培养基成分对冬虫夏草菌生长的影响及其优化

以冬虫夏草菌体量为指标,研究了培养基中不同成分对虫草生长的影响,利用Plackett-Burman(PB)试验设计筛选出影响虫草菌生长的关键培养基成分,然后利用最陡爬坡试验和中心组合设计试验优化和确立最佳培养基配方,结果表明,葡萄糖、酵母粉和KH2PO4对虫草的生长有显著影响,优化后的培养基成分为葡萄糖59.35g/L、KH2PO4 1.47g/L、酵母浸粉16.83g/L、蛋白胨10g/L、MgSO4·7H2O0.1g/L.利用此培养基获得的虫草菌体量为26.86g/L,是优化前的2.5倍,为虫草工业化生产提供参考.     

布拉酵母高密度发酵培养基及发酵工艺优化

为实现布拉酵母高密度培养,对其高密度发酵培养基和发酵工艺进行优化。采用Plackett-Burman试验筛选培养基中的显著因素,并进行中心组合设计。通过人工神经网络（artificial neural network,ANN）和响应面试验建立菌体布拉酵母产量与培养基之间的关系模型,利用遗传算法（genetic algorithm,GA）进行全局寻优。结果表明,ANN模型有较好的数据拟合能力和预测能力,更适合处理复杂的非线性问题。GA优化获得最佳培养基组合：葡萄糖40.52 g/L、蛋白胨36.8 g/L、玉米浆17.32 g/L、硝酸钾14 g/L、酵母营养盐1.5 g/L、磷酸二氢钾0.6 g/L、硫酸镁0.8 g/L。利用该培养基进行摇瓶培养,菌体布拉酵母产量可达到8.21 g/L,比优化前提高1.39 倍。在此基础上利用1 L发酵罐培养确定最佳发酵工艺：温度30 ℃、接种量10%、pH 5.0、溶氧40%。利用50 L发酵罐进行扩大培养,流加葡萄糖和蛋白胨控制发酵液中葡萄糖3 g/L、氨氮0.06 g/L,菌体布拉酵母产量达到51.21 g/L。     

乳酸乳球菌乳脂亚种BTQY-112增殖培养基的优化

对乳酸乳球菌乳脂亚种BTQY-112增殖培养基进行优化研究。经试验确定乳酸乳球菌乳脂亚种BTQY-112最适培养基为:葡萄糖为5 g/L,乳糖为5 g/L,酪蛋白胨3.3 g/L,大豆蛋白胨3.3 g/L,鱼蛋白胨3.3 g/L,β-甘油磷酸二钠28.5 g/L,Tween-80 0.5 g/L,七水硫酸镁0.25 g/L,乙酸钠1.55 g/L,K2HPO40.83 g/L,柠檬酸钠0.62 g/L,抗坏血酸钠1.5 g/L。在此增殖培养基中经30℃,14 h培养活菌数提高了4.3倍。     

响应面分析法优化一株窖泥源酪丁酸梭菌（Clostridium tyrobutyricum）RL1菌株产丁酸发酵培养基

从某浓香型白酒窖泥中筛选出1株高产丁酸的酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum)RL1菌株,采用响应面分析法对其产丁酸培养基进行优化研究。首先采用Plackett-Burman设计对基础培养基中9个主要因素进行筛选,确定出对丁酸产量影响显著的3个因素,依次为葡萄糖、碳酸钙和蛋白胨。对上述显著因素利用最陡爬坡试验逼近最大产酸响应区域,最后通过Box-Behnken设计及响应面分析确定最佳培养基总成分组成为:葡萄糖85.29 g/L,酵母粉7.5 g/L,蛋白胨9.37 g/L,氯化钠7.5 g/L,乙酸钠4.5 g/L,磷酸氢二钾2.5 g/L,七水合硫酸镁0.3 g/L,硫酸铵1.5 g/L,七水合硫酸亚铁0.015 g/L,硫代乙醇酸钠0.5 g/L,碳酸钙11.6 g/L。优化后培养基的丁酸浓度为22.96 g/L,较优化前的14.23 g/L提高了61.35%。     

蛹虫草Cordyceps militaris JN168产虫草素液态发酵条件的优化

利用单因素筛选和响应面法对蛹虫草Cordyceps militaris JN168产虫草素的液态发酵培养基进行优化,以确定蛹虫草产虫草素的最佳发酵培养基配方。结果表明,蛹虫草产虫草素的最佳碳源为葡萄糖,最适质量浓度为40 g/L;最佳氮源为牛肉膏,最适质量浓度15 g/L;加入的无机盐及其添加量分别为MgSO40.76 g/L,K2HPO40.63 g/L,CaCl20.66 g/L,Na2HPO40.67 g/L。优化后发酵液中虫草素质量浓度达到633.47 mg/L,是优化前的6倍。     

莲子低聚糖青春双歧杆菌增菌培养基的优化研究

为提高青春双歧杆菌培养基的菌体数量,添加莲子低聚糖作为培养基的单一碳源,采用部分因子设计法确定培养基中对菌体干质量影响较大的因子,快速登高法逼近最大响应区域。在此基础上,利用中心旋转组合设计法进行响应面优化,通过SAS软件回归分析确定培养基各营养成分的最佳质量浓度。研究结果表明:影响青春双歧杆菌生长的培养基主要因子依次为莲子低聚糖、胰蛋白胨和p H值。添加莲子低聚糖后,青春双歧杆菌增菌培养基的最佳发酵条件为:大豆蛋白胨5 g/L,莲子低聚糖7.91 g/L,胰蛋白胨3.66 g/L,酵母粉10 g/L,吐温-80 1 m L,L-半胱氨酸盐酸盐0.5 g/L,无机盐溶液40 m L,p H 7.04。优化后,培养基中短链脂肪酸含量显著提高,菌体干质量达到4.722 g/L,活菌数为(2.92±0.13)×109CFU/m L。     

利用响应面法优化蛹虫草、松茸混菌共酵废料培养基

利用玉米浆、豆粕作为药食真菌蛹虫草、松茸混菌共酵的廉价培养基.不仅可以提高废料的利用价值,而且可以降低蛹虫草、松茸混菌共酵获得胞外多聚物的生产成本.以培养基中玉米浆、豆粕浓度作为考察因子,在单因素试验的基础上,进行了中心组合试验,采用响应面分析法优化了蛹虫草、松茸混菌共酵的培养基配方.试验结果表明,豆粕对蛹虫草、松茸混菌共酵中胞外多聚物产率的影响非常显著,最佳培养基配方为:玉米浆浓度9.18%,豆粕浓度13.04%,在该最佳培养基条件下进行验证试验,胞外多聚物产率可达30.65g/L,与模型的预测值30.26 g/L基本一致,表明模型可较好地预测蛹虫草、松茸混菌共酵中胞外多聚物的产率.     

响应面法优化茯苓多糖发酵培养基

以茯苓菌种为研究对象,采用响应面法对其产茯苓粗多糖的发酵培养基组分进行优化。 在单因素优化的基础上,利用Plackett- Burman（PB）试验设计筛选出影响茯苓粗多糖产量的3个显著性因素：葡萄糖、酵母粉、硫酸镁。 利用响应面分析法（RSM）优化,得到 最佳培养基组分为：葡萄糖47.1 g/L、酵母粉20.5 g/L、硫酸镁1.8 g/L、蛋白胨30 g/L、硝酸钠5 g/L、磷酸二氢钾1.0 g/L、VB1 1 g/L、无水氯 化钙0.1 g/L。 在此优化条件下,茯苓粗多糖产量为138 mg/100 mL,是优化前的1.3倍。     

蛹虫草静置发酵产虫草素的优化

对蛹虫草14014产虫草素的静置发酵培养基和发酵条件进行了优化,旨在探寻大规模制备虫草素的工艺方法。为了提高数理统计的精度,缩短发酵周期,通过单因素实验,获得了种龄为3d,接种量为10%的液体培养物最佳接种方式。通过Placket-Burman设计从7个因素中筛选出了有显著影响的温度、酵母膏和蛋白胨三个因素。通过最陡爬坡实验、中心复合实验设计及响应面分析确定主要影响因素的最佳值及回归模型,并经实验验证模型的可行性。最佳培养基组成和培养条件为:葡萄糖60g/L,KH2PO40.7g/L,MgSO4·7H2O 0.7g/L,酵母膏9.00g/L,蛋白胨17.10g/L,初始pH6.30,温度27.1℃。在优化条件下,虫草素产量达到6.50g/L,含量比优化前提高2倍。      

罗伊氏乳杆菌培养基优化及其生长代谢研究

罗伊氏乳杆菌的MRS 培养基是富培养基,简化培养基组分,优化培养基组成和培养条件是微生物工业化培养的重要基础。本实验在传统MRS 培养基基础上,首先对氮源进行单因素优化,然后采用Plackett-Burman 和中心组合试验设计对影响罗伊氏乳杆菌CG001 生长的MRS 培养基和培养条件进行筛选优化,并在最优条件下研究该菌的生长代谢情况。结果表明：酵母膏质量浓度、葡萄糖质量浓度、硫酸锰质量浓度和温度是影响菌体质量浓度的4 个关键因素;经响应面法分析确定该菌的最优培养条件为：酵母膏质量浓度20g/L,葡萄糖质量浓度20g/L,醋酸钠质量浓度7g/L,柠檬酸铵质量浓度1g/L,磷酸氢二钾质量浓度3g/L,硫酸镁质量浓度0.2g/L,硫酸锰质量浓度为0.23g/L,吐温-80 质量浓度1g/L,初始pH6.2,培养温度38.6℃,最终菌体质量浓度达0.984g/L,相对优化前提高1.102 倍。发酵罐中菌体生长曲线呈S 型,4～12h 菌体处于对数生长期,之后趋于平衡,葡萄糖的代谢与菌体的生长速率相对应。     

茯苓菌种液体深层发酵条件优化

采用茯苓9号菌株,通过单因素实验和正交优化实验对其液体发酵条件进行优化。结果表明,液体发酵最佳培养基为:葡萄糖30g,酵母浸膏与蛋白胨共10g(添加比例4∶5),KH2PO41g,MgSO40.5g,维生素B17.5mg,水1L。在常温、150r/min时,菌种最佳液体发酵条件为:培养基初始pH为5.5、培养天数为8d、装瓶量为70mL/250mL锥形瓶、接种量为7%时,可得到较好菌丝增重量,最大菌丝干重可达5.004g/L。      

黑牛肝菌液体发酵条件的优化

讨论了黑牛肝菌液体的发酵培养基最佳组成及培养条件。采用响应曲面法分析了葡萄糖、蛋白胨、装液量三个关键影响因素对菌丝体生物量的影响。结果表明:黑牛肝菌发酵的最佳培养基为葡萄糖37.5g/L、蛋白胨8.5g/L、KH2PO42g/L、MgSO4.7H2O1g/L、VB10.01g/L、CaCO32g/L;培养条件为装液量96mL,培养温度28℃,转速160r/min,初始pH5.5。此时可达到最大菌丝体生物量25.4801g/L。     

响应面法优化短短芽孢杆菌FM4B的发酵培养基

采用Plackett-Burman法考察发酵培养基中各组分对抗真菌活性物质产量的影响。结果表明：葡萄糖、蔗糖、K2HPO4的质量浓度对抗真菌活性物质产量影响显著。再采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,并结合Box-Behnken响应面法对3个主要因素进行分析,得到优化的发酵培养基组成(g/L)：葡萄糖6.1、蔗糖31.3、蛋白胨23.1、K2HPO4 0.825、MgSO4·7H2O 0.5。采用该法优化所得的培养基,其抑菌圈面积增加了42%。     

高生物量富硒产朊假丝酵母培养基优化

对富硒产朊假丝酵母发酵培养基进行优化,获得高生物量富硒酵母。从6种发酵培养基中确定G改良培养基为最佳培养基。利用Plackett-Burman设计法从影响富硒产朊假丝酵母生长的12个因子中筛选出葡萄糖、蛋白胨、KH2PO4、CuSO4添加量这4个关键因子。再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法确定关键因子的最佳水平及交互作用。试验得出各关键因子的最优组合为葡萄糖30 g/L、蛋白胨17 g/L、KH2PO4 6.5 g/L、CuSO4 0.01 g/L。结果表明,培养基优化后酵母生物量为12.01 g/L,有机硒含量为1 337.46 μg/g,谷胱甘肽为134.27 mg/L。将培养基中亚硒酸钠添加量由25 μg/mL提高至30 μg/mL,酵母生物量为11.21 g/L,有机硒为1 673.32 μg/g,谷胱甘肽为126.80 mg/L。     

一株冬虫夏草菌的液态发酵条件研究

以菌丝体干质量、胞内多糖含量及腺苷含量为评价指标,研究了一株冬虫夏草菌的液态发酵条件。确定利用葡萄糖蛋白胨液体培养基发酵生产菌丝体、胞内多糖及腺苷的最佳条件为装液量100 mL/500 mL,接种量3%,温度24 ℃,培养时间4 d,摇床转速140 r/min;试验得菌丝体干质量为17.232 g/L;胞内多糖含量为78.34 mg/g;腺苷含量为633.7 μg/g。     

Xanthomonas ampelina发酵培养基组成的优化

本文采用正交实验的方法优化了Xanthomonas ampelina TS206发酵培养基的配方,从而达到了提高冰核活性细菌发酵所得的生物量和细菌的冰核活性的目的。实验结果表明较优化的培养基配方为:牛肉膏3.0g/L、蛋白胨5.0g/L、甘油25.0g/L、蔗糖20.0g/L、山梨醇2.0g/L、酵母粉20.0g/L、玉米浆20.0g/L、K2HPO4 1.5g/L、pH=7.0;最终发酵液的生物量达到8.2g/L(干重),冻滴率达到81%。     

Pseudomonas sp. W7产低温蛋白酶培养基及培养条件的优化

采用Plackett-Burman法对影响假单胞菌（Pseudomonas sp.）W7产低温蛋白酶的因素进行显著性分析,筛选出对产酶影响显著的3 个因素：葡萄糖、蛋白胨和MgSO4;然后用最陡爬坡试验逼近最大产酶区域;应用Box-Behnken原理设计和响应面分析确定产酶培养基的最佳组合为：葡萄糖4.25 g/L、蛋白胨7.00 g/L、干酪素4.00 g/L、K2HPO4 5.00 g/L、KH2PO4 1.00 g/L、CaCl2 0.26 g/L、MgSO4 0.14 g/L,低温蛋白酶的酶活力达到了183.9 U/mL,比优化前提高了21%。另外,对Pseudomonas sp. W7的产酶条件进行了优化,在单因素的基础上,利用正交试验设计,最终确定产酶的最优培养条件为：培养温度为20 ℃、初始pH值为7.0、接种量为3%、装液量为20%、摇床转速为100 r/min,在最佳条件时测得的酶活力为193.2 U/mL。通过生长曲线和产酶曲线的测定,确定产酶的培养时间为48 h。     

猴头菌液态发酵米糠工艺的优化

为高效转化米糠生产食用菌粗多糖,拟采用猴头菌发酵米糠得到猴头菌丝原料。以米糠为基础培养基进行猴头菌液体发酵,在对培养基成分和发酵条件进行单因素实验的基础上,采用响应面法对米糠浓度、蛋白胨添加浓度、装样量三个主要因素进行优化。优化实验的其他控制参数为:葡萄糖20g/L、培养基pH5.0、KH2PO41.5g/L、MgSO40.75g/L,接种量10%、培养温度28℃、培养时间7d,得到优化条件为:250mL三角烧瓶装样150mL,蛋白胨浓度9.8g/L,米糠浓度23.3g/L,实验结果猴头菌菌丝干重为(11.28±0.082)g/L。      

双孢菇深层发酵培养基的响应面优化

研究了碳源、氮源、无机盐对双孢菇胞外多糖产量的影响。在单因素实验的基础上,采用响应面实验设计对双孢菇(Agaricus bisporus)深层发酵生产胞外多糖的培养基进行了优化,并建立了葡萄糖、KH2PO4、蛋白胨变化的二次回归方程,探讨了各因子对胞外多糖产量的影响。最终确定适宜的培养基条件为葡萄糖35.7g/L,KH2PO42.1g/L,蛋白胨3.1g/L;在此条件下可得到胞外多糖的最大产量,预测值为1.86g/L,对实验结果进行验证,得到胞外多糖的产量为1.87g/L。