响应面优化重组大肠杆菌表达RGD-TRAIL发酵工艺

为了提高RGD-TRAIL的表达量,对重组大肠杆菌的发酵工艺进行优化。在单因素实验的基础上,采用Box-Behnken实验设计进行了四因素三水平的响应面分析试验,研究了接种体积分数、pH值、诱导时间、诱导温度对RGD-TRAIL表达的影响。响应面结果表明,RGD-TRAIL表达的最佳条件为:接种体积分数7.88%,pH值7.02,诱导时间10.25 h,诱导温度22℃。在此条件下RGD-TRAIL的表达量达到17.27%,与模型预测表达量(17.31%)接近,较优化前提高了40.06%。     

响应面法优化重组大肠杆菌产ADI酶发酵培养基

在单因素优化的基础上,采用响应面分析方法对重组大肠杆菌生产精氨酸脱亚胺酶(ADI)的发酵培养基进行了优化。借助于SAS软件,结合Plackett-Burman和Box-Behnken实验设计对5种培养基组分进行优化。结果表明,最佳培养基组分为胰蛋白胨11.16 g/L,酵母提取物20 g/L,甘油6.3 g/L,磷酸氢二钾16.38 g/L,磷酸二氢钾2.31 g/L。采用优化后的培养基进行摇瓶发酵,ADI酶活达到5.7 U/m L发酵液,比初始培养基(3.72 U/m L发酵液)提高了1.53倍,比LB培养基(2.83 U/m L发酵液)提高了2.01倍。采用优化后的培养基在3 L发酵罐中进行发酵,ADI酶活达到15.17 U/m L发酵液,较LB培养基(4.32 U/m L发酵液)提高了3.51倍。     

利用响应面法优化GSH发酵培养基

利用Plackett-Burman试验设计,筛选出影响GSH产量的3个重要因素,分别为葡萄糖、蛋白胨、KH2PO4.在此基础上,再利用Box-Behnken试验设计及借助于MINTAB软件进行二次回归分析,确定了主要影响因素的最佳浓度,葡萄糖、蛋白胨、KH2PO4最佳发酵质量浓度分别为2.75%、3.03%、0.11%.在优化的培养基中,GSH产量达到147.02mg/L,比优化前的98.94mg/L提高48.60%.     

基因工程大肠杆菌生产重组别藻蓝蛋白(holo-SA-apcA)发酵条件优化

利用Design-Expert 8.0软件,对大肠杆菌产重组别藻蓝蛋白(holo-SA-apc A)的发酵条件进行优化。首先运用Plackett-Burman两水平设计,对影响重组蛋白表达量的8个因素进行评价,选择有显著影响的3个因素,即p H值、诱导温度、接种量。在此基础上,再用最陡爬坡实验快速逼近以上3个因素的最大响应区域,最后经过Box-Behnken设计和响应面分析,通过求解回归方程得到最优条件为:p H 8.0、诱导温度18℃、接种量4%。在此条件下重复发酵实验3次,重组蛋白表达量达52.3 mg/L,与预测值基本一致。     

重组大肠杆菌产谷氨酰胺转氨酶的发酵条件优化

以谷氨酰胺转氨酶生产菌株重组大肠杆菌BL21（DE3）/mtg为研究对象,对工程菌的发酵产酶条件进行了优化。首先通过单因素实验法,对培养基碳、氮源种类及浓度、培养温度、初始p H、装液量、接种量、诱导时机、诱导浓度、诱导温度及诱导时间进行了优化;随后采用Plackett-Burman设计从中筛选出3个关键影响因子:初始p H、培养温度及诱导温度;最后通过Box-Benhnken设计建立上述3个因子对谷氨酰胺转氨酶比酶活的响应面模型。结果表明,最佳发酵条件为:葡萄糖5 g/L,酵母粉28 g/L,蛋白胨14 g/L,培养温度34℃,初始p H7.0,装液量50 m L（250 m L三角瓶）,接种量5%,诱导时机4 h,IPTG浓度0.6 mmol/L,诱导温度25℃,诱导时间14 h。在该条件下,优化后的谷氨酰胺转氨酶比酶活达1.507 U/mg,为未优化前的1.56倍。      

响应面法优化重组大肠杆菌PUCRF发酵培养基的研究

为进一步提高重组大肠杆菌( PUCRF)产β-环糊精葡萄糖基转移酶(β-CGTase)的酶活力,以构建的一株能在胞外分泌表达β-CGTase工程菌E.coli PUCRF 为出发菌株,利用响应面法对其发酵工艺条件进行优化。根据Box-Benhnken中心组合设计原理,在单因素试验基础上采用四因素三水平的响应面分析法确定重组大肠杆菌PUCRF最佳培养基组成(g/100mL)为：玉米淀粉 0.962、玉米浆0.097、MgSO4 ·7H2O 0.153、K2HPO4 ·3H2O 1.235。经过优化,β-CGTase产量可达3610U/mL,是初始条件下β-CGTase酶活力(2690U/mL)的1.34倍。     

响应面法优化木聚糖酶发酵培养基的研究

采用响应面法对毕赤酵母发酵产木聚糖酶的培养基进行了优化。首先利用Plackett Burman试验设计筛选出影响产酶的3个主要因素,即麸皮水解液浓度、酵母水解液浓度和甲醇添加量。在此基础上用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法确定最佳条件。结果表明,麸皮水解液402.5g/L、酵母水解液49.9 g/L和甲醇添加量为28.1mL/L时,木聚糖酶最大理论酶活为6566.79U/mL。经3次试验验证,实际平均酶活与预测酶活相近,比优化前木聚糖酶酶活提高了23.7%。     

响应面法优化椰浆蛋白发酵饮料发酵工艺

以椰浆粉为原料,加水复溶后,添加一定量的白砂糖,通过复合乳酸菌发酵研制具有椰奶香味及发酵特有香味的椰浆蛋白发 酵饮料,通过单因素及响应面试验确定椰浆蛋白发酵饮料的最优发酵条件。结果表明,椰浆蛋白发酵饮料的最优发酵条件为：接种量 1.00‰、发酵时间20 h、白砂糖添加量4.0%。在此优化条件下,发酵饮料含特有的椰奶香味,质地均匀,口感细腻,酸甜适中,感官评分达9.37分,酸度63 °T,蛋白含量1.1 g/100 mL。     

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%。      

响应面法优化谷胱甘肽发酵生产培养基的研究

本研究以酿酒酵母变异株为出发菌株,利用Box—Benhnken中心组合设计和响应面法对该菌株产谷胱甘肽的培养基组成进行优化。实验结果表明：在10°Be’麦芽汁中添加38g／L葡萄糖、6．3g／L（NH4）2SO4及1．9g／L L-半胱氨酸盐酸盐时,谷胱甘肽产量达到120mg／L,生物量达到11．02g／L,比优化前分别提高了71．36％、39．67％。     

响应面法优化大肠杆菌生产顺,顺-粘康酸

运用响应面法对大肠杆菌ATCC69875生产顺,顺-粘康酸(CCMA)的发酵条件进行了优化研究。首先利用单因素实验,研究大肠杆菌在不同起始菌体浓度、底物葡萄糖浓度以及诱导剂IPTG(Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside)浓度下对CCMA生产的影响。在此基础上,综合考虑3个因素对大肠杆菌ATCC69875产CCMA的影响,采用Box-Behnken设计以及响应面分析法,确定其优化后发酵条件为:菌体浓度为17.85 OD,葡萄糖为15.93 g/L,IPTG为0.15 mmol。优化后CCMA产量为3.94 g/L,比优化前产量提高了3倍。     

响应面法优化重组大肠杆菌全细胞合成D-苯基乳酸

研究利用重组大肠杆菌Escherichia coli BL21（DE3）/pET-28a-ldhD全细胞生物转化苯丙酮酸（phenylpyruvic acid,PPA）合成D-苯基乳酸（D-phenyllactic acid,D-PLA）的条件。通过Plackett-Burman试验设计,从影响细胞转化的6 种因素中筛选得出转化温度、底物浓度和磷酸钠缓冲液pH值对底物PPA摩尔转化率有显著影响;采用Box-Behnken试验设计和响应面优化,对该重组菌全细胞转化合成D-PLA的条件进行了优化。最佳分批转化条件：转化温度为38 ℃、底物浓度为42 mmol/L、磷酸钠缓冲液pH 7.0、菌体质量浓度20 g/L、葡萄糖质量浓度20 g/L。在该条件下反应0.5 h,底物摩尔转化率为65.32%。根据此最佳转化条件,经4 h的间歇补加底物转化获得D-PLA最终浓度为119 mmol/L（19.75 g/L）,生产率为4.94 g/（L·h）。     

利用响应面分析法优化高山被孢霉M E - 1 生产花生四烯酸培养基成分研究

在利用高山被孢霉ME-1 生产花生四烯酸(ARA)过程中,采用响应面分析法,对摇瓶中的培养基成分进行优化。建立了两个标准的多项式模型：在长达6.5d 发酵过程中,当葡萄糖、酵母膏、KH2PO4 和NaNO3 浓度分别为90.16、12.50、3.80 和3.54g/L 时,生物量将到最大,约36.86g/L;当葡萄糖、酵母膏、KH2PO4 和NaNO3浓度分别为103.16、11.66、3.80 和3.43g/L 时,AA 产量将到最大,约9.65g/L。预测值通过实验得到了充分的证实,预测值和实验结果相关性很好。发酵罐实验结果表明,在高山被孢霉ME-1 大规模发酵生产过程中,对培养基进行优化,将同时引起生物量(发酵5d,约34.21 ± 1.01g/L)和AA 产量(发酵6d,约9.86 ± 0.45g/L)的增加。     

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%。     

重组大肠杆菌生产TaqDNA聚合酶发酵工艺优化

Taq DNA聚合酶是PCR技术中广泛应用的耐热酶。为提高重组大肠杆菌生产Taq DNA聚合酶的产量，以Taq DNA聚合酶产量和酶的比活力为考察指标，通过单因素实验优化产生Taq DNA聚合酶含量的单因素：发酵温度、pH值、IPTG诱导剂用量、诱导时间、接种量，结果表明：发酵温度、pH值、IPTG诱导剂浓度，对该基因工程菌发酵产Taq DNA聚合酶的比酶活力有显著影响，而诱导培养时间、接种量对产Taq DNA聚合酶的比酶活力影响不显著。故选择发酵温度、pH值、IPTG诱导剂浓度作为响应面的三个因素优化重组大肠杆菌生产Taq DNA聚合酶发酵工艺，响应面分析结果显示对酶的比活力显著性顺序为：IPTG诱导剂浓度>发酵温度>pH值，最佳发酵工艺参数为：发酵温度37.2℃，pH值为7.5,IPTG诱导剂浓度为0.800 mmol/L，在此条件下发酵，Taq DNA聚合酶比活力达到（43.822±0.878）kU/mg。     

响应面法优化产赤藓糖醇菌株RH-UV-L4-F9的发酵条件

为进一步提高糖蜜玉米浆发酵生产赤藓糖醇的产量,以高产赤藓糖醇耐高渗酵母RH-UV-L4-F9为出发菌株,采用响应面法优化发酵工艺参数。根据Box-Benhnken设计原理,在单因素试验基础上,采用三因素三水平响应面分析,确定最佳发酵工艺参数为：温度32.3℃、pH5.1、摇床转速176r/min。在此优化条件下赤藓糖醇产量达到166.89mg/mL,是初始条件下的1.2倍。