利用响应面法优化γ-聚谷氨酸发酵培养基

利用筛选出的枯草芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸,并对其发酵培养基进行优化。首先采用逐因子试验法寻找出各因素的参考范围。在此基础上,利用Plackett-Burman试验筛选出显著影响γ-PGA产量的3个主要因素:酵母粉、谷氨酸钠和CaCl2。用最陡爬坡试验逼近最大产γ-PGA的区域。然后利用Box-Behnken试验对显著因素进行优化,得酵母粉、谷氨酸钠和CaCl2的最佳浓度分别为4.18g/L、76.89g/L和0.1422g/L。在优化后发酵培养基条件下,γ-PGA的产量达到了43.26g/L,比初始γ-PGA产量提高了1.035倍。     

降解油茶粕发酵生产芽孢杆菌培养基条件优化

以降解油茶粕为原料,液态发酵生产枯草芽孢杆菌。经单因素实验、Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验确定培养基组成因素的响应值及中心点,通过正交实验优化生产枯草芽孢杆菌的培养基条件。试验结果显示:优化的培养基条件是:降解油茶粕13g,可溶性淀粉1g,尿素1.5g,磷酸氢二钠0.05g,七水硫酸镁0.015g,牛肉膏0.2g,七水硫酸亚铁0.03g,酵母膏0.5g,蒸馏水100mL,自然pH。于121℃灭菌30min后接种5mL菌悬液,37℃150r/min摇床培养24h,得到含108个/mL的枯草芽孢杆菌液态发酵液。     

枯草芽孢杆菌BSD-2产抗菌肽发酵培养基的优化

为了提高枯草芽孢杆菌BSD-2抗菌肽的产量,应用响应面法对发酵培养基进行优化。采用Plackett-Burman设计对培养基中相关影响因素的效应进行评价,筛选出3个重要因素依次为蛋白胨、淀粉和豆饼粉;然后进行最陡爬坡试验逼近最佳响应面区域;最后通过Box-Behnken设计及响应面分析法确定最佳培养基配方为：蛋白胨14.29g/L、淀粉14.07g/L、豆饼粉6.49g/L、CaCO3 2.0g/L、MgSO4 1.0g/L。拟合实验模型结果显示,发酵液抗菌肽的产量增加为原来的1.77倍。     

响应面法优化卡氏芽孢杆菌ST-1产芽孢发酵培养基

以卡氏芽孢杆菌(Bacillus cabrialesii)ST-1为研究对象，芽孢数为响应值，采用单因素试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及响应面试验对其发酵培养基进行优化。结果表明，影响卡氏芽孢杆菌ST-1芽孢数的主要因素为蔗糖、麸皮和蛋白胨、磷酸二氢钾，卡氏芽孢杆菌ST-1产芽孢的最适宜培养基配方为：蔗糖13.1 g/L，麸皮+蛋白胨(1∶2)17.0 g/L，磷酸二氢钾2.0 g/L。在此最优条件下，卡氏芽孢杆菌ST-1发酵液中芽孢数达到5.96×10⁹ CFU/mL，是优化前的32.21倍。     

中温大曲中产淀粉酶芽孢杆菌的筛选鉴定及培养条件优化

为了获得高产淀粉酶的芽孢杆菌（Bacillus sp.）,该研究采用稀释平板法和划线法从中温大曲中分离纯化芽孢杆菌,通过透明圈法初筛和3,5二硝基水杨酸（DNS）法复筛,获得高产淀粉酶芽孢杆菌,并采用形态学观察和16S r RNA同源序列分析方法进行菌种鉴定。以淀粉酶活力为响应值,采用单因素试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验、Box-Behnken试验对筛选菌株的培养条件进行优化。结果表明,共分离纯化出72株芽孢杆菌,从中筛选得到一株淀粉酶活力最高的芽孢杆菌菌株,编号为ZTW17-6,经鉴定为贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）;其最佳培养条件为乳糖50 g/L、蛋白胨60 g/L、接种量5%、发酵温度35℃、转速180 r/min、装液量76 m L/250 m L、初始pH值7。在此优化条件下,淀粉酶活力达到8 352.95 U/m L,是优化前的2.61倍。     

枯草芽孢杆菌生产抗菌物质的食品级发酵培养基优化

为得到安全可靠的新型生物防腐剂,用枯草芽孢杆菌发酵食品同时提高其抗菌活性。采用单因素试验和Plackett-Burman试验设计筛选出4 个关键因子为脱脂奶粉、番茄汁、发酵时间和发酵温度;使用Box-Behnken原理设计进行响应面试验确定出最佳培养基配方和发酵条件：小麦粉16.0 g/L、脱脂奶粉20.0 g/L、黄豆粉酶解液200.0 mL/L、番茄汁40.0 mL/L、NaCl 10.0 g/L,装液量50.0 mL、发酵温度32.14 ℃、发酵时间60.0 h。拟合实验模型结果显示：优化后发酵液对荧光假单孢的抑菌圈直径较优化前提高42%,对短小芽孢杆菌的抑菌圈直径较优化前提高47%。     

响应面法优化芽孢杆菌CJPE209产角蛋白酶发酵培养基的研究

采用响应面法对芽孢杆菌（Bacillus sp.）CJPE209产角蛋白酶的发酵培养基组分进行优化。在前期单因素优化的基础上利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响产酶的2个显著性因素：羽毛粉、蔗糖。在此基础上,采用最陡爬坡试验确定中心复合试验的中心点,然后对其他不显著因素进行最低添加量试验以降低生产成本和简化培养基组分。利用中心复合试验,得到预测最佳培养基组成为羽毛粉5.6 g/L、蔗糖13.6 g/L、尿素5.0 g/L、KH2PO4 0.4 g/L、MgSO4 1.44 g/L、CaCl2 1.1 g/L、NaCl 5.0 g/L,预测角蛋白酶酶活为501.9 U/mL。用预测最佳培养基来进行发酵验证试验,结果实际角蛋白酶酶活为503.5 U/mL,表明模型能较好的预测发酵后酶活。     

枯草芽孢杆菌ZC1发酵产中性蛋白酶的条件优化

在摇瓶发酵条件下,对枯草芽孢杆菌产中性蛋白酶条件进行优化。在单因素的基础上,通过Plackett-Burman实验和最徒爬坡实验确定出响应面实验设计的中心点:豆粕粉66g/L,麦芽糖16g/L及磷酸二氢钾8.5g/L。通过响应面实验设计,得到最佳发酵条件为:豆粕粉67.13g/L,麦芽糖16.17g/L,磷酸二氢钾8.52g/L,吐温-80 3mL/L,海藻糖3g/L,pH 7.5,接种量4%,温度37℃。在该发酵条件下发酵72h,中性蛋白酶酶活由原来的454.2U/mL提高到993.1U/mL。     

植物乳杆菌YSQ 规模化生产的低成本培养基配方优化

通过单因素试验、Plackett-Burman试验设计及响应面法筛选适于植物乳杆菌YSQ株大规模发酵的低成本培养基。结果表明：单因素试验确定培养基成分：碳源为玉米粉、次粉+蔗糖;氮源为豆粕;番茄汁作为生长因子供体。利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响植物乳杆菌生长的4个主要因子：次粉、豆粕、K2HPO4和MnSO4。最陡爬坡、中心优化组合及响应面分析确定培养基各组分的最适添加量为：玉米粉10g/L、豆粕15.5g/L、次粉1.2g/L、蔗糖5g/L、番茄汁150mL/L、K2HPO4 1.1g/L、MnSO4 0.28g/L、MgSO4 0.3g/L。优化后,植物乳杆菌发酵18h的菌落总数从优化前的8.73×108CFU/mL(玉米粉、豆粕、次粉的混合料)提高到2.68×1010CFU/mL。     

葡糖醋杆菌FBFS97产苯乳酸的液态发酵条件优化

该试验以葡糖醋杆菌（Gluconacetobacter sp.）FBFS97为出发菌株,在单因素试验的基础上,通过Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验、Box-Behnken响应面法优化菌株产苯乳酸的液态发酵条件。结果表明,优化后的发酵条件为果糖100 g/L、酵母粉40 g/L、K2HPO4 1.2 g/L,pH 4.4,接种量5%（V/V）,装液量24 mL/250 mL,于28 ℃、150 r/min培养8 d。在此优化条件下,苯乳酸产量为217 mg/L,是优化前的3.52倍。     

Production of polysaccharide and surfactin by Bacillus subtilis ATCC 6633 using rehydrated whey powder as the fermentation medium

The aim of this research was to assess the amounts of polysaccharide and surfactin produced by Bacillus subtilis ATCC 6633 in rehydrated whey powder (RWP) as the growth medium. One-day-old cultures of B. subtilis (～4.6 log cfu/mL) were inoculated into 100mL of 10, 15, or 20% (wt/vol) RWP and incubated at 30°C for 72 h. To analyze the effects of lactose and protein on polysaccharide and surfactin production, 6 RWP solutions containing different levels of lactose and protein were also used as media. The number of vegetative cells and spores, pH, viscosity, and the concentration of lactose were determined at 0, 24, 48, or 72 h of fermentation. The levels of polysaccharide and surfactin produced after 72 h of fermentation were measured using HPLC and the phenol-sulfuric acid method, respectively. During 72 h of fermentation, B. subtilis populations increased from 4.6 to 10.54, 9.82, and 9.67 log(10) cfu/mL in 10, 15, and 20% RWP, respectively. The number of B. subtilis spores in 10% RWP increased from 3.91 to 4.72 log(10) cfu/mL after 48 and 72 h of fermentation, respectively. The increased level of lactose or protein in RWP did not significantly change the vegetative growth. After 72h of fermentation, the pH of RWP decreased from 5.70 to 4.99 with a slight increase in viscosity. Polysaccharide levels in 10, 15, and 20% RWP after fermentation were 513.6, 613.5, and 768.3mg/L, respectively, with B. subtilis producing 0.18 to 0.29 g/L of surfactin after 72 h of fermentation. The polysaccharide or surfactin production was not changed significantly by addition of protein or lactose to RWP. These results indicate that RWP is a good fermentation substrate for surfactin and polysaccharide production.     

枯草芽孢杆菌ZJS18发酵生产γ-聚谷氨酸培养条件的优化

通过响应面法对枯草芽孢杆菌ZJS18发酵生产γ-聚谷氨酸的培养条件进行优化。首先采用Plackett-Burman试验设计筛选出对γ-聚谷氨酸产量有显著影响的3?个关键因素,即蔗糖、酵母粉和谷氨酸钠;然后通过Box-Behnken试验设计和响应面法对这3?个关键因素的用量进行优化。响应面优化后的3?个关键因素的最佳质量浓度为蔗糖64.40?g/L、酵母粉7.10?g/L和谷氨酸钠57.96?g/L。枯草芽孢杆菌ZJS18发酵生产γ-聚谷氨酸的最佳培养条件为蔗糖用量64.40?g/L、酵母粉用量7.10?g/L、谷氨酸钠用量57.96?g/L,氯化钠用量30?g/L,MgSO4用量0.3?g/L、K2HPO4用量2?g/L,初始pH?7.5,接种量5%,装液量40?mL/250?mL,温度37?℃,摇床转速200?r/min,发酵时间36?h。在上述条件下,γ-聚谷氨酸产量为13.20?g/L。与未优化前相比,产量提高了1.88?倍。     

响应面优化清酒发酵工艺研究

采用Plackett-Burman设计法和响应面分析法对清酒发酵工艺进行优化。先用Plackett-Burman设计从5个因素中筛选出对清酒品质有显著影响的因素,再用最陡爬坡实验及Box-behnken设计进一步优化。结果表明,酵母接种量,米曲接种量和发酵温度是影响清酒品质的显著因素,优化后的发酵工艺:酵母接种量1.5%(mL/g饭米),米曲接种量23%(g/g饭米),发酵温度13℃,发酵时间35d,加水量125%(g/g饭米)。在此发酵工艺下可制得品质优良的清酒。     

高产胞外多糖沙棘根瘤内生细菌的筛选、鉴定及其发酵条件优化

目的:从6株产胞外多糖的沙棘根瘤内生细菌中,筛选出高产胞外多糖的菌株,并对其进行鉴定和发酵条件优化。方法:利用苯酚-硫酸法联合DNS法测定菌株胞外多糖产量,筛选高产胞外多糖菌株;利用形态学观察、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析法对高产胞外多糖菌株进行鉴定;利用单因素实验法优化产多糖的发酵培养基与发酵条件,并利用正交实验法进一步优化培养基中蔗糖、KNO₃、KH₂PO₄的最适添加量。结果:筛选得到一株高产胞外多糖菌株TT207,鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。经条件优化,确定其高产胞外多糖的最优培养基组分为蔗糖50 g/L,KNO₃ 10 g/L,KH₂PO₄ 8 g/L;最佳发酵条件为:培养时间48 h,培养温度34℃,初始pH6.5,接种量4%,装液量70 mL/250 mL,摇床转速140 r/min。利用优化后的发酵条件,菌株胞外多糖产量提高了6.04倍。结论:高产胞外多糖菌株枯草芽孢杆菌TT207在最优发酵条件下,胞外多糖产量达到12.39 mg/mL,是一株具有开发潜力的胞外多糖生产菌株。     

解淀粉杆菌DC-12产纤溶酶发酵条件的优化

用响应面法对产纤溶酶的解淀粉芽孢杆菌D-12的发酵条件进行了优化。首先通过单因素实验考察了各因素对产酶的影响,后在此基础上采用Plackett-Burman设计得出发酵时间、糊精浓度、细菌学蛋白胨浓度三个最重要的影响因素,接着通过最陡爬坡实验逼近酶活的最高区域,然后通过中心组合设计实验对显著因素进行优化,最后响应面法进行分析,得到的最佳发酵条件为:细菌学蛋白胨浓度2.25%,糊精浓度2.65%,发酵时间45 h。在此条件下,酶活为96.340 IU/mL。验证实验所得酶活为98.947 IU/mL,因此本优化工艺结果比较可靠。     

响应面法优化鼠李糖乳杆菌发酵蓝靛果产多酚工艺

该研究采用单因素试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及响应面试验探究鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）CICC6224发酵蓝靛果产多酚的最优发酵条件。结果表明,在单因素试验的基础上,利用Plackett-Burman法筛选出影响鼠李糖乳杆菌CICC6224发酵蓝靛果产多酚的三个重要因素,分别为发酵时间、接种量及料液比,采用响应面分析法确定鼠李糖乳杆菌CICC6224发酵蓝靛果产多酚的最优工艺条件为发酵温度35℃、装液量70 m L、发酵时间28 h、接种量3.4%(V/V)、料液比1∶2.5(g∶m L),在此条件下,多酚含量最高,为1 622.54 mg/100 g。说明鼠李糖乳杆菌发酵法可做为富集果多酚的方法之一,这为微生物发酵应用果蔬益生元开发及利用奠定了基础。     

响应面法优化纳豆菌液态发酵产抗菌物质条件的研究

本文利用豆粕水解液为基质对纳豆菌液态发酵产抗菌物质进行研究。采用Plackett-Burman的实验方法对影响纳豆菌发酵产抗菌物质的因素进行综合评价,筛选出具有显著效应的三个因素:麸皮含量、温度、初始pH;通过最陡爬坡实验接近最大响应区域;利用响应面实验进一步确定主要影响因子的最优条件:麸皮含量29.6g/L、温度33℃、初始pH7.4,在此条件下对纳豆菌发酵,△OD值为0.416,抗菌粗提液抑菌率达56.6%。     

以红三叶鲜青草预加工废水发酵培养苏云金芽孢杆菌

红三叶鲜青草预加工废水是在提取红三叶草中的异黄酮时产生的废水,含有大量的糖、蛋白质等有机质,可作为净化废水的材料而被充分利用。实验以红三叶鲜青草预加工废水为原料,采用Plackett-Burman设计(PBD)、最陡爬坡设计(SAD)和Box-Behnken设计(BBD)等实验方法,对利用红三叶草预加工废水发酵培养苏云金芽孢的条件进行了研究。结果显示:红三叶草废水经预处理、热处理和去除沉淀物后,添加3.08 g/L(NH4)2SO4、1.0 g/L KH2PO4、0.25 g/L MgSO4、0.15 g/L CaCl2和0.50 g/L MnSO4,可制得苏云金芽孢杆菌液体发酵培养基。利用该发酵培养基,在起始pH 7.3、温度30℃和接种量7.5%(v/v)的条件下,发酵培养苏云金芽孢杆菌66.7 h,苏云金芽孢杆菌菌体生物量可达8.75 g/L,是基础发酵培养基产生生物量的1.2倍。     

Lactobacillus paracaseiW2合成苯乳酸培养条件的优化

对苯乳酸(PLA)高产菌株副干酪乳杆菌Lactobacillus paracaseiW2 的培养条件进行优化,以提高PLA 合成能力。采用Plackett-Burman(PB)试验设计法,筛选出3 个主要影响因子：葡萄糖、吐温-80、苯基丙酮酸(PPA)。通过最陡爬坡法和响应面分析方法(RSM)确定葡萄糖质量浓度19.5g/L、吐温-80 4mL/L、苯基丙酮酸质量浓度3g/L。在此优化条件下,Lactobacillus paracaseiW2 发酵合成苯乳酸的产量达到801mg/L,比优化前提高1.4 倍。