嗜酸乳杆菌增殖培养基的响应面优化

采用Plackett-Burman法、最陡爬坡试验和Box-Behnken设计对嗜酸乳杆菌培养基成分进行响应面优化研究。通过Plackett-Burman法筛选出影响菌体浓度的显著因素为葡萄糖、CaCO3和番茄汁。经响应面优化后,得到葡萄糖、CaCO3和番茄汁的最佳浓度分别为3.2%、0.84%和33%。优化后的增殖培养基中,菌体浓度可达4.78×109cfu/mL,是MRS配方浓度的2.18倍。     

酵母菌株产麦角固醇发酵条件优化

采用Plackctt-Burman试验设计法及响应面法分析,对产麦角固醇酵母菌株YF2-8进行了发酵条件优化研究.首先利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响麦角固醇产量的三个主要因素:葡萄糖,蛋白胨、摇床转速.在此基础上用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,再利用Box-Bebnken试验设计及响应面分析法进行回归分析.结果表明,葡萄糖、摇床转速与麦角固醇产量有显著的相关性,并得到优化条件为:葡萄糖8.97%,蛋白胨2.36%、摇床转速为218 r/min,麦角固醇产量为6.56×10-2mg/mL,麦角固醇产量提高了5.98%.     

响应面法优化γ-聚谷氨酸发酵培养基的研究

采用响应面法对γ-聚谷氨酸发酵培养基成分进行优化.首先用Plackett-Burman(PB)设计对培养基中相关影响因素的效应进行评价,筛选出3个有显著影响效应的因素,分别为蛋白胨、谷氨酸及硫酸锰.然后进行最陡爬坡实验逼近最佳响应面区域,最后通过Box-Behnken设计及响应面分析确定了主要影响因素的最佳浓度.在优化的培养基中,γ-聚谷氨酸的产量达到28.91 g/L,比优化前的12.5 g/L提高了2.31倍.     

响应面法优化β-聚苹果酸发酵培养基的研究

采用响应面法对出芽短梗霉菌发酵制备β-聚苹果酸的培养基进行优化。使用Plackett-Burman(P-B)实验设计对培养基中相关因素进行评价,筛选出有显著影响效应的因素。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浓度及回归模型,并经实验验证模型的可行性。优化后三种显著影响因素:葡萄糖、丁二酸铵和碳酸钙,最佳浓度分别为:110.91、3.66、45.30g/L,β-聚苹果酸的发酵产量达到41.36g/L,较优化前的20.74g/L提高了199%。     

响应面法优化甲烷氧化菌3011高产甲烷氧化菌素的研究

利用响应面方法对甲烷氧化菌3011发酵产甲烷氧化菌素(Mb)条件进行了优化。以Mb产量为考察指标,利用Plackett-Burman设计对影响产量的7个因素进行评价,筛选出具有显著效应的3个因素,这三个因素分别为甲醇流加量、铜离子浓度和p H。利用Box-Behnken实验设计对显著因素进行优化,得到产Mb的最优发酵培养条件为甲醇流加量54.1μmol/min,p H6.39,铜17.03μmol/L,温度30℃,接种量5×10~6CFU/m L,通氧量30 L/h,搅拌转速400 r/min,此条件下Mb产量为3300.2μg/m L。由此可得响应面优化得到的生产工艺是提高Mb产量的可行方法。     

响应面法优化小球藻培养基

为了提高小球藻的生物量,对BG11培养基的成分进行了响应面优化。通过单因素实验筛选出了适合小球藻生长的最佳碳源、氮源分别为葡萄糖和尿素,并发现适量添加海绿素可显著促进小球藻的生长。利用Minitab软件设计Plackett-Burman实验筛选出了影响小球藻生长的三个最重要因子;通过Box-Behnken实验及响应面分析确定了三个因子的最佳浓度:磷酸氢二钾58mg/L,硫酸镁162mg/L,海绿素198μL/L。用优化后的培养基培养小球藻,48h后的藻细胞干重达10.09g/L,比优化前提高了61.2%,油脂及蛋白质产量分别达3.62和3.81g/L。     

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。     

响应面法优化德氏乳杆菌保加利亚亚种增殖培养基

采用响应面方法对德氏乳杆菌保加利亚亚种LB14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个因素对德氏乳杆菌保加利亚亚种LB14生长的影响进行评价。筛选出番茄汁与胡萝卜汁为LB14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,而其它物质对LB14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,LB14的菌体浓度达到1.1×109cfu/ml,比优化前的2.4×108cfu/ml提高了近5倍。     

利用响应面分析法进行氨肽酶发酵培养基的优化

利用Minitab软件中的Plackett-Burman设计和响应面的Box-Behnken中心组合设计,对发酵生产甲硫氨酸氨肽酶的培养基进行优化。在培养基成分单因素优化的基础上,利用Plackett-Burman实验,确定麦芽糊精、酵母粉及硫酸镁为甲硫氨酸氨肽酶发酵生产的3个显著因素。进一步用最陡爬坡法实验将显著因素的水平逼近最优区域。最后用Box-Behnken建立这3个显著因素的二次回归模型,通过对响应面曲面进行分析,得出麦芽糊精、酵母粉和硫酸镁的最佳浓度分别为:26.00、5.3、0.204 g/L。在优化培养基中,甲硫氨酸氨肽酶生产菌的发酵水平增加约1.11倍,达到50.84 U/mL,实验值与预期值基本相符。     

德氏乳杆菌增殖培养基的优化研究

采用响应曲面法对德氏乳杆菌增殖培养基进行了优化.以麦芽培养基作为基础培养基(取代了传统的MRS培养基),采用Plackett-Burman(PB)设计法,研究了12种乳酸茵促进因子以及培养基的初始pH值对德氏乳杆菌RFx1生长的影响.经试验筛选出了影响该茵体生长的关键因子:牛肉膏,酵母膏、大豆蛋白胨及培养基的初始pH值,而其它物质对RFx1增菌量的影响不显著.然后用旋转中心纽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.RFx1的茵体在优化培养基中培养后,浓度达到1.61x109cfu/mL,比优化前的3.53x108cfu/mL提高了近5倍.