高产纳豆激酶地衣芽孢杆菌工程菌全合成培养基优化

以产纳豆激酶的地衣芽孢杆菌基因工程菌BL10（pP43SNT-SsacC）为出发菌株,开展其全合成培养基的发酵优化研究。通过单因素试验和正交试验优化了全合成培养基成分,获得了最优的培养基组成（g/L）：葡萄糖30、NaNO3 30、谷氨酸钠20、柠檬酸钠15、MgSO4·7H2O 0.5、K2HPO4·3H2O 1.5、CaCl2 0.5,pH 7.2。在优化的全合成培养基中,纳豆激酶最高酶活力达到25.59 FU/mL,相比于初始培养基发酵活性（4.27 FU/mL）,提高了5 倍。对比分析了全合成培养基和半合成培养基的发酵产物,结果表明,全合成培养基可显著提高纳豆激酶的纯度,与半合成培养基相比,纳豆激酶比活力提高了2 倍。本研究获得了纳豆激酶的全合成培养基成分,显著提高了纳豆激酶发酵活性,并进一步提高了纳豆激酶发酵纯度。     

纳豆激酶液体发酵条件优化的研究

通过正交试验和响应面分析法对纳豆激酶液体发酵条件进行了系统研究。由纳豆芽孢杆菌的生长曲线确定出18h~20h为适宜的种龄。采用正交试验法对发酵培养基的组成进行优化,确定出发酵培养基的最佳配方：玉米淀粉2%,动物蛋白胨4%,MgSO4·7H2O 0.05%,CaCl2 0.01%,K2HPO4 /KH2PO4 0.3%/0.1%。通过响应面分析法对发酵条件进行优化,确定出液体发酵最佳条件：初始pH值为6.8,装液量50mL/500mL锥形瓶,接种量3.1%,发酵温度36℃。经过优化,发酵48h后的纳豆激酶酶活从12.47kU/mL提高为32.73kU/mL。     

多聚谷氨酸发酵的响应面法优化

以一株纳豆芽孢杆菌进行多聚谷氨酸发酵,采用Plackett-Burman法对发酵工艺进行评价,得出培养基配方对多聚谷氨酸的产量有显著影响的因子包括:葡萄糖、豆饼粉、谷氨酸钠,然后用响应面法对这几个因素进行优化,所得的最佳培养基配方为:葡萄糖8％,豆饼粉32％,谷氨酸钠4.8％,MgSO4·3H2O0.06％,CaCl20.06％,K2HPO4·3H2O0.39％,KH2PO40.3％,灭菌前pH7.5,PGA产量由原来的15.4g/L提高到26.2g/L.     

纳豆激酶液体深层发酵技术的研究

本文研究了纳豆菌株ZN-4 (Bacillus natto)的液体深层发酵条件及其对纳豆激酶活力的影响,结果表明:纳豆菌株ZN-4液体深层发酵的最佳培养基配方为:葡萄糖2 %,大豆蛋白胨1 %,Na2HPO4 0.6 %,NaH2PO4 0.1 %,MgSO4 0.05 %,CaCl2 0.02 %;最佳培养基起始pH 7.0,接种量为3 %,最适发酵温度为35 ℃.在此条件下,摇瓶、50 L罐和500 L罐发酵酶活最高分别达到1903 U/mL、2210 U/mL和1934 U/mL.     

一株纳豆芽孢杆菌的产酶条件优化

从一株实验室保藏的产纳豆激酶细菌出发,先对其液体发酵产酶的培养基和培养条件进行优化,在此优化基础上,利用Plackett-Burman试验筛选出影响纳豆芽孢杆菌产酶的3个主要因素:胰蛋白胨添加量、MgSO4添加量、发酵温度,利用Box-Behnken进行响应面试验设计,优化得到最优发酵条件。发酵培养基条件(g/L):胰蛋白胨26.6、乳糖10.0、Na2HPO45.0、NaH2PO41.0、CaCl20.2、MgSO41.35;发酵条件:种龄12h、接种量2%、发酵温度33℃、发酵时间56h、装液量50mL/250mL。此发酵条件下发酵液的纳豆激酶酶活力为743.65U/mL,比优化前提高了232.33U/mL。     

产纳豆激酶菌株液体及固体发酵工艺初步研究

对纳豆菌株ZN-4(Bacillus natto)的液体深层发酵和固体浅盘发酵两种发酵工艺分别进行了初步研究,比较了两种工艺对该菌株产纳豆激酶的影响.结果表明,纳豆菌株ZN-4液体深层发酵的最佳培养基配方为:2%的葡萄糖,1%的大豆蛋白胨,Na2HPO40.6%,NaH2PO40.1%,MgSO40.05%,CaCl20.02%;最佳培养基起始pH为7.0,最佳接种量为3%,最适发酵温度为35℃,最佳发酵时间为56h,在此条件下,摇瓶发酵酶活最高可达到1903U/mL;以无机盐溶液浸泡过夜的优质东北大豆为发酵基料的固体浅盘发酵中,初步研究了不同接种量、发酵温度和发酵时间对该菌株产纳豆激酶的影响,结果表明,纳豆菌株ZN-4固体浅盘发酵的最佳接种量为10%,最适发酵温度为37℃,最佳发酵时间为48h,在此条件下,固体发酵酶活最高可达到2200U/g.     

硒纳豆激酶液体发酵研究

通过向液体培养基中添加无机硒,利用纳豆菌的发酵作用实现无机硒到有机硒的生物转化,并与纳豆激酶结合,得到硒纳豆激酶.最优发酵条件为:大豆蛋白胨2.5％,葡萄糖2％,Na2SeO3 10-6mol/L,MgSO40.05％,CaCl20.02％,K2HPO4/KH2PO40.2％/0.1％,培养基pH7,培养温度37℃,接种量2％,培养时间60h.所得硒纳豆激酶酶活达196.81U/mL(Folin-酚法),其SDS-PAGE凝胶电泳条带的硒含量为0.060μg/g,远高于不合硒发酵液对照样.     

鹰嘴豆纳豆液态发酵高产蛋白酶的培养基及发酵条件优化

为了提高纳豆中的蛋白酶活力,以纳豆芽孢杆菌为菌种,对鹰嘴豆纳豆液态发酵进行优化。以蛋白酶活力为指标,采用Plackett-Bnrmao法筛选出三个对蛋白酶活力影响最大的因素:装液量、转速和鹰嘴豆粉添加量。通过响应面优化鹰嘴豆纳豆液态发酵的培养基和发酵条件,建立二次回归模型的拟合度良好,对提高蛋白酶活力影响显著(p<0.005),所得最佳培养基为鹰嘴豆粉添加量5.9%,豆粕粉1.0%,葡萄糖0.6%,氯化钠0.5%,最佳发酵条件为:转速250 r/min,装液量76 mL/500 mL,温度37℃,发酵时间48 h。该条件下发酵所得蛋白酶活力达(3558.0±1.5) U/mL,相对于对照培养基的(2491.4±2.8) U/mL提高了42.8%,且纤维蛋白平板法验证的纳豆激酶溶解圈面积提高了108.6%。结果表明,优化后的鹰嘴豆纳豆液态发酵能有效提高蛋白酶活力。     

中式纳豆制备技术的研究

为探索出符合中国人口味且纳豆激酶酶活力高的中式纳豆加工技术,该研究从市售的4种纳豆中分离出4株纳豆芽孢杆菌（Bacillus natto）,并筛选出一株产纳豆激酶能力最强的菌株NK3。以牛奶培养基替代传统的种子液培养基培养纳豆菌种,通过单因素试验考察发酵温度、时间、接种量、加水量对纳豆激酶酶活力的影响,采用正交试验优化纳豆发酵条件。结果表明,以牛奶为培养基培养的纳豆菌生长良好,在发酵温度27 ℃、发酵时间1.5 d、接种量5%、加水量6%条件下,菌株NK3发酵制备出的纳豆无氨臭味,有淡淡的奶香味,且纳豆激酶酶活力高达668.5 U/g。     

固态发酵条件对纳豆激酶活性的影响及发酵条件的优化

为获得在黄豆基质上生长良好的纳豆杆菌分泌的纳豆激酶最优的发酵条件,以A和B两种不同的纳豆芽孢杆菌为发酵菌种,在固体培养基上,在优化黄豆粉碎方式、纳豆杆菌接种量和发酵时间3个单因素条件下,通过Box–Behnken实验设计,优化纳豆激酶的发酵条件。结果表明,纳豆杆菌在黄豆固体培养的最佳发酵条件为:固体培养基于121℃,30 min灭菌,1/2粒黄豆上接种11%的纳豆杆菌,发酵45 h后,纳豆激酶酶活达到1408 U/g,较未优化之前酶活提高了668 U/g,说明通过优化发酵条件,可以提高纳豆激酶酶活。     

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。     

纳豆激酶固态发酵工艺参数的两种不同设计方法优化

采用响应面法和人工神经网络耦合遗传算法,对影响固态发酵产纳豆激酶的工艺参数进行了优化,并对这两种方法的优化效果进行评价。结果表明:在纳豆激酶固态发酵工艺参数优化中,采用人工神经网络耦合遗传算法较响应面法具有更好的数据拟合能力和预测准确度,纳豆激酶固态发酵工艺最佳参数:接种量4%,初始含水量55%,大豆装量90 g/250 mL,发酵温度36.09℃,蔗糖添加量1.5%,MgSO4.7H2O添加量0.21%,CaCl2添加量0.27%,发酵时间24 h。在该条件下发酵产物的最大酶活可达7 631.28±219.54 U/g,较单因素试验的最高水平提高了29.02%。     

响应面法优化解淀粉芽孢杆菌产中性蛋白酶发酵条件

在单因素试验的基础上,应用响应面法对解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）GZUB-7产中性蛋白酶的发酵条件进行优化,以达到提高菌株产中性蛋白酶酶活力的目的。结果表明,发酵培养基的最佳组分为葡萄糖用量50 g/L、豆粕粉40 g/L、CaCl2添加量0.44 g/L;最适发酵条件为发酵温度40 ℃、初始pH 7.0、接种量6.0%、发酵时间40 h,在此条件下,该菌株产中性蛋白酶酶活力达到192.7 U/mL。     

盾叶薯蓣皂苷水解酶发酵条件优化研究

从盾叶薯蓣根茎清洗液中,筛选出一株产薯蓣皂苷水解酶菌株Aspergillus sp.,对该菌株产酶发酵条件进行优化研究。单因素试验结果表明,0.3%葡萄糖为碳源、0.4%蛋白胨为氮源,薯蓣皂苷水解酶活力为0.78 U/mL。正交试验结果表明,蛋白胨含量对酶活力的影响较大,产酶发酵培养基最佳配方为0.5%葡萄糖,0.6%蛋白胨,0.2%薯蓣皂苷,0.1%K2HPO4,0.05%MgSO4·7H2O,0.05%KCl,0.001% FeSO4·7H2O。在此最佳培养基配方条件下,薯蓣皂苷水解酶活力为0.96 U/mL。0.2%麦冬、0.2%绞股蓝、0.2%薯蓣三种混合皂苷作为诱导物时,薯蓣皂苷水解酶活力最高,达1.26 U/mL。     

响应面法优化纳豆芽孢杆菌发酵制备多肽螯合钙工艺

以牛骨粉和大豆粉为主要原料,采用纳豆芽孢杆菌（Bacillus natto）SWS-001发酵制备多肽螯合钙,并以螯合钙产量为响应值,采用单因素试验及响应面试验对其发酵培养基组成进行优化。结果表明,B. natto SWS-001发酵制备多肽螯合钙的最优发酵培养基组成为牛骨粉3.5%、大豆粉4.8%、葡萄糖0.5%、KH2PO4 0.2%、K2HPO4·3H2O 0.52%、MgSO4·7H2O 0.1%。在此优化条件下,多肽螯合钙含量最高达到（707.47±32.16） mg/L,较优化前提高29.42%。     

响应面法优化褐黄孢链霉菌ZM701产纳他霉素发酵培养基

为了提高褐黄孢链霉菌（Streptomyces gilvosporeus）ZM701生产纳他霉素的产量,该文通过单因素试验,研究碳源、氮源及无机盐对菌体生长和纳他霉素产量的影响,采用响应面分析法优化发酵培养基中葡萄糖、豆粕、CaCO3的添加量。结果表明,褐黄孢链霉菌（S. gilvosporeus）ZM701产纳他霉素最佳发酵培养基组成为：葡萄糖52.6 g/L,酵母蛋白胨3.0 g/L,豆粕23.3 g/L,MgSO4·7H2O 2.0 g/L,CaCO3 3.2 g/L。在此条件下,纳他霉素产量达到5.41 g/L,比优化前提高了77.8%。     

响应面法优化海洋弧菌产褐藻胶裂解酶发酵培养基

采用响应面法优化海洋弧菌X511的产酶发酵培养基,提高其胞内褐藻胶裂解酶产量。通过单因素试验研究了不同碳源、不同氮源、海藻酸钠、氯化钠、蛋白胨、硫酸亚铁、硫酸镁和磷酸氢二钾对菌株产胞内酶活力的影响,在此基础上,利用Plackett-burman试验确定海藻酸钠、氯化钠、蛋白胨和硫酸镁对胞内酶产量的影响。通过响应面试验构建回归方程,结果表明,最佳发酵培养基成分为海藻酸钠9.0 g/L,NaCl 31.6 g/L,蛋白胨15.0 g/L,MgSO4·7H2O 1.5 g/L。在此条件下,该菌株的胞内褐藻胶裂解酶的活力为（20.65±0.14） U/mL,较优化前的酶活提高了64.4%。     

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%。