵培养基

在单因素优化的基础上,采用响应面分析方法对重组大肠杆菌生产精氨酸脱亚胺酶(ADI)的发酵培养基进行了优化。借助于SAS软件,结合Plackett-Burman和Box-Behnken实验设计对5种培养基组分进行优化。结果表明,最佳培养基组分为胰蛋白胨11.16 g/L,酵母提取物20 g/L,甘油6.3 g/L,磷酸氢二钾16.38 g/L,磷酸二氢钾2.31 g/L。采用优化后的培养基进行摇瓶发酵,ADI酶活达到5.7 U/m L发酵液,比初始培养基(3.72 U/m L发酵液)提高了1.53倍,比LB培养基(2.83 U/m L发酵液)提高了2.01倍。采用优化后的培养基在3 L发酵罐中进行发酵,ADI酶活达到15.17 U/m L发酵液,较LB培养基(4.32 U/m L发酵液)提高了3.51倍。     

葡萄状枝瑚菌菌丝液体培养条件优化

为了研究液体培养条件对葡萄状枝瑚菌菌丝生长量的影响,通过单因素实验和正交试验分别考察了碳源、氮源、无机离子组合、生长因子、培养基初始pH、培养温度、摇床转速和光照这8个因素对菌丝生长量的影响,结果表明,最佳培养条件为:在23℃、摇床转速为220 r/min时,培养基初始pH6.5,装瓶量50 mL/250 mL锥形瓶,接种量10%(V/V),全黑暗培养7 d,1 L液体培养最佳培养基为25 g可溶性淀粉,3.5 g酵母粉,4.4 g(1.2 g KH₂PO₄+1.6 g FeSO₄·7H₂O+1.6 g MgSO₄·7H₂O)无机离子,0.01 g VB₁,在此条件下葡萄状枝瑚菌菌丝生长量为(26.8±0.29)g/L。此研究结果为葡萄状枝瑚菌的液体发酵奠定了基础。     

解淀粉芽孢杆菌GSB a-1产凝乳酶培养基组成的优化

从甜酒曲中分离筛选得到1株解淀粉芽孢杆菌菌株GSBa-1,为了提高该菌株液态发酵产凝乳酶的能力,采用单因素实验和响应面法优化其产酶培养基组成。通过单因素实验分析了碳源、氮源、金属盐、磷源对菌株GSBa-1产凝乳酶的影响,并采用响应面法对产酶培养基中麦芽糖、蛋白胨和酵母浸粉含量3个主要因素的优化组合进行了定量研究,确定解淀粉芽孢杆菌GSBa-1产凝乳酶的优化培养基组成为:麦芽糖1.93 g/L、蛋白胨10.89 g/L、酵母浸粉2.15 g/L。在此优化培养基培养条件下,该菌株产凝乳酶活力可达(562.57±7.67)Su/m L,接近理论预测值537.10 Su/m L,且平均误差为4.53%。优化后解淀粉芽孢杆菌GSBa-1产凝乳酶活力比基础培养基提高了1.88倍。