基于人工神经网络算法的2株木质素降解菌固体菌剂的制备

  目的  以2株不同的木质素降解菌[菌株A(构巢曲霉 Aspergillus nidulans) 、菌株Q(栓菌属1种 Trametes sp.)]为材料,分别制作应用于园林绿化废弃物降解或者堆肥的高效固体发酵菌剂。  方法  采用单因素试验确定固体发酵培养基的碳氮源和外加营养组分种类,再通过正交试验对碳氮源添加量进行优化,最后根据碳氮源优化结果,采用均匀实验结合人工神经网络算法寻找2株木质素降解菌的外加营养组分接种量和最佳固体培养基发酵条件。  结果  优化后的菌株Q固体菌剂培养基基质以麸皮30.000 g作为基底,添加豆饼粉3.000 g和玉米粉0.188 g;外加营养组分(按基质的质量比)为硫酸镁(MgSO₄) 1.434%、磷酸二氢钾(KH₂PO₄)0.115%和硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)1.497%;接种条件为接菌量6.000%、料水比(质量比)1.000∶0.992、保护剂1.000%。优化后的菌株A固体菌剂培养基基质以麸皮30.000 g作为基底,添加豆饼粉1.500 g和木质素磺酸钠1.500 g;外加营养组分(按基质的质量比)为MgSO₄ 0.123%、KH₂PO₄ 0.213%、FeSO₄·7H₂O 1.280%;接种条件为接菌量21.000%、料水比1∶1、保护剂19.000%。菌株Q和菌株A在优化培养基上发酵7~9 d获得最大发酵生物量,菌株Q的吸光度D(260)为0.596,菌株A的D(260)为0.478。  结论  2株木质素降解菌在优化后的发酵条件下制得的固体菌剂具有高生物量的特点,在降解园林绿化废弃物的木质素方面具有一定潜力。图6表5参22     

丹江口库区土著Pediococcus pentosaceus菌株的分离鉴定及发酵培养基的优化

[目的]筛选出具有自主知识产权、良好适应库区环境的土著戊糖片球菌菌株,再通过对戊糖片球菌的发酵培养基进行条件优化,降低戊糖片球菌的发酵成本。[方法]采用MRS培养基从库区的青贮饲料中分离目的菌株,并进行16S rRNA的分子鉴定,再分别对戊糖片球菌发酵培养基中的碳源种类、碳源浓度、氮源种类、氮源浓度、无机盐离子及离子浓度进行优化。[结果]获得了1株具有自主知识产权的土著Pediococcus pentosaceus菌株,命名为Pediococcus pentosaceus NY001;优化得到较适宜的发酵培养基为葡萄糖40g/L、酵母粉40g/L、MgSO₄·7H₂O 1.0g/L,在此条件下,戊糖片球菌的最大发酵活菌数可达2.2×10⁹ CFU/mL,显著高于初始发酵水平(2.5×10⁷CFU/mL)的88倍。[结论]该研究为肠道益生菌的发酵培养及后续畜禽无抗健康养殖研究奠定了坚实基础。     

β-甘露聚糖酶高产基因工程菌株发酵条件优化

采用正交试验对1株基因工程菌株的种子培养基与发酵培养基进行优化。通过在3因素（碳源、生长素、无机盐）3水平上进行正交试验,确定种子培养基成分为：0.5%牛肉膏,0.5%葡萄糖,0.5%蛋白胨,0.35%NaCl,0.1%KH2PO4,0.05%MgSO4;发酵培养基的成分为：0.5%牛肉膏,0.3%魔芋精粉,0.5%蛋白胨,0.35%NaCl,0.1%KH2PO4,0.05%MgSO4;产酶高峰时段为10～12 h之间,最适的发酵温度为35℃,最高酶活可达775 U/ml。     

响应面法优化欧洲冬青‘Ferox Argentea’增殖培养基大量元素配方

利用响应面法探究了培养基大量元素组分和配比对‘Ferox Argentea’试管苗增殖的影响，并构建了该品种专用的增殖培养基，采用Design-Expert响应面最佳优化试验设计，以WPM培养基中5种大量元素无机盐K₂SO₄、MgSO₄·7H₂O、KH₂PO₄、NH₄NO₃、Ca(NO₃)₂·4H₂O为自变量，接种50 d后的增殖率、株高、芽质量等级为因变量，建立数学模型分析并预测大量元素无机盐最佳优化配方。通过单因子效应分析表明，大量元素无机盐中NH₄NO₃对欧洲冬青‘Ferox Argentea’增殖率影响显著，对株高和芽质量影响极显著，Ca(NO₃)₂·4H₂O对株高影响显著，对芽质量影响极显著，K₂SO     

响应面法优化耐热植酸酶产生菌发酵培养基

在单因素法初步优化试验基础上,进行了Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验以及响应面分析(采用Box-Behnken法)进一步优化了菌株zk1266的发酵产酶培养基,得到最佳培养基组分为:胰蛋白胨3.06%,葡萄糖3.85%,氯化钾0.27%,氯化钠0.05%,MgSO4·7H2O 0.1%,CaCl2·2H2O 0.05%,FeSO4·7H2O 0.005%,用此培养基对菌株进行培养,菌株所产耐热植酸酶酶活为141.26 U/mL。菌株产酶能力比优化前有了较大提高。     

产纤维素酶芽孢杆菌筛选及发酵条件的初步研究

通过刚果红染色法和DNS分光光度法对10种芽孢杆菌分泌胞外纤维素酶进行筛选,得到1株芽孢杆菌(菌株编号为Pab02)酶活达170.948U/mL。并进一步对其发酵培养基的初始pH值、发酵温度及时间进行优化,结果显示该菌株在pH值为8.0、温度37℃、时间48h条件下酶活达到358.751U/mL酶液,比优化前提高了2.1倍。     

产纤维素酶芽孢杆菌筛选及发酵条件的初步研究

通过刚果红染色法和DNS分光光度法对10种芽孢杆菌分泌胞外纤维素酶进行筛选,得到1株芽孢杆菌(菌株编号为Pab02)酶活达170.948U/mL.并进一步对其发酵培养基的初始pH值、发酵温度及时间进行优化,结果显示该菌株在pH值为8.0、温度37℃、时间48h条件下酶活达到358.751U/mL酶液,比优化前提高了2.1倍.     

云南一株高产纤维素酶菌株YN-2的筛选及其产酶条件的研究*

 从云南农田土壤材料中分离得到一株高产纤维素酶真菌YN-2,对其进行形态及生理生化特征初步鉴定及通过ITS基因片断序列分析后,初步确定该菌株为草酸青霉。产酶条件及酶活力特性分析发现该菌株在培养4d后,羧甲基纤维素酶(CMCase）酶活达61.50U/mL, 滤纸酶 (FPAse) 酶活达19.37U/mL;酶促反应的最适反应温度为 50℃;pH值为4.8时,CMCase 达52.60U/mL, FPAse 活力达18.37U/mL。研究发现当固体发酵培养基中添加0.12%的吐温20(Tween 20）对菌株YN-2的CMCase活力影响最显著,在0.10% Tween 20的固体发酵培养基中菌株YN-2的FPA活力有所提高,在其他Tween 20添加浓度的固体发酵培养基中菌株YN-2的CMCase活力和FPA活力均受到不同程度的抑制。     

亮菌产漆酶的液体和固体发酵条件优化

为了探讨液体和固体发酵条件对亮菌(Armillariella tabescens)产漆酶的影响,采用正交试验对亮茵液体和固体发酵产漆酶培养基和培养条件进行筛选.供试亮茵在液体培养时产漆酶甚微,在培养基和培养条件优化后最高酶活为7.92 U/mL;固体发酵时在以葡萄糖浓度0.6％、稻草麦麸质量比3∶7、温度27℃、含水量65％、接种量11 mL/100g培养时漆酶酶活可达3496.7 U/g.固体发酵的酶活显著高于液体发酵,固体发酵更适宜亮茵产漆酶.     

双指标优化黑曲霉液态发酵条件及降解棉秆效果

【目的】以羧甲基纤维素钠酶活(Carboxymethylcellulose sodium enzyme activity,CMCase)和滤纸酶活(Filter paper enzyme activity,FPAase)作为双指标,通过响应面法对黑曲霉(Aspergillus niger)ZD产纤维素酶的液体发酵条件进行优化,研究黑曲霉对棉花秸秆的降解效果。【方法】通过单因素试验确定主要影响因素,通过Plackett-Burman和Box-Behnken设计进行因素优化和交互作用的影响,测定棉秆中纤维素含量。【结果】单因素试验确定碳源为淀粉,氮源为蛋白胨,无机盐为K₂HPO₄,培养时间168 h,转速150 r/min,温度30℃,接种量7%;利用Plackett-Burman设计筛选出影响产酶的显著因素是淀粉质量浓度、蛋白胨质量浓度、转速和接种量;最后通过Box-behnken确定产酶的最佳发酵条件,淀粉质量浓度1.21 g/100 mL,蛋白胨质量浓度0.25 g/100 mL,K₂HPO₄质量浓度0.1 g/100 mL,培养时间168 h,转速170 r/min,温度30℃,接种量7.8%,比初始发酵条件提高了35.96%。【结论】利用黑曲霉通过液体发酵降解棉秆效果显著,可以有效降解棉秆中纤维素和半纤维素,用真菌实现棉秆饲草化极具前景。     

基于响应面的米曲霉产α-淀粉酶的发酵培养基优化

为提高米曲霉产α-淀粉酶的发酵水平,运用响应面法优化米曲霉产α-淀粉酶发酵培养基。首先,利用Plackett-Burman设计法从影响发酵水平的7个因素中高效地筛选出3个关键因素:豆粕粉、pH值和FeSO4.7H2O。在此基础上运用响应面法中的Box-Behnken设计,拟合得到多元二次方程,并通过对方程的方差分析和方程求解,获得米曲霉产α-淀粉酶的最优发酵培养基为:豆粕粉18.51 g/L、pH值6.39、FeSO4.7H2O 0.0092 g/L、玉米粉60 g/L、K2HPO4.3H2O 2.5 g/L、NaNO34.5 g/L、MgSO4.7H2O 0.8 g/L。发酵水平预测值为839.5 U/mL,试验验证值为843 U/mL,较优化前提高20%左右,且试验值与模型计算值相差+0.4%。     

小麦全蚀病菌拮抗菌Bacillus methylotrophicusZ-9菌株产芽孢条件优化

甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)Z-9菌株对小麦全蚀病病原菌有显著拮抗活性,以芽孢产率和活菌数为主要指标,采用单因素试验和正交试验对Z-9菌株摇瓶产芽孢条件进行优化,为其工业生产提供试验依据。通过单因素试验确定最佳碳源、氮源和无机盐分别为玉米粉、黄豆饼粉和MnSO_4·H_2O、Mg SO_4·7H_2O。通过正交试验确定最适培养基组分为玉米粉1.0%、黄豆饼粉2.0%、MnSO_4·H_2O 0.04%、MgSO_4·7H_2O 0.04%、Na_-2HPO_4·2H_2O 0.4%、Na H_2PO_4·2H2O 0.2%;最适发酵条件为:初始p H值7.5,250 m L三角瓶装液量50 m L,37℃培养36 h。优化后发酵液的芽孢数量为1.60×109cfu/m L,较优化前提高了13.7倍,芽孢产率达到96.5%。     

土壤中脂肪酶产生菌的筛选、鉴定及发酵条件的优化

从上海地区富含油性的土壤中,以橄榄油为唯一碳源进行富集培养、以罗丹明B为指示剂的平板进行初筛,摇瓶复筛得到产脂肪酶菌株51-43。通过对51-43进行形态学观察,以及18S rDNA特征片段比较分析,初步确定51-43为黑曲霉(Aspergillus niger)。通过单因素实验和正交实验,对黑曲霉51-43产脂肪酶的发酵条件进行优化。确定其最优发酵条件为:蛋白胨2.35%,小麦粉1%,K2HPO40.1%,MgSO4.7H2O 0.05%,CaCl20.01%,NH4Cl 1%,Tween-80 0.5%,橄榄油1%,pH 7.0。此培养基在28℃,160 r/min的条件下发酵培养72 h,脂肪酶水解活力达到19.28 U/mL,是初始发酵培养基条件下所得脂肪酶酶活的2.21倍。     

红曲霉液体深层发酵生产红曲色素条件的研究

[目的]确定红曲霉产生红曲色素最适宜的培养基配方和培养条件.[方法]采用改变单一变量的方法,测定红色素色价的变化规律,确定红曲霉产生红色素最适宜的培养基配方和培养条件.[结果]试验确定了红曲霉产生红色素最适宜的培养基配方为：葡萄糖5％,酵母粉2％,CaCO30.2％,NaCl0.1％,MgSO4·7H2O 0.1％,KH2PO40.2％,吐温200.05％;最适宜的培养条件为：pH 6.0,装液量为60 ml/250 ml三角瓶中接种10％ （1/6）种龄为72 h的液体种子,30 ℃恒温摇床上振荡培养,转速为180 r/min,发酵6d,红曲色素色价可达19.2 U/ml.[结论]该试验可为工业上大规模生产红曲红色素提供理论依据.     

一株普鲁兰酶产生菌的分离鉴定及发酵条件的优化

普鲁兰酶是一类淀粉分支酶,在淀粉加工等行业有着广泛的应用。利用平板涂布法从淀粉加工厂附近土壤中分离到一株产普鲁兰酶的细菌H4,通过形态学、生理生化试验及16S rDNA分类鉴定,确定该细菌为一株微小杆菌(Exiguobacterium sp. H4)。对该菌株培养基成分及产酶条件进行了优化,即2%土豆淀粉,1%蛋白胨,0.5%牛肉膏,0.1% KH2PO4,0.05% MgSO4·7H2O和0.0001% FeSO4,初始pH 7.0,发酵温度37℃,摇床转数200 r/min,发酵72 h后胞外产生普鲁兰酶的活力可达6.35 U/mL,比复筛的产量3.02 U/mL提高了110.2%。     

木聚糖酶高产菌株的诱变选育及产酶条件的研究

试验对黑曲霉进行紫外诱变,结合透明圈法和DNS法从中筛选出一株酶活较高的突变株N86,并对其液体发酵培养基组分进行研究。结果表明,突变株N86的液体发酵培养基最优成分为:麸皮2g,硫酸铵1.0%,葡萄糖0.1%,磷酸二氢钾0.2%,七水合硫酸镁0.05%,吐温-80为0.1%,培养基pH6,250mL三角瓶装液50mL,突变株酶活最高达139IU·mL-1,产酶高峰在72h左右。     

产葡萄糖氧化酶工程菌培养基筛选及发酵条件优化

利用单因素试验和4因素3水平的正交试验L9(34)对1株产葡萄糖氧化酶毕赤酵母工程菌HL-69进行了研究,确定了该菌株的适宜廉价生长培养基和诱导培养基。生长培养基:葡萄糖1.5%、豆粕粉3.0%、磷酸二氢钾0.2%、硫酸镁0.03%;诱导培养基:甲醇1.5%、氨水3.5%、磷酸二氢钾0.5%、硫酸镁0.03%。培养条件为:接种龄18h,接种量2%,培养基装液量为50mL/300mL,生长初始pH为5.0,诱导初始pH为6.0;在此条件下发酵,葡萄糖氧化酶酶活力达6.516U/mL,是发酵条件优化前酶活力的7.50倍。     

高自由基清除活性竹黄菌株液态发酵工艺的优化

以竹黄无性型菌株ZHLS-03为材料,采用单因子和六因素三水平正交试验法,以高生物量为前提,筛选优化高自由基清除活性的液体发酵培养基和发酵条件。结果表明：较理想的培养基组成为K2HPO4 0.3%,KCl 0.15%,MgSO4·7H2O 0.1%,FeSO4·7H2O 0.05%,酵母浸出粉1.5 %,葡萄糖3%;最佳发酵条件是pH值7.0,培养温度30℃。     

产壳聚糖酶土壤微生物的筛选鉴定及发酵条件优化

对浙江舟山虾蟹养殖场附近的土壤进行针对性地采样,通过壳聚糖平板初筛、摇瓶复筛获得一株具有产壳聚糖酶活性的菌株,编号为ZJOU-AC1。通过形态观察、ITS全序列分析及系统发育进化树的构建,确定ZJOU-AC1为鹿皮色曲霉(Aspergillus cervinus)。对其产酶条件进行初步优化,经优化后的培养基成分为胶体壳聚糖1.5%,(NH_4)_2SO_4 0.4%,KH_2PO_4 0.2%,MgSO_4·7H_2O 0.05%。最适发酵周期为96 h。ZJOU-AC1产酶活力由2.05 U/m L提高到4.85 U/m L,与优化前相比提高了2.36倍。     

枯草芽孢杆菌DPG-01发酵条件的优化

通过单因子试验及正交试验对枯草芽孢杆菌DPG!01的培养基组成和发酵工艺条件进行了研究。结果表明,最优化培养基组成为:高温豆饼粉2.0%,尿素0.1%,玉米浆0.15%,玉米淀粉1.00%,磷酸氢二钾0.3%,磷酸二氢钾0.15%,硫酸镁0.1%,硫酸锰0.02%;培养条件为:pH值7.5(消前),装量100ml/500ml三角瓶,摇床频率200r/min,温度(37±1)℃。优化条件下枯草芽孢杆菌DPG!01发酵水平达到9.1×109cfu/ml,芽孢形成率达到90%。