枯草芽孢杆菌的发酵培养基优化研究

为了得到枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)发酵的最佳培养基,应用Plackett-Burman设计法对影响枯草芽孢杆菌芽孢形成的关键因子进行筛选,并进一步采用响应面分析法对影响芽孢产量的关键因素进行研究。结果表明,影响枯草芽孢杆菌芽孢产量的关键因素为玉米淀粉和豆粕的浓度。通过响应面分析法的拟合和推算,得到玉米淀粉和豆粕浓度分别为2.48、4.90 g/mL时,此时模型预测发酵最佳产量为105亿/mL,验证值为110亿/mL,预测值与验证值之间吻合较好,比优化前实际产量(80亿/mL)提高了37%。     

地衣芽孢杆菌L3发酵培养基的响应面法优化

地衣芽孢杆菌L3对镰刀菌、核盘茵等显示出强的抑茵活性,对其发酵培养基进行了优化研究.在单因素试验的基础上,采用Plackett-Burman设计确定了碳源、豆饼粉和K2PO4等显著影响芽孢形成和茵体数量的因素.通过最陡爬坡路径试验、综合中心组合设计和响应面分析法得出最优培养基组成为豆饼粉8.0 g·L-1、K2HPO4 2.00 g·L-1,碳源32.2 g·L-1,MgSO4 0.5 g·L-1,酵母膏2.5 g·L-1,地衣芽孢杆菌L3的活菌体数目可以达到100.20×108CFU·mL-1,比初始培养基提高近1倍.     

响应面法优化枯草芽孢杆菌B91发酵培养基

[目的]采用响应面法对枯草芽孢杆菌B91的发酵培养基进行了优化,提高其发酵产物中芽孢的浓度。[方法]利用Plackett-Burman设计筛选出培养基中影响芽孢浓度的显著因子,即葡萄糖、酵母膏和Mn SO4;通过爬坡试验逼近显著因子对应最大响应值的稳定区域,并采用响应面法的中心组合试验确定各显著因子的最佳水平。[结果]优化后的培养基组成为:葡萄糖9.35 g/L,酵母膏6.93 g/L,氯化钠3 g/L,K2HPO42 g/L,Mg SO40.2 g/L,Mn SO410.16 mg/L,Ca CO30.2 g/L。菌株B91在优化后培养基中的芽孢浓度达到41.89×108cfu/ml,与优化前(24.83×108cfu/ml)相比提高了68.7%。[结论]实现了该菌株高密度培养的同时提高了芽孢形成率,为其工业化生产提供支撑。     

透明质酸摇瓶发酵培养基的优化

[目的]优化透明质酸摇瓶的发酵培养基。[方法]利用Plaekett-Burman设计及响应面分析法(RSM)对透明质酸产生菌摇瓶发酵培养基进行优化,确定影响透明质酸产量的关键因子。[结果]影响透明质酸产量的关键因子为葡萄糖和酵母膏,葡萄糖最佳浓度为55.78 g/L,酵母膏的最佳浓度为23.43 g/L;在此条件下,发酵液透明质酸的平均产量为0.219(OD400nm)。[结论]通过对培养基的优化,透明质酸产量得到提高,试验值与预测值基本一致。     

响应面法优化解淀粉芽孢杆菌产细菌纤维素发酵条件

[目的]实现高效生产细菌纤维素(Bacterial cellulose,BC).[方法]以解淀粉芽孢杆菌ZF-7(Bacillus amyloliquefaciens ZF-7)为菌源,通过单因素试验和中心组合试验原理设计响应面法(CCRD)对其发酵生产BC的发酵条件进行优化.[结果]利用单因素试验确定了最适碳源与氮源分别为D-葡萄糖和酵母膏,并确定了D-葡萄糖、酵母膏及无水乙醇添加量对BC产量(干重)的影响.响应面法优化得到的最佳发酵条件为:葡萄糖56.1 g/L、酵母提取物9.9 g/L、乙醇17.2 ml/L.在此条件下,测得BC产量7.88 g/L,比初始产量提高了35.4％.[结论]研究可为解淀粉芽孢杆菌工业化应用提供参考.     

侧孢芽孢杆菌C5发酵条件及培养基的优化

为了更加有效地利用侧孢芽孢杆菌C5,研究了该菌株的生长特性,并对其发酵条件及培养基进行了优化。结果表明,侧孢芽孢杆菌C5的生长规律为:0~4h延滞期,4~16h指数期,16h后进入稳定期;最佳发酵条件为:初始pH值7.0、培养温度30℃、接种量3%~5%、转速180r/min;最适培养基为:葡萄糖20.0g/L、酵母膏10.0g/L、MnSO_4 0.2g/L、CaCl_2 0.3g/L、KH_2PO_4 0.1g/L、MgSO_4 0.05g/L。在上述条件下,侧孢芽孢杆菌C5的发酵芽孢数可达1.08×109CFU/mL。     

枯草芽孢杆菌CG24发酵条件优化

 枯草芽孢杆菌CG24是一株烟草野火病菌拮抗菌,本文采用单因素实验和响应面法对该菌株发酵条件进行了优化。结果表明CG24菌株在培养温度32℃初始pH 7.5装液量50mL/150mL和接种量4%的NA培养液中振荡培养28h,其代谢产物的抑菌活性作用最为显著。通过单因素实验确定了影响菌株CG24生长的培养基主要因素为葡萄糖、酵母膏和氯化钙,对3个因素进行响应面优化分析,确定最优发酵培养基为：葡萄糖40g/L酵母膏7.55g/L氯化钙0.72g/L,抑菌圈直径比优化前提高了25.72%,为该菌株以后的扩大培养和微生态制剂的开发应用奠定了基础。     

响应面法优化蓝藻溶藻菌CZBC1发酵培养工艺

[目的]优化蓝藻溶藻菌——蜡样芽孢杆菌CZBC1的发酵培养工艺,为蓝藻溶藻菌制剂的工业化发酵生产提供技术支持.[方法]通过单因素试验筛选适合蜡样芽孢杆菌CZBC1生长的最适碳源和氮源,在单因素试验的基础上,采用中心组合试验设计(CCD)确定关键因子的最佳数量水平,并以Desig-Expert 8.0.5进行回归分析,通过响应面分析获得CZBC1的最佳发酵培养工艺参数.[结果]蜡样芽孢杆菌CZBC1的最佳碳源、氮源分别为麸皮+糖蜜(1:1)和酵母膏.以麸皮+糖蜜用量(A)、酵母膏用量(B)、pH(C)、培养时间(D)为因素变量,CZBC1芽孢数(lgN)为响应值,拟合得到二次多元回归方程为lgN=8.5019-0.2222A+0.0998B-0.1292C+0.3801D+0.2194AB-0.1133AC+0.1350AD+0.2049BC-0.0651BD+0.0638CD-0.1260A2-0.3152B2-0.0380C2-0.2533D2,其中,碳源(麸皮+糖蜜)用量与氮源(酵母膏)用量的交互作用、碳源用量与pH的交互作用、碳源用量与培养时间的交互作用、氮源用量与pH的交互作用对CZBC1芽孢数的影响均达极显著水平(P<0.01,下同).响应面分析优化得到的蜡样芽孢杆菌CZBC1最佳发酵培养参数:麸皮+糖蜜6.84 g/L,酵母膏3.36 g/L,pH 6.50,培养时间42 h.此条件下,CZBC1芽孢数的实际值为5.75×108 CFU/mL,与理论值(5.90×108 CFU/mL)间无显著差异(P>0.05),但极显著高于优化前采用营养肉汤发酵培养的芽孢数(1.28×107 CFU/mL).[结论]采用响应面法优化得出蜡样芽孢杆菌CZBC1最佳发酵培养工艺能有效提高菌株的芽孢数量,且模型拟合效果较好,可用于指导蓝藻溶藻菌制剂的工业化发酵生产.     

解磷芽孢杆菌YC４液体培养基及发酵条件的优化

对从养殖池塘中筛选出的一株具有解磷特性的芽孢杆菌YC4进行液体培养基和发酵条件的优化实验.在摇床培养条件下,研究了各营养源和主要影响因子对菌株YC4生长和芽孢形成的影响,并建立了菌株的生长曲线.结果显示:解磷芽孢杆菌YC4最佳发酵培养基配方为糖蜜10‰、大豆蛋白粉5‰、酵母膏5‰、磷酸二氢钾5‰、硫酸镁1.5‰、氯化钠15‰、玉米浆5‰;最适发酵条件为温度30℃,初始pH值为7.0～7.5,接种量1％,摇床转速200r/min;最适收获时间为24 h.优化后总菌量达1.23×109 CFU/mL,芽孢产量达1.01×109 CFU/mL,明显高于基础培养基发酵结果.     

响应面法优化棒状乳杆菌HS4廉价增殖培养基研究

本研究对棒状乳杆菌的廉价增殖培养基进行筛选及优化,以达到降低棒状乳杆菌菌剂的生产成本。通过比较棒状乳杆菌HS4在9种基础培养基中的生长情况,确定冬瓜基础培养基为增殖基础培养基;经单一营养因子试验和Plackett-Burman设计试验,确定影响棒状乳杆菌HS4增殖的3个重要因素分别为大豆蛋白胨、牛肉膏和酵母浸粉;经响应面分析进行回归优化,获得最佳冬瓜增殖培养基配方为:冬瓜基础培养基(1L),大豆蛋白胨(19.7g/L),酵母浸粉(19.4g/L)和牛肉膏(1.94g/L),活菌数达到39.81×108 CFU/mL。     

响应面法优化黄色短杆菌c-11产L-丝氨酸发酵培养基

[目的]利用响应面法对黄色短杆菌c-11发酵培养基进行优化,以提高L-丝氨酸产率.[方法]先采用Plackett - Burman实验法对发酵培养基8个因素(蔗糖、酵母膏、硫酸铵、KH2 PO4、MgSO4、生物素、VB1和碳酸钙)的效应进行评价,筛选出主要因素.之后采用最陡爬坡试验逼近主要因素(蔗糖、酵母膏和硫酸铵)的最大响应区域.在此基础上,采用Box - Behnken结合响应面法(RSM)确定主要因素的最佳水平,并通过二次方程回归分析.[结果]蔗糖浓度为83 g/L、酵母膏浓度为31 g/L和硫酸铵浓度为29 g/L时,此时模型稳定点预测值L-丝氨酸产量为22.27 g/L,验证值为22.65 g/L,预测值与验证值之间吻合较好.[结论]优化后的发酵培养基使c-11菌株的L-丝氨酸产量提高了28.11;.     

一株侧孢芽孢杆菌发酵条件和培养基的优化

为获得一株侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)(NBF-129)发酵工艺,以发酵液活芽孢数为指标,在单因素试验基础上,采用正交试验对其培养基及培养条件进行优化。培养基优化结果为玉米淀粉2.0%、蚕蛹粉2.5%、酵母浸出粉1.0%、玉米浆1.0%。最佳培养条件为初始pH 7.5,培养温度30℃,转速220 r/min。优化后的侧孢芽孢杆菌摇瓶发酵液芽孢数达到4.12×10~9 CFU/mL,较优化前的2.30×10~9 CFU/mL提高79.1%。利用优化后的培养基和培养条件进行了30 L罐发酵小试,发酵周期为35 h,发酵液芽孢数为3.96×10~9 CFU/mL,发酵液离心浓缩后菌浆冷冻干燥,得到原粉芽孢数为6.70×10~(10) CFU/g。     

响应面法优化土芽孢杆菌XS2产生物乳化剂的研究

[目的]采用响应面法对土芽孢杆菌XS2产生物乳化剂的发酵培养基进行优化研究。[方法]利用单因素试验确定影响土芽孢杆菌XS2产生物乳化剂的主要培养基成分,再采用响应面分析法和Design-Expert 7.0软件建立响应曲面模型,来优化土芽孢杆菌XS2产生物乳化剂的发酵培养基。[结果]葡萄糖、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾为影响土芽孢杆菌XS2产生物乳化剂的主要因素,土芽孢杆菌XS2产生物乳化剂的最佳发酵培养基为：葡萄糖68 g/L,硝酸钠2 g/L,磷酸二氢钾5.03 g/L,磷酸氢二钾1.36 g/L,硫酸镁结晶0.2 g/L,硫酸亚铁0.02 g/L,氯化钙0.01 g/L,微量元素液2 ml。在此条件下,生物乳化剂乳化活性的实测值（67.0%）与预测值（66.7%）较为接近,比优化前提高了27%。[结论]响应面法适用于土芽孢杆菌XS2产生物乳化剂发酵培养基的优化,优化结果与实际情况吻合较好。     

红枣黑斑病拮抗细菌JK1产芽孢培养基的优化

【目的】 采用响应面法对红枣黑斑病的拮抗细菌JK1培养基进行优化,提高其发酵产物中芽孢的浓度。为该菌应用提供数据。【方法】单因素实验确定培养基碳氮源物质,Plackett-Burman试验分析发酵培养基中对JK1发酵影响最重要的主要因素;运用最陡爬坡法对主要因素进行试验,获得主要因素的最适范围。通过响应面分析得到主要因素的最优水平。【结果】优化后的培养基组成为:麦芽浸粉 25.00 g/L、葡萄糖 0.57 g/L、大豆蛋白胨 12.5 g/L、NaCl 2.7 g/L、K₂HPO₄ 0.25 g/L 、MgSO₄ 0.625 g/L。【结论】在最优发酵培养基培养下,多粘类芽孢杆菌的芽孢数提高了3.4倍,达到4.92×10⁹CFU/mL。     

棘孢木霉发酵培养基的响应面法优化

为了得到棘孢木霉(Trichoderma asperellum)发酵的最佳培养基,应用Plackett-Burman设计法对影响棘孢木霉菌丝体产量的关键因子进行了筛选,并进一步采用响应面分析法对影响菌丝产量的关键因素最佳水平进行了研究。结果表明,影响棘孢木霉菌丝体产量的关键因素为硝酸铵和硫酸镁的浓度。通过响应面分析法的拟合和推算,得到在硝酸铵和硫酸镁浓度分别为1.7 g/L和1.43 g/L时,模型预测发酵最佳产量为0.85 g/mL,验证值为0.905 g/mL,预测值与验证值之间吻合较好,约是原始培养基产量的2倍。     

利用响应面法优化贝莱斯芽孢杆菌ZJ20发酵参数

【目的】优化贝莱斯芽孢杆菌的培养条件,以提高其菌落数和抗菌活性,为该菌株工业化生产提供理论依据。【方法】以贝莱斯芽孢杆菌ZJ20为供试菌株,采用单因素试验,研究培养基、pH、温度、转速对ZJ20菌落数和抗菌活性的影响;在此基础上,以菌落数为考察指标,采用响应面法对pH、温度、转速3个因素进行进一步的优化,得到了贝莱斯芽孢杆菌ZJ20的最佳培养条件;最后在温室采用盆栽试验,研究最佳培养条件得到的贝莱斯芽孢杆菌ZJ20对杂交竹梢枯病的防治效果。【结果】单因素试验结果显示,供试培养基中,NB培养基(牛肉膏3g,蛋白胨10g,氯化钠5g,琼脂20g,蒸馏水1L,pH 7.0～7.2)上贝莱斯芽孢杆菌ZJ20的菌落数和抑菌圈直径均最高,分别为4.11×108 CFU/mL和6.10mm,且显著高于其余培养基,说明NB培养基更有利于贝莱斯芽孢杆菌的生长。当pH为4～10时,随着pH的增加,贝莱斯芽孢杆菌ZJ20的菌落数和抑菌圈直径均先增后降,其中当pH为7～8时ZJ20的菌落数和抑菌圈直径均显著高于其他处理;在此基础上的复筛结果显示,7.0～7.4为贝莱斯芽孢杆菌的最优pH。当转速为140～200r/min时,随着转速的增加,贝莱斯芽孢杆菌ZJ20的菌落数和抑菌圈直径均先增后降,其中当转速为160～180r/min时,菌落数和抑菌圈直径均较高。温度为22～30℃时,随着温度的升高,菌落数和抑菌圈直径均先增加后下降,其中当温度为22～28℃时菌落数和抑菌圈直径均较高。响应面试验结果显示,3个因素中,转速对菌落生长和繁殖的影响最大,其次是温度,影响最小的是pH,贝莱斯芽孢杆菌ZJ20最优培养条件为:pH 7.27,转速160r/min,温度28℃,在此条件下测定的菌落数为769×107 CFU/mL。盆栽试验结果显示,优化培养条件下得到的ZJ20悬液防治效果明显提高,均超过50%。【结论】得到了贝莱斯芽孢杆菌的最佳培养条件,这不仅使其菌落数增加,而且极大地增强了该菌的抗病活性。     

响应面法优化产琥珀酸发酵培养基

[目的]提高琥珀酸产量。[方法]在单因素试验确定显著因素的基础上,采用响应面法优化琥珀酸放线杆菌JNUBE0709的发酵培养基,利用Design-Expert软件对优化的结果进行二次回归分析。[结果]单因素试验确定碳源麦芽糖的浓度为50 g/L,氮源酵母膏的浓度为25 g/L,酸碱中和剂MgCO3的浓度为40 g/L。响应面法优化得麦芽糖、酵母膏、MgCO33个显著因素的最佳浓度分别为51.1、24.5、40.4g/L,此条件下琥珀酸的产量达33.45 g/L,比优化前提高了14.28 g/L,与模型预测值33.68 g/L基本吻合。麦芽糖与酵母膏的交互作用不显著(P>0.05),MgCO3与麦芽糖、酵母膏的交互作用均显著(P<0.05)。[结论]响应面法优化琥珀酸放线杆菌发酵培养基后的琥珀酸产量比优化前提高了74.49%。     

利用枯草芽孢杆菌B53发酵法生产维生素K

[目的]探讨以枯草芽孢杆菌B53为菌种发酵生产维生素K的基本条件。[方法]利用枯草芽孢杆菌B53发酵生产维生素K,并探讨发酵培养基组成、发酵时间、接种量等因素对维生素K产量的影响。[结果]枯草芽孢杆菌B53在含甘油50ml／L、大豆粉100g／L、酵母膏5g／L、K2HPO43g／L的液体培养基上发酵48h的维生素K产量可达7．01mg／L;在大豆固态培养基上,适宜的接种量为4％,适宜的发酵时间为72h,维生素K产量达0．0273mg／g;而在豆粕固态培养基上,适宜的接种量为3％,适宜的发酵时间为48h,产量仅达O．0087mg/g。[结论]维生素K存在于枯草芽孢杆菌B53的发酵液中,枯草芽孢杆菌B53是维生素K的一种生产菌：     

响应面法优化促植物生长枯草芽孢杆菌CK15产芽孢条件

[目的]优化枯草芽孢杆菌CK15的发酵条件,提高其芽孢产量。[方法]通过单因素试验优化碳源种类及浓度、氮源种类及浓度、无机盐种类、装液量、摇床转速、初始p H、温度、接种量,采用Plackett-Burman试验筛选出培养基中的显著因素,再利用Box-Behnken试验确定3个因素的最佳浓度。[结果]在玉米粉10.7 g/L、豆粕粉24.4 g/L、CaCO_3 7.4 g/L、NaCl 5.0 g/L、MnSO_4　0.4 g/L、KH_2PO_4　1.0 g/L、装液量50 m L/250 m L、转速为200 r/min、初始p H 7.2、温度30℃、接种量2.0%条件下,芽孢产量达到7.4×109cfu/m L,比优化前提高了80.49%。[结论]响应面法有效提高了枯草芽孢杆菌CK15的芽孢产量。     

胶冻样芽孢杆菌发酵中试研究

利用单因素筛选和正交试验,对胶冻样芽孢杆菌菌株NBF-266的发酵培养基进行了优化,得到其最佳培养基配方为甘油0.8%,淀粉0.6%,花生粕1.5%,碳酸钙0.1%。通过400 L和5 000 L发酵罐分别发酵,发酵液芽孢产量分别为18×10~8 CFU/mL和15.8×10~8 CFU/mL,发酵液经不同方式浓缩干燥,得到冻干粉和喷雾干燥粉芽孢产量分别为2 910×10~8 CFU/g和933×10~8 CFU/g。