丁酸梭菌清液发酵高密度培养工艺研究

丁酸梭菌是一种专性厌氧菌,具有极强的整肠作用,在动物养殖等行业中应用前景广阔。然而,丁酸梭菌培养难度大,培养物活菌数低,限制了其应用。通过单因素试验研究了5种碳源及9种氮源对丁酸梭菌生长的影响,结果表明最佳碳源为葡萄糖,3种最佳氮源依次为酵母浸粉、牛肉浸粉和胰蛋白胨;采用正交试验设计优化3种最佳氮源组合及添加量,单因素试验优化接种量和培养温度。得到优化培养基及培养条件:葡萄糖3%,酵母浸粉1.5%,胰蛋白胨2.0%,牛肉浸粉3.0%,(NH_4)_2SO_40.1%,NaHCO_3 0.124%,玉米浆粉0.7%,MnSO_4·H_2O 0.05%,MgSO_4·7H2O 0.05%,CaCl_2 0.1%,初始pH7.5,培养温度37℃,接种量3%。采用5 L自控发酵罐进一步优化培养条件,得出以碳酸氢钠作为中和剂,控制pH 6.5,在第12 h流加3%的葡萄糖,发酵液芽孢含量大幅提高,培养36 h芽孢数量达1.32×10~9CFU/mL。     

洋葱伯克霍尔德氏菌Lu10-1产生抗菌活性物质的发酵培养基和发酵条件优化

洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)Lu10-1是从桑叶中分离得到的一株具有抗菌及促进植物生长等多种生物学功能的内生细菌。利用基于统计学的响应面法(response surface methodology,RSM)对影响该菌产生抗细菌活性物质的发酵培养基组成和发酵培养条件进行了优化。部分重复因子试验表明,酵母浸粉和氯化钠是培养基组分中的主要影响因子,其中酵母浸粉为正效应,氯化钠为负影响;结合最陡爬坡路径逼近最大响应区域和中心组合设计及响应面分析,确定了培养基中主要配方的最佳质量浓度为蔗糖17.0 g/L、酵母浸粉5.855 g/L、氯化钠4.519 g/L、磷酸二氢钾0.2 g/L。通过PB(plackeet-burman)试验发现接种量和发酵温度是该菌株产生抗菌活性物质发酵条件中的主要影响因子,经中心组合设计法优化的最佳发酵条件为:接种量0.027 7 mL/mL,摇瓶装液量100 mL,发酵温度30.29℃,培养基初始pH6.2,培养时间42 h。     

发酵桔皮对酿酒酵母生长性能的影响研究

研究旨在通过添加新型生长刺激剂促进酵母生长，提升酵母的生长效率。通过向酵母培养基中添加发酵桔皮，探究发酵桔皮对酵母生长的影响，利用单因素试验、正交试验、响应面分析等方法对添加发酵桔皮的酵母培养基进行优化。结果表明：添加发酵桔皮后的优化培养基为：葡萄糖100.756 g/L、蛋白胨8 g/L、酵母浸膏11.906 g/L、发酵桔皮（干物质含量）1.906 g/L、无水硫酸镁2 g/L、尿素2 g/L、磷酸二氢钾5 g/L。培养基优化后酵母生物量达到最大，比未添加发酵桔皮的培养基提高了1.3倍。发酵桔皮可以作为酵母生长刺激剂提高酵母活菌浓度，缩短酵母进入对数生长期的时间，从而促进酵母饲料工业降本增效。     

一株饲用枯草芽孢杆菌发酵培养基的优化

采用响应面分析法对枯草芽孢杆菌L-23产细菌素的培养基成分进行优化。Plackett-Burman试验设计筛选出三个显著因素:豆粕粉、硫酸锌、豆芽汁,在此基础上通过最陡爬坡试验、中心组合设计和响应面分析优化出3个显著因素的最佳浓度。通过验证试验得出最适培养基组成为:葡萄糖1.74%、豆粕2.44%、豆芽汁4.97%、硫酸锌0.06%,混合磷酸盐0.34%,氯化钙0.016%,硫酸镁0.43%,枯草芽孢杆菌L-23摇瓶发酵抑菌圈直径达到41 mm,抑菌圈直径提高52%。     

枯草芽孢杆菌发酵培养基及发酵条件优化

本文对枯草芽孢杆菌的发酵培养基和发酵条件进行了筛选优化。采用单因素试验和正交试验方法,确定该枯草芽孢杆菌的优化培养基为:豆粕40 g/L、玉米粉20 g/L、葡萄糖15 g/L、磷酸氢二钾3 g/L、磷酸二氢钾1.5g/L、硫酸镁0.5g/L、硫酸铵0.35g/L、酵母浸粉0.2g/L、硫酸锰0.2g/L、硫酸亚铁0.1g/L、碳酸钙0.1g/L。最适发酵条件为:初始pH7.2,接种量5%,发酵温度35℃,摇床转速250 r/min。     

BP神经网络耦合遗传算法优化呕吐毒素降解菌发酵培养基

为了获得一株可高效降解呕吐毒素(DON)的德沃斯氏菌(Devosia sp.)D-8的最佳发酵培养基。采用单因素试验和部分因子试验确定了发酵培养基的主要组分及浓度范围，并根据其进行正交试验设计，以正交试验及结果作为数据样本建立BP神经网络模型，并通过遗传算法(Genetic algorithm,GA)对该模型进行优化并全局寻优。结果表明：确定了最佳培养基配比：糖蜜30 g/L，酵母浸粉20 g/L,KH₂PO₄ 4.4 g/L,Na₂HPO₄·12H₂O 7 g/L；利用该培养基发酵验证，D-8菌的生物量(OD_{600 nm})为14.68，与模型预测值相差1.01%，是优化前生物量的6.87倍，较正交试验后生物量显著提高了6.55%(P<0.05)。BP网络模型可较好地应用于DON降解菌的发酵培养基优化，培养基配方为该菌后续工业化发酵生产及应用提供了数据支撑。     

重组大肠杆菌DH5α-pCAGGoptiHA5培养基优化及高密度培养

为提高重组质粒的生产效率,利用响应面分析中的Plackett-Burman试验设计、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验,对影响该工程菌质粒表达的培养基组分进行筛选和优化,以确定该工程菌的最佳培养基组分。结果显示:蔗糖、硫酸铵分别为最佳碳源、无机氮源;酵母浸粉、蔗糖和(NH4)2SO4最佳质量浓度分别为7.50,17.50,7.50g/L。在相同培养条件下,优化后培养基质粒产量是LB培养基质粒产量2倍。使用100L反应器高密度培养时利用优化的培养基发酵培养重组大肠杆菌,质粒质量浓度达到115.25mg/L,比优化前提高88.52%,质粒各项指标稳定,免疫原性优良。此试验数据为规模化生产提供参考数据。     

屎肠球菌CCTCCM2017191发酵培养基的优化

为了实现屎肠球菌CCTCCM2017191的高密度工业化生产,必须提高该屎肠球菌的发酵活菌量,因此对其发酵培养基进行了优化筛选。首先在MRS培养基的基础上进行单因素试验以确定适合该屎肠球菌生长的最优pH值和培养温度以及该菌的最适发酵碳源和氮源;再利用Plackett-Bur-man试验设计分析筛选培养基成分中影响屎肠球菌发酵活菌数的显著影响因子,设计最陡爬坡试验逼近显著因子的最大活菌数响应区域,最后采用中心复合序贯试验设计(central composite circum-scribed design,CCC)和响应面分析法得到显著影响因子的最优配比浓度。获得发酵优化培养基配方为:麦芽糊精20 g/l、酵母浸粉77.22 g/l、结晶乙酸钠6.42 g/l、柠檬酸二铵2.0 g/l、磷酸氢二钾2.0 g/l、无水硫酸镁0.2 g/l、硫酸锰0.04 g/l、吐温-80 0.99 g/l。培养基pH值为8.0,培养温度为37℃。经验证,优化后培养基的发酵菌液活菌数可达6.136×109CFU/ml是相同条件下MRS培养基发酵菌液活菌数的4.63倍,优化方案及所得回归模型切实可靠,成功实现了该屎肠球菌CCTCCM2017191的高密度发酵培养。     

基于均匀设计和逐步回归的热纤梭菌发酵产糖的培养基优化研究

以滤纸为主要原料,以葡萄糖和可溶性总糖为优化目标,利用均匀设计和逐步回归法对培养基中重要成分影响热纤梭菌发酵产糖的规律进行了研究。结果表明当实验水平分别取滤纸20.0g/L,酵母粉3.50 g/L,氯化镁2.0 g/L,半胱氨酸0.788 g/L,磷酸氢二钾8.0 g/L,磷酸二氢钾1.4 g/L,尿素4.0 g/L和氯化钙0.05g/L和滤纸20 g/L,酵母粉5.74 g/L,氯化镁0.424 g/L,半胱氨酸0.996g/L,磷酸氢二钾7.99 g/L,磷酸二氢钾4.99 g/L,尿素1.17 g/L和氯化钙0.072 g/L时,可溶性总糖和葡萄糖的得率分别为77.26%和45%,浓度分别可达15.452 g/L和8.996 g/L,分别比优化前的浓度提高35.75%和58.0%。     

响应面法优化鸡α干扰素工程菌发酵培养基

本研究采用单因素试验和响应面法相结合的方式优化毕赤酵母重组菌的发酵培养基,以提高毕赤酵母发酵液的生物量。首先,通过单因素试验确定最优碳、氮源分别为甘油和NH4H2PO4;然后,采用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及Box-Behnken响应面分析并结合Design Expert统计分析软件构建响应方程。利用该方程预测得到最佳培养基配方:甘油46g/L,NH4H2PO414g/L,K2SO418g/L,MgSO415g/L,CaSO41.0g/L,KH2PO45g/L,KOH1.5g/L,初始pH6.96,PTM1盐4.4mL/L。此条件下毕赤酵母发酵后湿重具有最高值为175.54g/L,生物量比优化前提高了50%,并且培养基成本低廉,成分简单,方便调控,适合大规模发酵生产。     

屎肠球菌发酵工艺优化及菌粉的制备

为应用高活性的屎肠球菌菌粉制作畜禽饲料添加剂,试验对屎肠球菌的发酵培养基、发酵时间、喷粉载体等发酵和制粉条件进行优化。结果表明：最优发酵培养基选用32.50 g/L低蛋白乳清粉、30.00 g/L葡萄糖、2.00 g/L酵母提取物、5.00 g/L蛋白胨、0.15 g/L硫酸镁、0.03 g/L硫酸锰、2.00 g/L磷酸氢二钾,发酵时间为15 h,喷粉载体选用13%扶态粉、2%白炭黑作为保护剂制备菌粉。该方法制备的屎肠球菌菌粉中活菌数约3.46×10⁸CFU/g,可添加于畜禽饲料。     

响应面法优化冬虫夏草菌产多糖液体发酵培养基

本试验应用响应面法对冬虫夏草菌CC-10液体发酵培养基进行优化,以提高胞内多糖含量同时降低生产成本。试验以多糖含量为响应值,先通过单因素试验确定最适碳源和氮源,采用Plackett-Burman试验从7个培养基组分中筛选出主要影响因素,爬坡试验逼近最佳响应值区域,最终通过Box-Behnken Design和响应面分析确定主因素的最优浓度。结果表明:冬虫夏草菌CC-10产多糖的最适碳源为麦芽糖,最适氮源为蛋白胨,综合菌株生长特性和生产成本,选择葡萄糖、麦芽糖组合碳源和蛋白胨、豆饼粉组合氮源;确定葡萄糖、麦芽糖、蛋白胨3个主因素,得到最优的产多糖培养基为葡萄糖9.3 g/L、麦芽糖18.8 g/L、蛋白胨6.1 g/L、豆饼粉4 g/L、KH_2PO_41 g/L、MgSO_40.5 g/L、核黄素0.5 mg/L。优化后的多糖含量为4.23%,是优化前的2.06倍。试验为后续大规模发酵生产提供理论参考。     

响应面法优化裂殖壶菌发酵培养基的研究

采用单因素试验、部分因子析因试验、最陡爬坡试验及响应面试验对裂殖壶菌发酵培养基进行优化,优化后最佳培养基组成为葡萄糖52.5 g/L、酵母膏6.5 g/L、蛋白胨2 g/L、玉米浆7.5g/L、硫酸镁0.4g/L、磷酸二氢钾0.45 g/L、海水晶20 g/L。优化后裂殖壶菌生物量从优化前的4.33 g/L提高至15.88 g/L。     

均匀设计优化绿豆酸浆中高淀粉结合性乳酸菌培养基

利用实验室从绿豆酸浆中提取的高淀粉结合性乳酸菌进行均匀设计试验,优化其培养基。使用DPS v7.05软件进行试验设计和数据处理,并对各因素水平对菌液密度的影响进行二次多项式逐步回归分析。得出结论显示,绿豆酸浆中高淀粉结合性乳酸菌的最优培养基结合:葡萄糖3.37%、酵母膏0.80%、磷酸氢二钾0.35%、乳糖0.05%和乙酸钠0.73%。根据验证试验结果表明,采用均匀设计优化绿豆酸浆中高淀粉结合性乳酸菌培养基方法的准确度和可信度高。优化后的培养基测得最高光密度(OD)值达0.978,菌液密度显著提高(P0.05)。     

丁酸梭菌与嗜酸乳杆菌固态发酵豆粕的工艺优化

试验以丁酸梭菌和嗜酸乳杆菌固态发酵豆粕为研究对象,以多肽含量为指标,应用响应面法(RSM)对其工艺条件进行优化。首先对5个因素进行单因素试验,通过Plackett-Burman设计确定了三个显著性因素,分别是接种量、接种比例和水料比。经过Box-Behnken设计试验,建立二次回归模型,得到最佳发酵参数。结果表明,最佳发酵条件为丁酸梭菌与嗜酸乳杆菌的接种比例为1∶1,水料比为0.8∶1,接种量为12.2%,发酵时间为48 h,发酵温度为37℃。验证试验结果表明,在此条件下,发酵豆粕中多肽含量为9.64%。     

地衣芽孢杆菌BL-5的发酵条件优化研究

对实验室已鉴定具有益生性能的地衣芽孢杆菌BL-5进行优化,先后进行单因素试验、Plackett-Burman设计和部分析因设计试验。其中单因素试验确定培养基碳源为蔗糖及氮源为硫酸铵和碳氮比为2∶1。对Plackett-Burman设计确定影响发酵的9个主要因素(硫酸镁、转速、酵母膏、发酵温度、p H、蔗糖、硫酸铵、磷酸氢二钾和装液量)再进行部分析因设计发酵条件优化,最终得到最佳的发酵条件为蔗糖29.85、硫酸铵10.00、磷酸氢二钾1.80和酵母膏3.00 g/L,p H 8,装液量30%,发酵温度30℃,转速150 r/min。     

猪源肠道丁酸梭菌锌富集能力及富锌工艺的研究

试验旨在研究猪源丁酸梭菌JBH-1株分离株对锌离子的富集能力。采用单因素试验,以丁酸梭菌JBH-1株菌体产量和锌富集率为指标,对影响JBH-1株锌富集性能的锌离子质量浓度、锌加入时间、JBH-1株接种量、培养时间、碳源及氮源种类等发酵条件进行初筛;采用正交试验对最佳碳源、氮源添加量及上述其他发酵条件进一步优化,并在优化的发酵条件下进行50 L发酵罐模拟试验,评价JBH-1株的锌富集性能。结果显示,丁酸梭菌JBH-1株锌富集最优发酵条件为锌离子质量浓度250 mg/L、加锌时间为开始培养后第12 h、JBH-1株接种量10%、培养时间18 h、蔗糖添加量25 g/L、酵母浸粉添加量20 g/L、氯化铵添加量2 g/L。最优发酵条件下的发酵罐模拟试验结果显示,JBH-1株干菌体重量50.75 g,单位菌体锌富集量为139.66 mg/g,锌富集率为82.57%,锌有机率为12.60%。研究表明,综合锌富集量、锌富集率和锌有机化率分析,丁酸梭菌JBH-1株可作为畜禽用微生物有机锌制剂的储备菌株。     

紫红曲霉M-4液态发酵产孢子工艺优化

采用单因素试验和响应面方法对紫红曲霉M-4液态发酵产孢子的培养基成分和培养条件等因素进行优化。结果表明:马铃薯浸粉为最佳氮源,其最适添加量为0.4 g/100 mL;葡萄糖为最佳碳源,其最适添加量为2.0 g/100 mL;培养基最适pH值为自然条件下的pH值(6.72);培养基最佳装液量为120 mL(500 mL锥形瓶);添加2.0 g/100 mL CaCO3的培养基中菌株发酵产孢子数提高较为明显;最佳传代次数为2代,当菌株培养时间达到72 h时,菌株产孢子数达到最大。进一步通过响应面方法分析得到影响紫红曲霉M-4液态发酵产孢子数3个主要因素的优化条件为马铃薯浸粉添加量0.38 g/100 mL、葡萄糖添加量2.2 g/100 mL、培养时间6.5 d,此条件下紫红曲霉M-4最大产孢子数为(7.47±0.15)×10~6 CFU/mL,接近理论预测值(7.53±0.31)×106 CFU/mL,实验平均误差为0.79%。优化后紫红曲霉M-4产孢子数较优化前提高30.13倍,菌株单位体积产孢子能力得到大幅度提升。     

新型兽药酪酸菌活菌制剂

<正>由酪酸菌在酪酸菌种子培养基中经三级种子扩大培养和在酪酸菌发酵培养基中发酵,再经菌体收集、干燥制粉、菌粉检验、配料、成品检验、包装工序制得;酪酸菌种子培养基由蛋白胨、酵母膏、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、硫酸镁、葡萄糖和水组成;     

益生菌枯草芽孢杆菌发酵培养基及条件的优化

试验对枯草芽孢杆菌4#的发酵培养基和发酵条件进行筛选优化.通过单因素试验及正交试验方法,确定该枯草芽孢杆菌4#的优化培养基为0.5 %葡萄糖、0.3 %淀粉、3 %豆粕、3.08 %硫酸锰0.2 mL、0.3 %磷酸氢二钾、0.15 %磷酸二氢钾、0.05 %硫酸镁、0.02 %酵母膏、0.01 %氯化铁和0.01 %碳酸钙.最适发酵条件为初始pH 7.2,发酵温度30 ℃,摇床转速220 r/min,接种量10 %.进行发酵罐放大培养,最佳放罐时间18～20 h,获得的菌体数量约128亿个/mL.