Box-Behnken实验设计及响应面分析优化锰过氧化物酶培养基条件

以白腐真菌为出发菌株,利用Design-Expert8.05软件设计,采用三水平部分因子分析初始发酵产酶培养基中10个因子,确定麸皮、酵母膏和KH2PO4为产锰过氧化物酶（Mnp）的显著影响因子,根据Box-Benhnken的中心组合实验设计及三因素三水平的响应面分析,通过二次多项回归模型进行方差分析和回归拟合,预测了最佳产酶培养基条件为:麸皮、酵母膏和KH2PO4的添加量分别为10.75、3.37、0.095g/L,最大Mnp酶活预测值为4.06U/mL。验证实验Mnp酶活为4.15U/mL,与预测值十分接近。优化后的酶活与优化前相比,Mnp酶活提高了58.4%。      

响应面法优化藜麦种皮过氧化物酶固定化条件

以从藜麦种皮中提取的过氧化物酶为原材料,利用0.2%聚乙烯醇-3%海藻酸钠（PVA-CA）为载体,Ca Cl2溶液作固定剂,采用包埋法对藜麦种皮过氧化物酶进行固定。在单因素实验的基础上,利用响应面分析法对藜麦种皮过氧化酶固定化的影响因素进行了优化。优化后得到的最佳固定化条件如下:氯化钙浓度为7%,固定化时间为26 min,载体与酶液的比例为1.25∶1（m L/m L）,在此条件下实际测得固定化酶的活性为416.5 U。实测值与理论值（417.4U）相差较小,充分验证了所建模型的可靠性。      

Box-Behnken响应面优化冷榨花生粕酶解制备花生肽工艺

在单因素试验基础上应用Box-Behnken响应面优化技术对中性蛋白酶酶解冷榨花生粕蛋白质制备活性多肽工艺进行了响应面优化分析,建立了酶促水解二阶多项式非线性回归方程和数值模型并分析了酶解时间X_1、酶添加量X_2、酶解pHX_3以及底物浓度X_4对多肽制备的影响规律。响应面优化方案为酶解时间200 min,酶添加量0.081 g/mL,酶解pH 10.0和底物质量浓度0.083 g/mL。优化条件下验证试验结果为(0.135 6±0.001 4)%,与模型预测值0.137 7%接近,偏差为1.55%。研究表明,单因素试验与响应面优化联用可应用于冷榨花生粕酶促水解制备活性多肽工艺的优化分析。     

响应面法优化厌氧细菌产纤维素酶发酵培养基

通过单因素试验确定了厌氧纤维素降解细菌—溶纤维丁酸弧菌WHQ产纤维素酶的最佳培养条件,结果表明,最适产酶条件为培养时间48h,接种量10％,初始pH值8.5,温度37℃.在此基础上,应用响应面法优化该菌株产纤维素酶培养基.在初期研究中,葡萄糖和尿素确定为最佳的碳氮源,利用Plackett-Burman设计从10种培养基成分中筛选出对WHQ产内切纤维素酶有重要性的因素,结果表明葡萄糖、NaHCO,和MgSO4·7H2O对WHQ产内切纤维素酶有重要影响,利用Box-Behnken设计研究这3种因素对WHQ产内切纤维素酶的综合效应,结果表明3种因素的最佳值为MgSO4·7H2O 0.14g/L、葡萄糖14.3g/L、NaHCO3 6.92g/L,此时的内切酶酶活力最大值为206.548μg/(mL.min),与实验值相接近199.324μg/(mL·min),比未优化前的内切纤维素酶活力71.254μg/(mL·min)提高179％.     

Box-Behnken响应面法优化鱿鱼复水工艺的研究

在单因素实验基础上,选取碱添加量、碱处理时间、碱处理温度为自变量,感官评分、复水比、可溶性蛋白损失量为响应值,采用Box-Behnken中心组合设计优化得到干鱿鱼复水的最佳工艺条件为:碱添加量0.33%、碱处理时间8 h、碱处理温度25℃。在此条件下,复水鱿鱼感官评分83.41、复水比2.96、可溶性蛋白损失量9.835 mg/g,与理论感官评分82.10、复水比2.89、可溶性蛋白损失量10.094 mg/g相比,其相对误差分别约为1.57%、2.36%、2.63%。说明通过响应面优化得出的回归方程具有一定的实践指导意义。      

响应面法优化鸡胸肉蛋白酶解工艺

应用单因素试验和响应面分析法对复配蛋白酶的种类和复配蛋白酶水解鸡胸肉蛋白的工艺条件进行优化,选择复配蛋白酶比例（复合蛋白酶∶木瓜蛋白酶）、复配蛋白酶添加量、复配蛋白酶水解温度以及固液比4 个因素,以鸡胸肉蛋白的水解度为评价指标,通过4因素3水平的Box-Behnken响应面分析法优化水解条件。结果表明：选择复合蛋白酶和木瓜蛋白酶进行复配,复合蛋白酶与木瓜蛋白酶复配比例3.24∶1、复配蛋白酶添加量2.16%、水解温度51.29 ℃、固液比1∶4.20。通过此工艺条件制得的鸡胸肉蛋白酶解液的水解度达到32.84%,验证实验水解度为（32.71±0.51）%,说明试验结果与软件优化结果相符,且制得的酶解液营养丰富,感观性状好,风味佳。     

Box-Behnken响应面设计法优化微波辅助提取猪苓多糖工艺

为了优化猪苓多糖的微波提取工艺,采用Box-Behnken响应面设计法,研究液料比、p H、微波功率、提取时间、提取次数及其交互作用对多糖提取率的影响。应用Design Expert和响应面分析相结合的方法,模拟得到回归方程的预测模型和可信度,分析得到最佳提取工艺条件为:液料比30∶1(m L/g),p H 6.6,微波功率614 W,提取时间2.5 min,提取次数2次。在此条件下,多糖提取率达到6.75%。利用Box-Behnken响应面设计法优化得到的猪苓多糖提取条件参数,为猪苓多糖工业化生产提供技术支持。     

应用响应面法优化叶黄素降解发酵培养基

利用响应面分析法对Pantoea dispersa（Y08）菌降解叶黄素产香的培养基进行了优化。采用Box-Behnken实验设计,选定KH2PO4、蔗糖和混合氮源（酵母膏∶天门冬酰胺=2∶1）3个关键因子为响应因子,以叶黄素降解率为响应值建立多元二次回归方程,在分析各个因素的显著性和交互作用后,确定了Pantoea dispersa菌降解叶黄素的最优培养基为:蔗糖0.97%,混合氮源（酵母膏∶天门冬酰胺=2∶1）1.38%,KH2PO40.15%,叶黄素降解率为80.03%,与理论预测值基本吻合,比优化前提高140.67%。      

响应面法优化超声波提取黑豆皮中过氧化物酶的工艺研究

利用响应面法优化黑豆皮中过氧化物酶的超声波提取工艺。通过单因素实验和响应面优化法得出的优化提取工艺条件为:超声波功率68 W,提取温度38℃,提取时间48min,液料比25ml/g,提取次数3次。经验证实验表明,实际提取酶活与预测值相吻合;在此条件下,10g黑豆皮可提取出的酶活为3 670.3U,该工艺比传统的PBS缓冲液提取法在提取时间上缩短了86.7%,酶活提高了31.2%。     

响应面法优化大肠杆菌产海藻糖合酶发酵培养基

以海藻糖合酶基因工程菌E.coli BL21（p ET15b-Tre S）为研究对象,以海藻糖合酶的酶活为考察指标,对海藻糖合酶基因工程菌E.coli BL21（p ET15b-Tre S）的培养基进行优化。首先运用单因素实验对大肠杆菌（E.Coli）产海藻糖合酶进行了优化,利用Plackett-Burman进行两因素两水平设计对影响其产酶因素进行评估并筛选出具显著效应的3种因素:葡萄糖、酵母浸粉和K2HPO4。用最陡爬坡实验逼近以上三种因素的最大响应面区域后,采用Box-Behnken进行三因素三水平的设计以及响应面分析,获得最佳产海藻糖合酶的培养基。结果表明,发酵大肠杆菌的最佳培养基配方为:葡萄糖7.2g/L,酵母浸粉6.6g/L,蛋白胨10g/L,（NH4）2SO45g/L,K2HPO415.7g/L,KH2PO44g/L,Mg SO4·7H2O1.6g/L,微量元素混合液0.5m L/L。在此条件下进行产酶重复实验5次,海藻糖合酶酶活为65U/mg,比优化前提高了91.2%。      

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%。     

响应面法优化血红铆钉菇液体发酵培养基

应用Plackett-Burman设计法对影响液体发酵血红铆钉菇菌丝体产量的培养基组分进行筛选,确定影响菌丝体产量的主要因素为蔗糖、蛋白胨和硫酸锌。在此基础上采用最陡爬坡实验结合Box-Behnken响应面法优化血红铆钉菇液体发酵培养基。确定最优培养基配方为:蔗糖45g/L,蛋白胨5.62g/L,ZnSO433.34mg/L,K2HPO41g/L、KH2PO40.5g/L、MgSO40.5g/L。此条件下菌丝体预测产量为9.68g/L,实际试验产量为9.58g/L,证明模型预测具有很好的准确性。     

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%。     

响应面法优化酵母菌产胞外多糖培养基的研究

对能够影响酵母菌胞外多糖产量的基础培养基成分（碳源、氮源、无机盐离子）进行单因素试验,在单因素试验基础上,利用响应面法对主要影响因素进行优化,得出最适培养基配方为蔗糖6.0％、胰蛋白胨0.2％、硫酸铵0.1％、硫酸镁0.035％和磷酸二氢钾0.1％.此培养基在pH值为6、装液量50 mL/250 mL锥形瓶、温度28℃、转速170 r/min的条件下,在第8天酵母菌YF01-g胞外多糖产量最大,为4.672 g/L.     

响应面法优化红缘拟层孔菌胞外多糖发酵培养基

为提高红缘拟层孔菌(Fomitopsis pinicola)胞外多糖(EPS)产量,采用响应面法对其发酵培养基进行优化。在单因素实验基础上,利用中心组合设计原理,以蔗糖、酵母粉、MgSO4·7H2O浓度为实验因素,以多糖产量为响应值,采用3因素5水平响应面分析方法建立数学模型。结果显示,红缘拟层孔菌产EPS的最佳培养基为:蔗糖186g/L、酵母粉7g/L,MgSO4·7H2O 27g/L,KH2PO42g/L。在此条件下,EPS产量预测值为4.02g/L,验证值为(3.92±0.18)g/L。采用响应面法对红缘拟层孔菌EPS发酵培养基进行优化,方法可行。      

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。     

基于PB设计和BBD响应面法优化牡丹籽饼中油脂的超声辅助提取工艺

优化牡丹籽饼中油脂的超声辅助提取工艺。在单因素试验的基础上,采用Plackett-Burman(PB)设计对影响牡丹籽饼中油脂提取的7个因素(粒度、液料比、浸提时间、浸提温度、超声温度、超声时间、超声功率)进行筛选。根据PB试验结果,选择粒度、浸提温度、液料比、超声温度为考察因素,运用BBD响应面法对牡丹籽饼中油脂的超声辅助提取工艺进行优化。结果表明:牡丹籽饼中油脂的最佳提取工艺条件为粒度80目、液料比27∶1、浸提温度45℃、浸提时间4 h、超声温度42℃、超声功率320 W、超声时间35 min,在此条件下,牡丹籽油得率为11.15%。     

基于响应面法的鲁氏酵母发酵培养基优化

鲁氏酵母（Zygosaccharomyces rouxii ）是酱油及酱类生产中风味形成的重要微生物之一。为了获得大量菌体,采用响应面法（RSM）对鲁氏酵母CCTCC M 2013310培养基进行了优化,Plackett-Burman（PB）设计对培养基中相关影响因素的效应进行评价,结果表明,葡萄糖、玉米浆和磷酸二氢钾对生物量影响显著。由中心组合及响应面分析优化确定优化培养基为葡萄糖12.03%,玉米浆2.24%,酵母粉1%,磷酸二氢钾0.26%,甘油3%,VB1 0.001%。优化培养基的生物量为28.28 g/L,比未优化前提高了4.5倍。