枯草芽孢杆菌S37沼液发酵培养基优化及其产物对棉苗立枯病的防治

为获得以沼液为基础的枯草芽孢杆菌S37的最佳发酵培养基。采用Plackett Burman法和响应面(Response Surface Methodlolgy, RSM)对以沼液为基础的枯草芽孢杆菌S37抑菌蛋白的发酵培养基进行优化。在Plackett Burman试验基础上确定对抑菌蛋白影响较大的4个显著因素：MgSO₄·7H₂O、玉米粉、KH₂PO₄和豆粕;通过最陡爬坡试验,中心组合设计及响应面分析确定枯草芽孢杆菌S37的最优发酵培养基组成：MgSO₄·7H₂O 2.95 g·L^-1、(NH₄)₂SO₄ 2.4 g·L^-1、NaCl 3.0 g·L^-1、KNO₃ 4.41 g·L^-1、CaCO₃ 5.89 g·L^-1、ZnCl₂ 1.11 g·L^-1、玉米粉4.18 g·L^-1、KH₂PO₄ 4.14 g·L^-1和豆粕2.79 g·L^-1。在优化条件下进行发酵验证,试验值和预测值较接近,吻合度较高,相对误差较小,枯草芽孢杆菌抑菌圈达1.94 cm,比优化前提高8.38%;用此培养基发酵产物滴施棉苗根际土壤,与对照相比,相对防效达到45.94%。     

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;.     

产漆酶真菌筛选及其产酶条件的优化

【目的】从11株野生大型真菌中筛选具有产漆酶活性的大型真菌,并对漆酶活性较高的菌株进行产酶发酵条件优化,为将其投入工业化生产提供参考。【方法】以采集自安徽省琅琊山的11株真菌为材料,通过平板显色反应,筛选具有产漆酶活性的大型真菌菌株,再用液体摇瓶发酵培养方法优化大型真菌产酶培养基的组成,并对优化条件进行验证。【结果】①在供试的11株野生大型真菌中,有6株具产漆酶活性,占54.5%;其中有柄树舌灵芝(Ganoderma gibbosum) CZSWXY0001具有较高的产漆酶能力,其产酶培养基的最佳碳源为蔗糖,氮源为酵母膏。②优化后的培养基配方为：蔗糖20 g/L,酵母膏 2 g/L,K₂HPO₄ 3.2 g/L,MgSO₄·7H₂O 0.2 g/L,表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS) 3 mg/L,Cu²⁺浓度6 mmol/L,pH 7.0。培养基优化后,有柄树舌灵芝菌株所产漆酶活性达到496.18 U/mL,约是优化前的12.2倍。【结论】有柄树舌灵芝CZSWXY0001具有较好的产漆酶活性。     

凝结芽孢杆菌的产孢条件及高密度培养工艺

为提高凝结芽孢杆菌发酵产孢率,通过单因素试验、Plackett–Burman设计、爬坡试验、中心复合试验对凝结芽孢杆菌高密度发酵工艺进行优化。结果表明：凝结芽孢杆菌最佳培养基组分为麸皮36.91 g/L、玉米浆干粉13.70 g/L、MnSO4 0.84 g/L,在此条件下凝结芽孢杆菌发酵产芽孢数达到2.848×1010 cfu/mL,相比优化前芽孢数提高了61.72%;在优化的培养基基础上进行500 L发酵试验,培养条件为发酵温度40 ℃、转速150 r/min、通气量2.5 m3/h、接种量5%、pH 7.0、培养时间36 h,发酵液芽孢数达到2.98×1010 cfu/mL,与优化试验结果相近,为进一步优化生产工艺提供了必要的数据支撑。     

正交设计结合响应面法优化榆黄蘑液体发酵的研究

通过对榆黄蘑液体发酵的单因素试验,并结合使用正交设计和响应面法2种实验设计方法,确定榆黄蘑液体发酵的最适培养基配方和最适培养条件。结果表明,榆黄蘑液体发酵的最适培养基配方为葡萄糖1.00%、蔗糖1.00%、蛋白胨0.3%、KH₂PO₄ 0.15%、氯化钠0.03%、MgSO₄ 0.07%、V_B1 0.001%;最适培养条件是接种量5 %、250 mL的锥形瓶装液量150 mL、温度27 ℃、初始pH值6.55及转速155 r·min^-1。     

菜籽粕固态发酵产纳豆激酶条件的优化

采用响应面法对纳豆芽孢杆菌固态发酵产纳豆激酶的发酵条件进行优化。在单因素试验的基础上,用Plackett–Burman法确定产纳豆激酶的主要影响因素为发酵温度、初始物料比和发酵时间,再用最陡爬坡试验逼近最大响应区域,最后通过Box–Behnken方法进行二次回归分析,得到产酶的最佳发酵条件为发酵温度36℃,初始物料比90.24 g/(100 g),发酵时间92.82 h,在优化后的条件下,纳豆激酶活力可达6 031.33 IU/g。     

白腐菌产漆酶培养条件的响应面法优化

[目的]采用Plackett-Burman试验设计法、响应面法,对灰盖鬼伞菌(Coprinopsis cinerea)产漆酶进行了发酵工艺条件的优化研究。[方法]首先利用Plackett Burman设计试验筛选出影响产酶的麦麸、稻草粉和酵母粉3个主要因素。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、响应面分析法进行回归分析。[结果]麦麸、稻草粉和酵母粉浓度与漆酶活力存在显著的相关性,得到最佳培养基条件。当麦麸10.188 g/L、稻草粉9.379 g/L、酵母粉3.613 g/L时,漆酶活力达到729.89 U/ml。[结论]经3批培养验证,预测值与验证试验平均值接近。     

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。     

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.     

芜菁膏超声提取工艺优化及其抗氧化活性研究

【目的】优化芜菁膏的超声法制备工艺并分析其抗氧化活性,为芜菁膏的高效制备和利用提供支持。【方法】以芜菁膏的出膏率为评价指标,通过单因素试验研究超声功率（400,500,600,700,800 W）、超声时间（40,50,60,70,80 min）、料（g）液（mL）比(1∶6,1∶8,1∶10,1∶12,1∶14)、提取次数(1,2,3,4,5次)对出膏率的影响。用Plackett-Burman L₁₂（2⁴）正交试验筛选出对出膏率影响最显著的3个因素,通过三因素三水平的响应面法优化芜菁膏的制备工艺。通过DPPH、ABST⁺自由基清除试验和细胞存活率试验评估芜菁膏的抗氧化活性。【结果】单因素试验得到芜菁膏的制备条件为：超声功率为600 W,提取时间为60 min,料液比为1∶10,提取次数为2次。根据Plackett Burman法和响应面法优化试验,得到芜菁膏的最佳制备工艺条件为：超声功率为614 W,提取时间为63 min,料液比为1∶9.5,提取次数为2次,在此条件下出膏率为59.02%。抗氧化活性试验结果表明,芜菁膏对DPPH和ABST⁺自由基的半数清除率分别为277.54和381.26 μg/mL,同时能够改善H₂O₂诱导的Raw 264.7细胞氧化应激损伤,提高细胞的存活率至82.57%。【结论】获得了超声法制备芜菁膏的最佳工艺条件;芜菁膏具有一定的抗氧化活性。     

过氧化氢酶高产菌株EIM-70的鉴定及产酶培养基的优化

[目的]对过氧化氢酶高产菌株EIM-70进行鉴定,并对其产酶培养基进行优化。[方法]对EIM-70菌株进行形态学分析及16SrDNA序列的系统发育进化分析,以鉴定其所属菌种;在采用单因素试验确定EIM-70产过氧化氢酶的最适碳、氮源基础上,采用Plackett-Burman试验设计筛选出对产酶影响显著的因子,再利用最陡爬坡试验和响应面分析法确定最适产酶培养基配方。[结果]试验将EIM-70菌株鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subitilis);EIM-70的最适产酶培养基为:葡萄糖19.25 g/L、NaNO39.25 g/L、FeSO4.7H2O2.46×10-3g/L、MgSO4.7H2O 0.50 g/L、Na2HPO4.12H2O 9.25 g/L、KH2PO40.60 g/L、2°麦芽汁,优化后Bacillus subitilis EIM-70的液体发酵产过氧化氢酶的活力可达6 927.45 U/ml,比优化前提高1.87倍。[结论]该研究为过氧化氢酶的工业化生产奠定了基础。     

叶面喷施铁和镁微肥对玉米幼苗碳代谢及生长的影响

为了探讨铁镁微肥对北方旱地玉米幼苗期碳代谢和生长的影响,对盆栽的玉米幼苗单独和混合喷施不同质量浓度的FeSO_4·7H_2O(250、500、750mg/L)和MgSO_4·7H_2O(0.5、1.0、1.5g/L)溶液,于2周后分析叶片中与碳代谢相关的生理生化指标以及生长指标的变化。结果表明,叶面喷施铁、镁微肥可以有效提高叶片的叶绿素质量分数、光合能力以及可溶性糖和淀粉的质量分数,增强玉米的碳代谢能力;同时,可以显著促进根系的生长,提高根冠比。其中,适合玉米幼苗生长的最佳喷施质量浓度分别是500 mg/L的FeSO_4·7H_2O、1g/L的MgSO_4·7H_2O和250mg/L的FeSO_4·7H_2O与0.5g/L的MgSO_4·7H_2O混合溶液。因此,叶面喷施适当质量浓度的铁或镁微肥可以有效提高玉米幼苗的碳代谢能力,促进植株、特别是根系的生长,这对于玉米后期的生长发育也具有积极的意义。     

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—Btmnan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55．78g／L,酵母膏的最佳浓度为23．43s／L;在此条件下,发酵液透明质酸的平均产量为0．219（‰。）。[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。     

拮抗淡紫灰链霉菌xjy的发酵条件优化

采用单因素和正交试验相结合,对笔者分离保存的生防放线菌淡紫灰链霉菌(Streptomyces lavendu-lae)xjy菌株的液体发酵培养基和培养条件进行了优化。单因子试验结果表明,碳源葡萄糖、麸皮和空白处理三者之间无显著差异;氮源为豆粕、鱼粉和黄豆粉时发酵效价明显高于空白处理和其他氮源;添加0.04%的磷酸氢二钾和0.01%的硫酸亚铁可促进发酵液活性物质的产生。正交试验得出较适合于工业生产的摇瓶培养基配方为:麸皮2%、豆粕1%、氯化钠1.5%、碳酸钙0.6%、硫酸铵1%、磷酸氢二钾0.04%、硫酸亚铁0.001%。优化后的发酵液效价提高了36%。较为适宜的发酵非营养条件为:最适温度为20~35℃、摇床转速为150 r/min、初始pH值为5.5~8.0、装料量为50 mL/250 mL。这些结果为该菌株今后的应用、抗生素的分离提纯和产业化提供了依据。     

响应面法优化酿酒酵母培养基的研究

[目的]采用响应面法研究优化酿酒酵母培养基的条件。[方法]在试验设计中,以KH2PO4、MgSO4和尿素为自变量,通过响应面回归分析和显著性检验,建立了乙醇产量的二次回归模型。再通过对乙醇产量的响应曲面分析,研究了3种无机离子对酿酒酵母发酵乙醇优化生产的最佳工艺条件。[结果]由响应面分析结果可知,回归模型存在稳定点（-2．4278、6．505631、1．753767）,稳定点的特征值表明稳定点为最大值点,即KH：P0。为0．2861g／L、MgSO。为0．97528155g／L和尿素为5．8768835g／L时,乙醇产量为123．9997g／L。采用上述优化的工艺条件进行的固定化酵母发酵试验表明,3次重复测得的乙醇产量的平均值为122．6074g／L,说明实际试验值与模型预测值基本一致。[结论]在酵母发酵生产过程中,向其培养基中添加KH2PO4 0．2861g／L、MgSO4 0．97528155g／L和尿素5．8768835g／L时,能使乙醇产量达到最佳值。     

痂状炭角菌鉴定、培养条件优化及发酵产物活性分析

【目的】炭角菌属具有珍贵的药用价值和较高的经济价值。本研究对采自白蚁废弃巢穴上的炭角菌菌株进行鉴定,对其液体发酵和固体培养条件进行优化,并对液体发酵产物抗菌、抗氧化活性进行测定,以期为痂状炭角菌的开发利用提供参考。【方法】通过形态观察及ITS序列测序对炭角菌进行鉴定;探讨液体发酵中添加不同碳源、氮源和金属离子对痂状炭角菌菌丝体生长的影响;分析固体培养基中添加氨基酸对无性子座生长的影响;利用平板抑菌法和DPPH法对液体发酵产物抗菌和抗氧化活性进行测定。【结果】采集菌株经形态鉴定和分子鉴定,为痂状炭角菌。液体发酵最佳碳源为可溶性淀粉,最佳氮源为蚕蛹粉,最佳无机盐为MgSO₄。正交试验筛选的最佳液体培养基组成为可溶性淀粉4%（w）+蚕蛹粉0.6%（w）+MgSO₄ 0.06%（w）。固体培养基中添加缬氨酸、异亮氨酸和苏氨酸均能显著促进无性子座的生长。液体发酵产物抗菌效果显著优于山梨酸钾,对DPPH的抗氧化活性为（75.19±2.08）%,显著优于维生素E。【结论】优化的液体发酵和固体培养条件可以显著提高痂状炭角菌菌丝体产量,促进无性子座生长。痂状炭...     

固定化酵母发酵生产香蕉菠萝复合果酒的工艺研究

[目的]探讨固定化酵母发酵生产香蕉菠萝复合果酒的工艺条件。[方法]以成熟的香蕉和菠萝为原料,通过单因素试验研究香蕉菠萝不同原料配比对复合果酒品质的影响以及初始含糖量和发酵温度等因素对香蕉菠萝复合果酒酒度生成的影响,通过正交试验确定香蕉菠萝复合果酒的最佳发酵工艺条件。[结果]在固定化酵母发酵条件下,香蕉与菠萝原材料采用1∶1的配比发酵酿制复合果酒可使其品质最佳。极差分析可知,影响该复合果酒发酵工艺的因素依次为:初始含糖量>发酵温度>亚硫酸氢钠用量>发酵pH值。该产品最佳的发酵工艺条件为:初始含糖量30%,发酵温度25℃,亚硫酸氢钠用量80 mg/L,发酵pH值4.0。[结论]在最佳工艺条件下生产的复合果酒品质最佳,具有典型的香蕉、菠萝果酒风味。     

蛹虫草液体发酵培养基的优化

采用统计学方法对1株蛹虫草Cordyceps militaris DY-1菌株进行液体发酵配方优化,以期得到适合蛹虫草生长的最佳培养基配方。以菌丝体干质量浓度为指标,首先采用单次单因子方法筛选出培养基中的最优碳源、氮源及无机盐和正交试验方法得出最佳的碳氮比(C/N);然后采用Plackett-Burman(BP)设计筛选出影响菌丝体干质量浓度的关键因素,通过中心组合和响应面法确定关键因素的最佳浓度,从而得到出菌株DY-1的液体发酵最佳培养基配方为:葡萄糖16.40 g·L-1,酵母浸膏粉5.00 g·L-1,硝酸钾1.00 g·L-1,硫酸镁0.20 g·L-1,磷酸二氢钾1.80 g·L-1,硫酸亚铁0.02 g·L-1。经验证,菌丝体干质量浓度为32.11 g·L-1,与模型的预测值基本一致。运用最佳培养基配方进行液体发酵,菌丝体干质量浓度较基础培养基提高了4.12倍。