响应面法优化嗜酸乳杆菌增殖培养基

为了获得低成本,易配制且增菌效果优良的嗜酸乳杆菌工业化培养基,研究采用Plackett-Burman试验设计筛选出了嗜酸乳杆菌生长的显著影响因子,通过响应面设计试验,得到了嗜酸乳杆菌的优化增殖培养基配比.结果显示:酵母浸粉,葡萄糖,硫酸锰为乳酸菌生长的显著影响因子,优化的增殖培养基配比为:酵母浸粉8.682％,葡萄糖3.842％,硫酸锰0.02％,硫酸镁0.058％,柠檬酸三铵0.2％,Tween-80 0.1％,磷酸氢二钾0.1％,乳清粉0.5％;采用优化培养基后,细胞密度可达到16.49×109cfu/mL;较经典MRS培养基,活菌数提高了20.61倍,其成本较MRS培养基降低了约30％.     

响应面法优化嗜酸乳杆菌乳清培养基

筛选嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus La-1)低成本培养基并用响应面法进行优化。从玉米粉培养基、酵母浸出液培养基、乳清粉培养基、麦芽汁培养基中筛选嗜酸乳杆菌基础培养基。利用Plackett-Burman设计确定重要因子,最陡爬坡试验确定因素水平,最后用响应面法优化最佳培养基配方。优化得到乳清培养基为乳清粉12.99%(w/v)、葡萄糖2.75%(w/v)、NH4H2PO4 0.52%(w/v)。采用优化的培养基,以4%接种量接种La-1菌种子液,37℃培养22h,菌体密度为1.93×109 cfu/mL。     

嗜酸乳杆菌增菌培养基的优化

针对嗜酸乳杆菌的营养需要,采用正交实验优化基础培养基及增殖因子的用量,得出最佳基础培养基配比是:大豆蛋白胨0.6%,胰蛋白胨0.6%,蛋白胨0.6%,牛肉浸膏1.2%,葡萄糖1%,低聚糖0.5%,乳糖0.5%,酵母浸出粉0.5%;最佳增殖因子添加量是:胡萝卜汁15%,西红柿汁15%,黄豆芽汁15%,11°啤酒5%。最后使用优化出的增菌培养基测定生长曲线,同时测定pH和滴定酸度的变化,确定增菌培养终止时间为10h,通过平板菌落计数,此时菌数可达6.8×109cfu/ml。     

嗜酸乳杆菌增菌培养基的优化

针对嗜酸乳杆菌的营养需要,采用正交实验优化基础培养基及增殖因子的用量,得出最佳基础培养基配比是:大豆蛋白胨0.6%,胰蛋白胨0.6%,蛋白胨0.6%,牛肉浸膏1.2%,葡萄糖1%,低聚糖0.5%,乳糖0.5%,酵母浸出粉0.5%;最佳增殖因子添加量是:胡萝卜汁15%,西红柿汁15%,黄豆芽汁15%,11°啤酒5%。最后使用优化出的增菌培养基测定生长曲线,同时测定pH和滴定酸度的变化,确定增菌培养终止时间为10h,通过平板菌落计数,此时菌数可达6.8×109cfu/ml。      

嗜酸乳杆菌的筛选及培养基的优化

通过模拟正常人体胃内状态,筛选出10株耐酸耐胆盐的嗜酸乳杆菌。针对嗜酸乳杆菌的营养需要,采用正交实验优化基础培养基及增殖因子的用量,得出最佳基础培养基配比:蛋白胨1%,葡萄糖0.5%,大豆低聚糖1.5%,酵母膏1.0%(均为质量分数);最佳增殖因子添加量为西红柿汁12%。最后使用优化出的增菌培养基测定生长曲线,同时测定pH值和OD值的变化确定增菌培养终止时间为16h,通过平板菌落计数,此时菌数可达2.2×1012mL-1。     

响应面法优化长双歧杆菌增殖培养基

为了提高长双歧杆菌发酵液中的活菌数,对其增殖培养基进行响应面优化。通过单因素试验筛选出长双歧杆菌的最佳碳源为乳糖,并发现低聚木糖、菊糖、低聚异麦芽糖、低聚果糖、苯丙氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、谷氨酸及赖氨酸均能显著促进长双歧杆菌的生长。利用Design Expert 8.06软件设计Plackett-Burman 试验筛选出影响长双歧杆菌生长的3个最重要因子,通过Box-Behnken试验及响应面分析确定3个因子的最佳添加量为：低聚木糖1.7g/L、菊糖3.6g/L、脯氨酸0.4g/L,用优化后的增殖培养基培养长双歧杆菌,18h后其活菌数达(1.75±0.02)×109CFU/mL,比优化前提高了95.64%。     

响应面法优化唾液链球菌嗜热亚种增殖培养基

采用响应面方法对唾液链球菌嗜热亚种增殖培养基进行了优化。以MRS培养基作为基础培养基,采用Plackett-Burman(PB)设计法,对12种乳酸菌生长促进因子以及培养基的初始pH等13个因素对唾液链球菌嗜热亚种STX2生长的影响进行评价。筛选出CaCl2与豆粕水解液为STX2的生长强化因子,且培养基的初始pH值也是影响该菌体生长的关键因子,而其他物质对STX2增菌量的影响不显著。然后用旋转中心组合设计及响应面分析法确定强化因子的最佳浓度以及最佳的培养基初始pH值。在优化培养基中,STX2的菌体浓度达到6·8×108cfu/mL,比优化前的1·5×108cfu/mL提高了4·5倍。     

中心组合设计优化嗜酸乳杆菌NCU402增菌培养基

为筛选优化适合嗜酸乳杆菌La NCU402高密度培养的增菌培养基,通过单因素法筛选基础优化培养基、二水平部分因子设计(two-level fractional factorial design,FFD)获得最大影响因子、最速上升法(steepest ascent,SA)试验获得最优点区域以及中心组合设计进行响应面分析得到最适增菌培养基。优化培养基配方为:葡萄糖1.5%、蛋白胨1%、牛肉膏1.458 4%、酵母粉0.4%、柠檬酸三铵0.2%、K2HPO4·7H2O 0.2%、Mg SO4·7H2O 0.02%、Mn SO4·4H2O 0.005%、Na Ac·3H2O 0.5%、乳糖1.766 5%、番茄汁31.602 9%、吐温80 0.1%;由此培养得到的活菌浓度可达到2.883 3×109CFU/m L,是最初MRS的5.029倍。该结果可为以后的菌剂制备及工业化生产提供理论依据。     

嗜酸乳杆菌高密度培养的研究

为了提高嗜酸乳杆菌单位体积的菌数,针对嗜酸乳杆菌所需的营养物质,采用正交分析的实验方法优化了嗜酸乳杆菌的培养基配方,即1%乳糖、1.5%蛋白胨、30%胡萝卜汁、30%平菇汁、1%牛肉膏、1%酵母粉、1%磷酸氢二钾、1mL/L吐温80。另外通过全自动发酵罐培养,确定了最优的培养温度为42℃,最优的恒定培养pH为5.5,在此条件下,培养9h后添加补料,可以使菌数在15h达到8.82×109cfu/mL。     

植物乳杆菌黄秋葵汁培养基的响应面优化

采用Box–Behnken设计对添加黄秋葵汁的植物乳杆菌培养基成分进行响应面优化研究。通过单因素实验并结合SPSS软件分析筛选出影响植物乳杆菌还原糖利用率的显著性影响因子为菌种接种量、p H、柠檬酸三铵和葡萄糖。经过响应面优化后葡萄糖含量为1.02%,柠檬酸三铵含量为0.64%,p H为6.74,接种量为3.98%。优化后菌体的生长情况明显高于优化前的秋葵汁培养基中的生长,接近MRS培养基中的生长情况。     

响应面优化L-赖氨酸培养基

通过Plackett-Burman试验设计、最陡爬坡试验以及响应面分析法,对L-赖氨酸棒杆菌株发酵赖氨酸培养基进行优化。利用Plackett-Burman试验设计来确定影响L-赖氨酸得率的主要因素,结果表明:NaCl、MgSO4·7H2O、玉米浆对L-赖氨酸得率的影响最大。利用最陡爬坡试验确定最大响应区域,在该基础上利用响应面分析法中的Box-Behnken设计,确定培养基的最佳条件为NaCl 2.72%,MgSO4·7H2O0.05%,玉米浆21.13g/L。在该条件下,L-赖氨酸的理论得率为104.75g/L,实际得率为104.60g/L,比优化前的87.93g/L提高18.96%。     

响应面法优化可得然胶发酵培养基

可得然胶是细菌在氮源限制条件下生成的水不溶性胞外多糖。发酵培养基的各组分配比对可得然胶的产量有极大的影响。因此,优化发酵培养基对提高可得然胶产量有重要意义。本文采用响应面分析法对可得然胶的发酵培养基进行优化设计。通过Plackett-Burman实验进行重要因素筛选,得出影响可得然胶产量的主要因素为:蔗糖、（NH4）2HPO4、MgSO4和玉米浆。利用最陡爬坡实验逼近响应区域,应用Box-Behnken实验设计和响应面法分析优化得到最佳的发酵培养基为:蔗糖61g/L、MgSO41g/L、玉米浆2.5mL/L、（NH4）2HPO42.4g/L、KH2PO41.4g/L、CaCO31.4g/L。发酵结果（47.73g/L）与优化之前（35.2g/L）的可得然胶产量进行比较,优化后的产量提高了35.6%。      

响应面法优化壳聚糖酶发酵培养基

为了提高壳聚糖酶的产量,在单因素的试验基础上,采用响应面法优化诱变后菌株的发酵培养基。利用Plackett-Burman试验设计分析发酵培养基中的7个组分,确定了其中的3个显著因素为酵母浸粉、葡萄糖和MgSO4·7H2O,应用最陡爬坡试验确定了这3个因素的合理范围,再通过Box-Behnken响应面试验优化培养基组分。结果表明,最佳发酵培养基为：酵母浸粉16.9 g/L,葡萄糖10.3 g/L,NaCl 5 g/L,K2HPO4 1.4 g/L,KH2PO4 0.6 g/L,MgSO4·7H2O 1.2 g/L和吐温-80 1.2 g/L。在此优化条件下,壳聚糖酶酶活力达到10.57 U/mL,比优化前提高了11.77%。     

响应面法优化纳豆激酶发酵培养基

纳豆激酶具有良好的溶解血栓的功效,由于纳豆激酶目前的发酵水平不高,限制了其应用。该研究以纳豆激酶活力为响应值,在单因素试验基础上,采用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和响应面法对纳豆激酶培养基配方进行了优化。结果表明,通过Plackett-Burman试验筛选出豆粕粉、无水氯化钙、甘油为影响纳豆激酶活力的主要因素。最后运用响应面分析确定纳豆激酶最优发酵培养基为：甘油43 g/L、豆粕粉24 g/L、无水氯化钙0.14 g/L、七水硫酸镁0.80 g/L、十二水磷酸氢二钠3.00 g/L、无水磷酸二氢钾1.00 g/L、L-甲硫氨酸0.20 g/L,此条件下纳豆激酶活力最高为（4 281±103）FU/mL,是优化前的1.97倍。     

响应面法优化普鲁兰多糖发酵培养基

采用响应面分析法对出芽短梗霉生产普鲁兰多糖的发酵培养基进行优化。采用Plackett-Burman实验筛选出影响普鲁兰多糖产量的主要因素为蔗糖、NaCl和FeSO4,利用最陡爬坡路径逼近响应区域,应用Box-Behnken设计和响应面分析优化得到最佳发酵培养基,发酵单位较优化前提高了30.1%。     

产漆酶培养基条件的优化

对白腐真菌发酵产漆酶的培养基组成进行优化试验。在单因素试验结果的基础上,进行三因素三水平的响应面分析,通过对试验数据回归分析,获得了二次多元回归方程,预测麸皮、酒石酸铵和吐温-80的优化值,并预测漆酶最高酶活。结果表明:当麸皮、酒石酸铵和吐温-80的优化值分别为11.04,0.10g/L和3.24 mL/L时,漆酶最高酶活可达34.25U/mL,验证实验漆酶实际酶活为36.67U/mL,与预测值十分接近,优化后酶活与比优化前提高了62.98%。     

响应面法优化包被发酵嗜酸乳杆菌的高密度培养

针对益生菌嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）包被发酵的形成特性和营养需要,采用Plackett-Burman试验设计优化其增殖培养基,获得高密度培养条件和提高菌粉存活率方法。结果表明,嗜酸乳杆菌包被发酵的增菌最佳培养基组成为：葡萄糖7.77%、蛋白胨2%、牛肉膏2%、酵母粉3%、柠檬酸氢二铵0.3%、K2HPO4·7H2O 0.2%、MgSO4·7H2O 0.09%、MnSO4·4H2O 0.025%、NaAc·3H2O 0.3%、吐温-80 0.1%、海藻酸钠1.45%、纳米碳酸钙2.93%。在此优化条件下,嗜酸乳杆菌活菌数达4.32×1010 CFU/mL,制备成的冻干粉在37 ℃条件下贮藏100 d后仍保留75%以上的存活率。