响应面法优化灰绿青霉Penicillium glaucum NS16产酶条件

采用响应面法对灰绿青霉Penicillium glaucum NS16生产纤维素酶的发酵条件进行了优化,通过Plackett-Burman实验方法研究有关碳源、氮源、无机盐、发酵时间、摇床转速等18个发酵因子对菌株发酵产纤维素酶活力的影响.结果显示,影响产酶的显著因子是麸皮、CMC的含量和发酵时间.根据实验结果和经验方法对显著影响因子的取值范围进行预估,并采用Box-Behnken设计实验进行优化,然后应用响应面模拟预测和摇瓶发酵实验验证,结果表明,优化发酵条件为培养基中麸皮6.0 g/L,CMC 7.0 g/L,发酵时间96 h,摇瓶发酵液中CMC酶活均接近309 IU/mL,优化预测值和实验验证值拟合度达到99%,比初始培养基和发酵条件下菌株产CMC酶活94.51 IU/mL提高了227%.     

响应面法优化樟芝液态发酵产Antrodin C

分析樟芝液态发酵菌丝体中的活性代谢产物Antrodin C,并以此化合物为目标,采用Plackett-Burman设计和Box-Behnken中心组合响应面分析,对樟芝液态发酵产Antrotin C培养基进行统计学筛选和优化。结果表明：葡萄糖、黄豆粉和MgSO4对Antrodin C的合成影响最为显著。在葡萄糖 72.0g/L、黄豆粉 5.91g/L、MgSO4 0.614g/L时,樟芝液态发酵产Antrodin C最大预测值为178.59mg/L。验证实验Antrodin C实际产量达到(177.83±0.32)mg/L,表明实验建立的模型能较好地预测实际发酵产Antrodin C情况。通过对培养基的优化,樟芝液态发酵Antrodin C产量比优化前(95.72mg/L)提高了85.8%。     

植物乳杆菌LB-17产γ-氨基丁酸培养基优化

以植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum Lb-17)为发酵菌株,以发酵产物γ-氨基丁酸产量为检测参数,对植物乳杆菌发酵产γ-氨基丁酸的发酵培养基进行优化。利用单因素实验和Box-Behnken响应曲面实验对发酵培养基进行优化得到最优培养基为:葡萄糖12.0 g/L、酵母粉18.0 g/L、Ca~(2+) 55.0 mmol/L、Mg~(2+) 60.0 mmol/L、L-谷氨酸钠26.0 g/L。优化后,植物乳杆菌Lb-17发酵γ-氨基丁酸产量达8.037 g/L,是优化前5.49 g/L提高1.5倍。     

玉米秸秆水解液发酵产琥珀酸的条件优化研究

以玉米秸秆水解液为原料,对一株产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes)ATCC 55618的发酵条件进行优化,研究了培养温度、发酵培养基的初始pH以及培养基成分对该菌株产琥珀酸发酵的影响,并利用响应面法(RSM)对发酵培养基中的水解糖、玉米浆和Na2CO3添加量3个主要因素进行优化,经过优化后的发酵条件为培养温度37℃、培养基初始pH6.8;水解糖质量浓度60g/L、玉米浆质量浓度10g/L、Na2CO3(10mol/L)添加量2mL。在1L的厌氧甁中进行了分批发酵放大实验,琥珀酸产量最高达19.66g/L。     

烟曲霉素发酵培养基的优化

目的:以烟曲霉CEA-1701为生产菌株,对烟曲霉素发酵培养基进行优化。方法:运用HPLC测定发酵液中烟曲霉素含量,通过单因素实验选择发酵碳源和氮源种类,进一步用Plackett-Burman(PB)和Box-Behnken Design(BBD)设计优化各成分在培养基中的浓度。结果:单因素实验筛选到适宜烟曲霉素合成的碳源和氮源分别为甘油和酵母提取粉。PB实验表明,甘油、玉米粉和酵母提取粉是影响烟曲霉素产量的主要因素;BBD实验优化得到产烟曲霉素的适宜培养基成分为:甘油33.5 g/L、酵母提取粉3.1 g/L、玉米粉1.7 g/L、MgSO₄·7H₂O 0.5 g/L、K₂HPO₄ 1.5 g/L、KCl 0.5 g/L、FeSO₄·7H₂O 0.013 g/L。以此培养基发酵144 h测得发酵液中烟曲霉素含量达到68.51 mg/L,较优化前提高了122.4%。结论:实验优化了发酵烟曲霉素的培养基成分,显著提高了烟曲霉CEA-1701菌株合成烟曲霉素产量,为烟曲霉素的发酵生产提供了参考依据。     

Gibberella intermedia WX12产特异性糖苷酶的发酵工艺优化

赤霉菌(Gibberella intermedia WX12)糖苷酶能将黄姜薯蓣皂苷转化为薯蓣皂苷元。先后采用单因素实验和正交实验对G.intermedia WX12发酵产糖苷酶的培养基组分和发酵工艺进行了优化。确定最佳发酵工艺条件为:葡萄糖5 g/L,酵母粉25 g/L,NaCl 1.16 g/L,KH_2PO42.72 g/L,MgSO_20.3 g/L,培养基初始pH 6.0,接种量为体积分数8%。G.intermedia WX12在上述条件下,于220 r/min、30℃摇床培养96 h,糖苷酶活性达到28.1 U/m L,较优化前提高4倍。在此基础上利用粗酶液对黄姜薯蓣皂苷进行转化,50℃条件下转化12 h后,薯蓣皂苷元转化率可达到60%。     

琼脂糖酶产生菌的筛选和培养基优化

从太岁中筛选得到一株初始产酶较高的琼脂糖酶产生菌,经形态和分子生物学分析方法鉴定之后,认定其属于类芽孢杆菌属(Paenibacillus),命名为Paenibacillus sp. P1(简称为P1)。P1为革兰氏阴性菌,短杆状细胞,对明胶和纤维素都没有水解活性。研究该菌的生长及产酶过程发现,该菌株最适发酵产酶时长是40 h。利用单因素实验对发酵培养基进行优化,最终确定了最适合菌株P1产琼脂糖酶的发酵培养基配方为:Agar 3 g/L、蛋白胨2 g/L、K_2HPO_4·3H_2O 1.0 g/L、NaCl 0.3 g/L、MgSO_4·7H_2O 0.05 g/L、FeSO_4·3H_2O 0.02 g/L、CaCl20.04g/L。菌株P1在优化后的培养基中发酵40 h,琼脂糖酶产量达到了3.47×10~4U/L,是优化前产酶水平的3.4倍。实验结果为非海洋来源的产琼脂糖酶菌株筛选和琼脂糖酶的放大发酵奠定了基础。     

枯草芽孢杆菌产碱性果胶酶发酵条件的优化

通过单因素实验对枯草芽孢杆菌菌株发酵产碱性果胶酶的培养基组分及培养条件进行优化。利用单因素实验确定了产酶的最优培养基:30 g/L豆饼粉、35 g/L马铃薯淀粉、20 g/L果胶、2.775 g/L氯化钙、4.025 g/L硫酸锌、113.6 g/L Na 2HPO 4。同时对温度、接种量、发酵pH进行优化,得到最优发酵条件:温度35℃、接种量3%、发酵过程控制pH=7.4,在此基础上进行补料流加实验,补料配方为350 g/L葡萄糖、10 g/L果胶,补料控制总糖浓度为20 ug/mL,并调整转速和风量控制溶氧30%~40%,最终酶活达到6120 U/mL,较初始酶活1061 U/mL提高了4.77倍。     

四川泡菜中产γ-氨基丁酸植物乳杆菌BC114发酵条件优化

为拓展产γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)微生物资源,以四川泡菜为分离源,从中分离具有产GABA能力的乳酸菌,并对其进行发酵条件优化。通过高效液相色谱法对筛选到的GABA菌株进行表达能力评估发现,菌株BC114在含10 g/L L-谷氨酸钠的MRS培养基于37℃发酵48 h后,发酵液中GABA质量浓度为1.72 g/L。以MRS培养基为基础培养基,采用单因素试验和响应面中心组合试验设计对发酵条件进行优化,得到最适培养基组成为葡萄糖15 g/L、牛肉膏10 g/L、蛋白胨10 g/L、酵母膏5 g/L、柠檬酸三铵2 g/L、K_2HPO_41.50g/L、L-谷氨酸钠17 g/L、乙酸钠5 g/L、MnSO_40.05 g/L、Mg SO40.10 g/L、吐温-80 1 m L/L;培养条件为pH 5.50、发酵温度37℃、发酵时间80 h、接种量4%。在此优化条件下,植物乳杆菌BC114产GABA能力达到3.82 g/L,较优化前提高了2.22倍。     

海南土地杆菌Pedobacter hainanensis 13-QT发酵生产κ-卡拉胶酶的条件优化

采用响应面法对海南土地杆菌Pedobacter hninanensis 13-QT生产κ-卡拉胶酶的发酵条件进行了优化,通过Plackett-Burman实验方法研究碳源含量、氮源含量、无机盐、初始pH值、温度等9个发酵因子对菌株发酵产κ-卡拉胶酶活力的影响.结果表明,影响产酶的显著因子是温度、蛋白胨浓度和初始pH值.根据最陡爬坡实验结果确定显著影响因子的取值范围,并采用Box-Behnken设计实验进行优化,然后应用响应面模拟预测和摇瓶发酵实验验证.结果表明,产κ-卡拉胶酶的最佳条件为κ-卡拉胶1.5g/L,蛋白胨3.9g/L,NaCl 20g/L,K2HPO4 1 g/L,MgSO4 0.40g/L,CaCl2 0.12g/L,FeSO40.008g/L,发酵培养基初始pH值为6.9,温度30.3℃.经过优化后,发酵液中κ-卡拉胶酶酶活力达到3.387IU/mL,与优化前相比提高了5.04倍.     

蚕蛹粉对红酵母发酵生产类胡萝卜素的影响

研究蚕蛹粉浓度、葡萄糖浓度、培养时间以及发酵液初始pH对一株红酵母发酵生产类胡萝卜素的影响.单因素实验结果表明:添加7.5 g/L的蚕蛹粉、葡萄糖浓度为30 g/L,发酵时间4 d,发酵液初始pH 7.0时,类胡萝卜素产量达到最高值14.51 mg/L,较对照组提高46.9％;通过正交实验进一步优化培养条件,结果表明:...     

产右旋糖酐肠膜明串珠菌发酵培养基的优化

旨在提高肠膜明串珠菌Leuconostoc mesenteroides CICC-23614发酵蔗糖产右旋糖酐的效率。以单因素实验为基础,以蔗糖、细菌蛋白胨、Na₂HPO₄·12H₂O及KH₂PO₄浓度作为影响因子,以蔗糖转化率为响应值,采用响应面分析法对肠膜明串珠菌培养基中各成分浓度条件进行研究,利用高效液相色谱法(HPLC)对发酵液中的蔗糖进行定量分析,优化得到最佳发酵培养基。结果显示,经过优化的最佳的培养基为:蔗糖101.31 g/L,细菌蛋白胨5.66 g/L,Na₂HPO₄·12H₂O 1.11 g/L和KH₂PO₄0.15 g/L。以优化后的培养基进行发酵,重复试验验证,发酵24 h,蔗糖转化率可达91.9%,与预测值误差仅为2.13%,相较于原始培养基发酵结果,蔗糖转化率是原始培养基培养条件下的1.6倍。     

植物乳杆菌ZU018增殖培养基的优化

本研究以植物乳杆菌ZU018为研究对象,最终活菌数为主要参考指标,对其发酵培养基成分进行了优化。采用单因素实验选择碳源、氮源的种类及优化浓度,通过部分因子试验设计初步确定了麦芽糖、酵母浸粉及柠檬酸三铵为培养基中最主要的三个影响因素,进一步运用最陡爬坡试验及Box-Benhnken试验设计对培养基组分进行优化。结果表明,最佳优化培养基配方为:麦芽糖30.03 g/L、酵母浸粉37.50 g/L、牛肉浸粉25.00 g/L、柠檬酸三铵4.39 g/L、磷酸氢二钾2.00 g/L、乙酸钠5.00 g/L、硫酸镁 0.20 g/L、硫酸锰0.05 g/L以及1.00 g/L的吐温80。最终发酵液中植物乳杆菌ZU018活菌数相比优化前提高4.86倍,达到10.67×109 CFU/mL,为后续植物乳杆菌高密度发酵及应用提供了理论依据。     

解淀粉芽孢杆菌fmbj37产γ-聚谷氨酸发酵培养基的优化

为了提高解淀粉芽孢杆菌fmbj37产γ-聚谷氨酸的产量,采用响应面法优化其发酵培养基成分。首先用Plackett-Burman(PB)设计对培养基中9个组分的重要性进行评价,筛选出3个关键影响因素:蔗糖、谷氨酸钠和磷酸氢二钾。然后进行最陡爬坡实验确定最佳响应面区域,最后通过响应面分析得到蔗糖、谷氨酸钠和磷酸氢二钾的最佳浓度。结果表明,经优化得到的最佳培养基成分为:蔗糖115 g/L、谷氨酸钠59.35 g/L、磷酸氢二钾2.85 g/L、蛋白胨10 g/L、硫酸镁1.5 g/L、氯化钾1 g/L、硫酸亚铁0.0006 g/L、硫酸锰0.025 g/L、硫酸铜0.00064 g/L,在该培养基中γ-聚谷氨酸的产量达到(41.2±0.51)g/L,比优化前的5.2 g/L提高了6.9倍。     

丙酮丁醇梭菌发酵条件优化研究

以P2培养基为基础组分,分别通过改变初始葡萄糖浓度、初始酵母膏浓度以及初始pH值,研究这3个单因素对丁醇发酵的影响,确定了培养基的较佳条件:初始葡萄糖浓度60g/L、初始酵母膏浓度3g/L、初始pH值6.8.此外,采取接种量5％、发酵温度37℃、发酵时间72h,可使总溶剂浓度(丁醇、丙酮、乙醇)达到13.52g/L,其中丁醇、丙酮、乙醇浓度分别为8.83g/L、3.90g/L和0.79g/L,丁醇比例为65.31％.糖丁醇转化率为21.1％(平均值),糖总溶剂转化率为31.3％(平均值).     

马铃薯淀粉产衣康酸发酵培养基的优化

以马铃薯淀粉为原料,利用土曲霉XL-6发酵生产衣康酸,并对发酵培养基组分进行优化。在单因素基础上,采用Plackett-Bur-man设计法从诸多因素中筛选出显著因素,通过响应面分析方法对其进行优化,建立衣康酸产率的二次多项式回归模型。试验结果表明,在最佳发酵培养基:碳源浓度130g/L,玉米浆2.14g/L,MgSO4.7H2O 2.19g/L,KH2PO4 0.14g/L,NH4NO3 3g/L,FeSO4.7H2O 0.10g/L,衣康酸产率达到7.04%。验证试验的实测值与预测值基本一致,说明模型可较好的反映实际情况。     

利用甲醇厂CO_2尾气培养小球藻

利用甲醇厂所排放的高浓度CO2尾气培养小球藻,研究不同的通气方式、培养方式对小球藻生长的影响。实验结果表明,当通气速率为300 mL/min、CO2浓度为10%并以10 min/h的间歇通气方式培养时能够提高小球藻的生物量,生物量和产率分别为0.681 g/L和0.082 g/(L.d)。对氮源和磷源采用补料的方式进行培养时对小球藻生长具有促进作用,最高生物量和产率分别达到0.789 g/L和0.088 g/(L.d)。当培养基的更新率为20%时能够获得较高的生物量。利用醋酸进行兼性培养时,一次性添加50～125μL/L醋酸都可促进小球藻生长,每日添加10～25μL/L的醋酸时,可明显促进小球藻生长,最高生物量和产率分别为0.933 g/L和0.111 g/(L.d),分别是空气对照的1.3倍和1.4倍。说明利用甲醇厂高浓度CO2尾气培养小球藻提高生物量是可行的。     

加镧液体培养灰树花富集有机锌的研究

灰树花是药食两用真菌,富含多糖、氨基酸和多种矿物元素。利用灰树花将无机锌转化为有机锌,能为人体补锌提供一条新的有效途径。稀土元素对生物的生长代谢具有促进作用。为了研究镧和锌元素存在时灰树花液体培养富集锌的能力,设计了四因素四水平的正交试验方案。其因素和水平分别为:硝酸镧浓度50、100、150、200(mg/L培养基),1L培养基中碳源马铃薯/葡萄糖150/18、200/24、250/30、300/36(g/g),氮源麸皮20、25、30、35(g/L培养基)和7水硫酸锌浓度100、600、1300、2000(mg/L培养基)。分别以干菌丝有机锌含量、25ml培养基有机锌产量和锌的转化率3个指标进行了分析,并分别给出了其最优培养条件,以用于指导灰树花液体培养基的设计。以25ml培养基有机锌产量为指标时,得到优化培养基为1L培养基中含ZnSO4·7H2O2000mg、麸皮35g、La(NO3)350mg、马铃薯300g、葡萄糖36g。优化培养基下有机锌的产量为1.472mg/25ml,即58.88mg/L培养基。     

醋酸菌发酵产细菌纤维素的过程优化

汉逊氏葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter hansenii)利用传统Hestrin-Scharmm (HS)培养基发酵生产细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)的过程中,普遍存在着BC产量不高、葡萄糖利用率低等问题。本研究首先比较了传统HS培养基和改良HS培养基发酵生产BC的结果,改良HS培养基中BC干重产量达到3.34g/L,较传统HS培养基提高了28%,但培养基废液中仍含有41%和70%的残糖和残氮;继而对改良HS培养基一次发酵废液进行优化,添加2.5 g/L酵母粉和1.8 g/L磷酸氢二钠,调节p H至5.9进行二次发酵,可获得3.16 g/L的BC干重,同时发酵液中副产物乙酸浓度仅为一次发酵的一半。综上,利用改良HS培养基发酵结合优化发酵废液进行二次发酵,共获得6.50 g/L的BC干重,是优化前的2.5倍以上,并且葡萄糖的利用率和转化率也分别由56.74%,22.86%提高至88.02%,36.87%。