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%。     

响应面法优化吸水链霉菌产雷帕霉素发酵培养基

目的 优化吸水链霉菌产雷帕霉素发酵培养基,提高雷帕霉素产量。方法 利用Plackett-Burman试验设计筛选出培养基中影响雷帕霉素发酵产量的显著因素,爬坡试验确定主要因素的最适范围,响应面法确定各显著因素的最优水平。结果 获得最优发酵培养基配方为：葡萄糖37.60 g/L、甘露醇30 g/L、黄豆粉28.37 g/L、硫酸铵1.25 g/L、磷酸氢二钾5 g/L、磷酸二氢钾5 g/L、L-赖氨酸1.5 g/L、复合氨基酸1.83 g/L。结论 在最优发酵培养基培养下,雷帕霉素发酵水平由初始182.23 mg/L提高到279.56 mg/L,提高了53.41%。     

液态烷烃氧载体对褐黄孢链霉菌合成纳他霉素的影响

利用单因素摇瓶发酵的实验方法,以多种液态烷烃作为氧载体,分别研究了其不同添加浓度、添加时间对褐黄孢链霉菌生长及对纳他霉素生物合成的影响。实验结果表明,正己烷、正十二烷和正十六烷都不能作为碳源被细胞利用,是有效的氧载体。正十二烷作为氧载体效果较好:接种同时添加6%的正十二烷培养,细胞干重和纳他霉素含量分别比对照组提高了22.9%和46.4%;而最佳添加时间为发酵后24 h,纳他霉素含量比接种同时添加提高了7.0%。添加6%的正十六烷,纳他霉素含量比对照组提高了43.3%。添加高于3%浓度的正己烷,菌体干重和那他霉素产量均低于对照组,推测可能是正己烷对细胞产生毒性而抑制了菌体生长和纳他霉素的合成。     

响应面法优化异硫链霉菌LMZM利用玉米芯粉产木聚糖酶发酵培养基的研究

本研究采用响应面法对异硫链霉菌LMZM产木聚糖酶的发酵培养基进行优化。首先利用Plackett-Burman实验设计筛选出影响产酶的4个显著性因素:玉米芯粉、大豆粉、酵母粉和MgSO——4。在此基础上,研究不显著因素的最低添加量来降低生产成本,然后运用最陡爬坡法逼近最大响应值区域,最后利用中心复合设计确定显著性因素之间的交互作用及最佳组成。结果表明,玉米芯粉27.85 g/L、大豆粉16.25 g/L、酵母粉3.46 g/L、MgSO₄1.18 g/L、K₂HPO₄0.60 g/L、Na₂HPO₄0.40 g/L,木聚糖酶最大理论酶活可达117.80 U/m L,经3次平行实验验证,实际酶活平均值为116.63 U/m L与预测酶活相近,且比优化之前的酶活提高了1.28倍。      

茂原链霉菌原生质体制备条件的优化

对茂原轮枝链霉菌(Streptoverticilluim mobaraense)的原生质体制备进行了研究.研究表明在培养基中加入4%的甘氨酸有利于原生质体的释放.茂原轮枝链霉菌孢子悬液在41 ℃下用2.5 mg/mL溶菌酶作用4 h的效果最好,原生质体形成率与再生率的乘积可达24%.     

响应面法优化皮状丝孢酵母产油脂发酵培养基

以皮状丝孢酵母（Trichosporon cutaneum）为出发菌株,对其产油脂的发酵培养基进行研究。以油脂产量为评价指标,通过单因素试验研究发酵培养基中的碳源、氮源、外源因子对油脂产量的影响,然后利用响应面试验对培养基进行优化。结果表明,最佳培养基配方为葡萄糖97.6 g/L、玉米浆干粉4.4 g/L、乙酸钠0.09 g/L。在该优化条件下,皮状丝孢酵母的油脂产量达到了14.4 g/L。     

响应面分析优化ε-聚赖氨酸发酵培养基

采用Plackett-Burman 试验设计及响应面分析法, 对一株白色链霉菌发酵ε-聚赖氨酸培养基进行优化.首先利用 Plackett-Burman 试验设计筛选出显著影响产ε-聚赖氨酸的因素, 再利用最陡爬坡路径逼近最大响应区域, 最后在此基础上利用中心组合试验及响应面回归分析确定最优培养基. 结果表明, 葡萄糖、(NH4)2SO4与ε-聚赖氨酸产量存在显著的相关性,其最适浓度分别为33.196,8.572 g/L,在优化条件下,ε-聚赖氨酸产量达到(2.491±0.124)g/L与预测值2.543 139 g/L非常接近,产量提高了63.6%.     

林肯链霉菌原生质体制备条件的研究

对林肯链霉菌SL98原生质体制备条件进行了探索.其原生质形成最佳培养基中含甘氨酸浓度为0.4%,蔗糖浓度为34%;酶解条件是采用溶菌酶浓度4mg/mL,菌龄72h,酶解时间5h,酶解温度为30℃.其最高的原生质体的制备率达16.3%.     

响应面法优化三孢布拉氏霉菌发酵产番茄红素工艺

番茄红素除了呈现鲜艳的颜色外,还具有比较强的抗氧化等功能性作用,因而广泛应用于食品、饮料等行业,与化学合成法相比,微生物发酵法生产的番茄红素因为安全性更易于被消费者接受,因此提高天然番茄红素产量意义重大。文章以三孢布拉氏霉菌为发酵菌种,通过响应面法对发酵培养基的组成及发酵条件进行优化,从而提高番茄红素的产量与纯度。经过单因素分析和响应面优化后的培养基组成及培养条件为玉米粉20 g/L、黄豆粉25 g/L、磷酸二氢钾0.6 g/L、硫酸镁0.9 g/L、玉米油12 g/L、发酵液初始pH 6.5、接种量6%、装液量40 mL/250 mL、正菌和负菌接种比例1∶15、培养温度26℃、转速180 r/min、振荡培养144 h,在42 h时加入0.4 g/L的2-氨基-6-甲基吡啶作为环化酶阻断剂,在此条件下番茄红素的产量为626.25 mg/L,比优化前提高了25.6%,该研究结果可为番茄红素工业化生产提供参考,有助于更好地应用于肉品、饮料、保健品等行业。     

响应面法优化镰刀霉菌JN158 产色素培养基

用Plackett-Burman试验设计和响应面法（response surface methodology,RSM）对镰刀霉菌JN158产色素的发酵培养基7种营养物质配比进行优化。结果表明：蔗糖、花生饼粉和FeSO4·7H2O的添加量显著影响色素产量;用最陡爬坡试验使这3个显著因素的添加量接近最大响应区域,优化后,镰刀霉菌产色素的培养基添加量分别为：蔗糖30.18 g/L、花生饼粉4.86 g/L、K2HPO4·3H2O 1 g/L、NaCl 0.5 g/L、MgSO4·7H2O 0.5 g/L、CaCl20.5 g/L、FeSO4·7H2O 0.0122 g/L,预测的最大色素产量是1.268 g/L,验证实验得到的色素产量为（1.252±0.011）g/L,与预测值相近,优化后色素的产量是以前的2.9倍。     

响应面法优化黑曲霉发酵产低聚异麦芽糖培养基

采用全因子试验、最陡爬坡试验以及Box-Behnken试验设计对黑曲霉CU-1(Aspergillus niger CU-1)发酵生产低聚异麦芽糖培养基的主要成分进行优化。结果表明:最优培养基成分为:麸皮浸汁体积分数4%、玉米浆添加量19.67g/L、NaNO3添加量2.24g/L、木薯淀粉糖化液添加量250g/L,在该培养条件下,在3.6L发酵罐中进行验证,发酵液中异麦芽糖、潘糖和异麦芽三糖总产量达到37.4%,低聚异麦芽糖总产量高达83.1%,说明Box-Behnken试验设计法用于黑曲霉发酵生产低聚异麦芽糖培养基优化是可行的,数学模型的预测值与实验观察值相符。     

响应面法优化无色素产普鲁兰菌株UVMU3-1培养基成分

以Plackett-Burman(PB)设计结合响应面(RSM)分析法对无色素产普鲁兰突变菌株UVMU3-1发酵培养基7种营养成分配比进行优化。结果表明:葡萄糖、KH2PO4添加量显著影响普鲁兰产量。最陡爬坡试验使2个显著因素的水平取值逼近最大响应区域。中心组合设计结合RSM分析确定产普鲁兰最优培养基配比为:葡萄糖67g/L、KH2PO45.18g/L、(NH4)2SO45g/L、NaNO310g/L、MgSO4.7H2O 0.5g/L、酵母粉2g/L、吐温-80 10mL/L,预测最大响应值19.94g/L。实际验证普鲁兰产量19.98g/L,与预测相符,普鲁兰产量较优化前提高163%。     

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%。     

Optimization of Medium Composition for Cultivating Clostridium butyricum with Response Surface Methodology

ABSTRACT: Probiotic bacteria, such as some strains of Clostridium butyricum , have been frequently used as the active ingredient in functional foods. However, slow growth of the probiotic bacteria has been one of the big concerns for their potential commercial application. In the present study, a fractional factorial design was applied to investigate the main factors, namely, the concentrations of the glucose, tryptone, yeast extract, beef extract, cys-teine, (NH₄) ₂SO₄, NaCl, K₂HPO₄, and the medium initial pH that affected the growth of 1 probiotic strain, C. butyricum ZJUCB, currently preserved in our laboratory. Central composite experimental design and response surface methodology were adopted to derive a statistical model for optimizing the composition of the medium. The experimental results showed that the optimum medium for incubating the C. butyricum ZJUCB was composed of 2.44% (w/v) glucose, 2.08% yeast extract (w/v), 1% tryptone (w/v), 0.1% (NH₄)₂SO₄ (w/v), 0.1% NaHCO₃ (w/v), 0.02% MnSO₄. H₂O (w/v), 0.02% MgSO₄. 7H₂O (w/v), 0.002% CaCl₂ (w/v), and 2% agar (w/v) (if necessary) at pH 8.55. After incubation for 24 h in the optimum medium, the populations of the viable organisms could reach 10⁹ colony-forming units (CFU)/mL, which was 100 times higher than that incubated in the initial medium.     

响应面法优化牛樟芝高产总三萜发酵培养基

为提高牛樟芝(Antrodia camphorata)菌丝体产三萜类化合物的能力,采用筛选试验(Plackett-Burman,PB)试验和中心组合设计(central composite design,CCD)试验对发酵培养基进行优化。首先通过PB试验对影响菌丝体产三萜类化合物的8个组分进行筛选,确定玉米粉、牛肉膏、黄豆粉为3个主要影响因素,然后依次用最陡爬坡试验、CCD和响应面分析,确定主要因素的最佳浓度。由此得到最佳培养基配方:20 g/L葡萄糖,10 g/L大豆粉,16.07 g/L玉米粉,4.5 g/L牛肉膏,31.93 g/L黄豆粉,1 g/L MgSO4,2 g/L KH2PO4,50 mg/L VB1。采用基本发酵培养基培养牛樟芝其菌丝体中总三萜含量为(12.29±0.43)mg/g,经培养基优化处理后三萜类含量为(15.40±0.15)mg/g,相比初始其产量提高了25.3%。     

Optimization of Medium Composition for Nisin Fermentation with Response Surface Methodology

ABSTRACT:  Nisin is an effective food biopreservative widely used in food industry. However, 1 problem of concern is limited production rate and final nisin concentration. A nisin-producing strain, L. lactis Lac2, a mutant strain with high yield of nisin, was obtained in our laboratory recently. In the present study, a fractional factorial design was applied to investigate the main factors that affect the yield of L. lactis Lac2. Central composite experimental design and response surface methodology were adopted to derive a statistical model for optimizing the composition of the medium. The results showed that the optimum medium for nisin production of L. lactis Lac2 was composed of 2.68% sucrose (w/v), 0.5% tryptone (w/v), 1% yeast extract (w/v), 0.3% Tween-80 (w/v), 0.02% MgSO₄·7H₂O (w/v), 0.81% NaCl (w/v), 1.91% K₂HPO₄ (w/v), 0.05% ascorbic acid (w/v), and 2% agar (w/v) (if necessary) at pH 6.5. When cultured in the optimum medium, the nisin yield is an average of 3381.81 IU/mL, which nearly doubled the yield when incubated in the initial medium. Also, the concentration of tryptone was decreased while that of the sucrose was increased when compared with CM broth, which means a reduction of the fermentation cost.     

微生物发酵生产水苏糖培养基的优化

通过Plackett-Burman设计和响应面分析对微生物发酵提纯水苏糖的培养基进行了优化。通过Plackett-Burman设计从6个因素中筛选出了有显著影响的酵母浸膏、酪蛋白胨和硝酸钠3个因素;通过最陡爬坡和Box-bohnken设计进一步优化,并利用Minitab软件进行回归分析,得到以上3个因素的适宜浓度分别为(g/L):酵母膏13.8、酪蛋白胨8.2、硝酸钠4.8。采用优化的培养基下,水苏糖纯度由85%提高到91%。