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。     

热带假丝酵母SG-1产单细胞蛋白的发酵培养基优化

本试验以甜高粱秸秆汁为主要的发酵原料,应用二次正交旋转组合试验设计方法对热带假丝酵母SG-1产单细胞蛋白的发酵培养基进行优化。结果显示,热带假丝酵母SG-1产单细胞蛋白的较佳发酵培养基组成为:甜高粱秸秆汁220 mL/L、工业葡萄糖37.5 g/L、工业蛋白胨37.5 g/L、MgSO4.7H2O 3.75 g/L、KH2PO43.75 g/L。该优化条件下单细胞蛋白产量达15.38 g/L,比初始发酵培养基(甜高粱秸秆汁120 mL/L、工业葡萄糖20 g/L、工业蛋白胨20 g/L、MgSO4.7H2O 2.0 g/L、KH2PO42.0 g/L)单细胞蛋白产量(10.77 g/L)提高了42.80%。     

粪肠球菌R-WL发酵培养基的优化

本试验旨在优化培养基提高粪肠球菌(Enterococcus faecalis)R-WL发酵液的菌体密度,为高效、优质的微生态制剂产品研制奠定基础。首先通过生长曲线的测定、培养条件和培养基成分的单因素试验,确定菌种RWL的最适培养条件为:时间14 h、pH 8.5、温度37℃、接种量3%,最适碳源为乳糖,浓度为10 g/L,最适氮源为蛋白胨+酵母膏,浓度为30 g/L。然后通过Plackett-Burman试验分析培养基中对粪肠球菌发酵影响最重要的主要因素为蛋白胨、乙酸钠和柠檬酸二铵,再通过最陡爬坡试验获得主要因素的最适范围,最后通过Box-Behnken试验和响应面分析得到主要因素的最适添加量。结果表明:最优发酵培养基配方为:乳糖10 g/L、酵母膏15 g/L、蛋白胨12.18 g/L、乙酸钠4.5 g/L、柠檬酸二铵4.5 g/L、硫酸镁0.58 g/L、硫酸锰0.25 g/L、磷酸氢二钾2 g/L、轻质碳酸钙3 g/L,初始pH 8.5。通过试验验证,优化后发酵培养基的发酵菌液活菌数可达(6.44±0.10)×109cfu/mL,比原MRS培养基活菌数提高了71.28%。     

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。     

红酵母利用玉米浆发酵产富含类胡萝卜素功能饲料的研究

研究旨在对红酵母D(Rhodotorula sp.D)利用玉米浆发酵生产含类胡萝卜素功能饲料的培养基的碳氮源进行优化,并进行工业化生产试验。对玉米浆和葡萄糖结晶废糖液分别进行单因素试验来确定最佳碳氮源比例,进行7 L发酵罐试验确定上罐参数,1 000 L发酵罐中试并对发酵液进行喷雾干燥制取产品。结果表明葡萄糖结晶废糖液和玉米浆的添加量分别为7%和33.3%,7 L发酵罐最佳发酵时间为72 h,此时的生物量、色素含量和色素产量分别达到30.2 g/l,374.1μg/g和11.3 mg/l;1 000 L最佳发酵时间为41 h,此时的菌体生物量,色素含量,色素产量分别为42 g/l,404.6μg/g,17 mg/l。喷雾干燥后的产品粗蛋白质含量达到31%,类胡萝卜素含量为180.4μg/g。结果表示,优化培养基组分,控制好发酵条件,就可以利用玉米浆发酵生产富含类胡萝卜素红酵母增色功能饲料。     

红酵母发酵生产β-胡萝卜素培养基配方的优化

试验对红酵母发酵生产β-胡萝卜素的培养基配方进行了优化。结果表明,红酵母产β-胡萝卜素的最佳培养基配方为:葡萄糖40 g/l、酵母粉25 g/l、Mg SO4 0.5g/l、VB1 0.5g/l、VB2 1.5g/l,发酵培养基初始p H值6.0,装液量60 ml/250 ml。运用此优化培养基将红酵母于28℃、180 r/min发酵培养70 h,β-胡萝卜素的产量达到3.865 mg/l,比优化前提高了63.2%。     

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。     

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。     

酵母培养物对湖羊体外瘤胃发酵特性、采食量和生长性能的影响

本试验旨在探究酵母培养物对湖羊体外瘤胃发酵特性、采食量和生长性能的影响。体外试验中，在培养底物中添加0（对照组）、1%的酵母培养物，在体外模拟瘤胃发酵培养72 h后，测定产气量和瘤胃发酵特性参数。动物试验选取日龄、体重相近的湖羊72只，随机分为3组，每组6个重复，每个重复4只羊。其中，对照组饲喂基础日粮|试验组在基础日粮中分别添加10 g/（只·d）酵母培养物A（试验I组）和酵母培养物B（试验II组），试验持续60 d。体外试验结果表明：培养底物中添加酵母培养物可显著提高体外瘤胃72 h累积产气量、干物质消化率、微生物蛋白含量和总挥发性脂肪酸浓度（P < 0.05）。动物试验结果表明：饲粮中添加酵母培养物使湖羊干物质采食量分别增加10.32%和2.92%，日增重分别增加16.14%和5.09%，净增重分别为1.68kg/只和0.59kg/只（P ＜ 0.05）|与试验II组相比，试验I组采食量和日增重分别提升7.19%和10.15%，净增重提升1.09 kg/只。综上所述，不同酵母培养物对湖羊瘤胃发酵特性和生长性能的提升存在差异，添加10 g/（头·d）酵母培养物A对湖羊干物质采食量和生长性能效果最佳。 [关键词] 酵母培养物|体外瘤胃发酵|采食量|生长性能|湖羊     

利用产朊假丝酵母生产铬酵母发酵工艺的研究

对利用产朊假丝酵母生产富铬酵母进行了研究。通过在培养基中添加Cr3＋的方法制备富铬酵母,测定富铬酵母生物量及铬含量。对培养条件进行了优化,确定了最优培养条件为培养温度30℃、培养基铬添加量100μg/mL、接种量体积分数为4%～6%（V/V）、培养起始pH值为5.0、培养时间20h。在该优化条件下获得的富铬酵母生物量可达1.83g/100mL,有机铬含量可达2210μg/g。试验结果可以为富铬酵母的生产开发奠定一定的技术基础。     

植物乳杆菌Lp-G18谷氨酰胺合成酶活力发酵工艺优化

植物乳杆菌是一种具有多种生物活性的益生菌,其中缓解肌肉疲劳和损伤能力的运动保健功能引起了市场的关注,这与其谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)的活力相关,目前尚缺乏对植物乳杆菌GS发酵工艺研究的报道。通过在培养基中添加L-谷氨酸、调整碳源以及改变金属离子质量浓度等方式提高植物乳杆菌Lp-G18发酵后的GS活力。得到优化培养基组成为:葡萄糖40 g/L(222 mmol/L)、七水硫酸镁4.92 g/L(20 mmol/L)、一水硫酸锰0.025 g/L、L-谷氨酸8.82 g/L(60 mmol/L)、蛋白胨10 g/L、牛肉浸粉10 g/L、酵母膏5 g/L、磷酸氢二钾2 g/L、柠檬酸氢二胺2 g/L、乙酸钠5 g/L、吐温-80 1 g/L。采用优化培养基发酵得到的GS活力比原基础MRS培养基培养条件下的酶活力提高了1.4倍。     

布拉氏酵母壁多糖发酵条件的优化及其对早期断奶羔羊盲肠中微生物的影响

试验通过优化布拉氏酵母发酵条件以提高其细胞壁多糖产量,并检测其多糖分子量和单糖构成,再检测其多糖的体外抗氧化性和抑菌活性,最后通过饲喂试验研究其对早期断奶羔羊盲肠中微生物的影响。结果表明：(1)布拉氏酵母壁多糖的最适发酵培养基为自配2培养基,最佳发酵条件为pH 5.93、温度29.71℃、转速426.81 r/min,实际产量为573.70 mg/100 m L,优化后的多糖产量为优化前的1.60倍。(2)布拉氏酵母壁多糖被分离出两个主要的多糖组分,命名为BLC1和BLC2,分子质量分别为22.76 ku和9.09 ku,其中葡聚糖和甘露糖分别占BLC1多糖组分的43.20%和29.55%。(3)布拉氏酵母壁多糖体外对DPPH·、·OH和·O2-的清除效率分别为36.38%、28.55%和18.60%。(4)布拉氏酵母壁多糖在体外对大肠杆菌的抑制能力较强,在体内显著提高双歧杆菌和乳酸菌的数量（P<0.05）,并显著降低沙门氏菌和大肠杆菌数量（P<0.05）。     

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。     

一株枯草芽孢杆菌产抗菌肽培养基筛选及发酵工艺优化的研究

试验旨在对一株产抗菌肽枯草芽孢杆菌BL0006的发酵培养基和发酵条件进行优化,以提高发酵液中抗菌肽的效价。首先通过单因子试验筛选出培养基的最适碳源、氮源与无机盐分别为葡萄糖、蛋白胨和K_2HPO_4;在此基础上采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法得到培养基最佳配方:通过摇瓶单因素试验对发酵条件、温度、接种量、转速进行了优化,优化后的发酵培养基为葡萄糖47.7 g/L、蛋白胨29.0 g/L、K_2HPO_4 3.3 g/L,摇瓶发酵工艺为接种量30 mL/L、初始pH 7.5、摇床转速220 r/min、培养温度37℃。优化后抗菌肽的效价提高到了4.25×10~4 U/mL,是优化前的3.51倍。综合试验结果,本研究筛选的培养基和优化后的发酵工艺可达到高产、降低成本、缩短发酵时间的效果。     

葡萄渣发酵生产高生物量饲料酵母的研究

研究以啤酒酵母为发酵菌种,利用葡萄渣水解液作为发酵培养基的唯一碳源,设计正交试验对高生物量饲料酵母的发酵生产进行了初步研究。结果表明,在发酵液初始pH为6.0,装液量为150 mL/500 mL,接种量为10%,硫酸铵添加量为1.0%,摇床转速为200 r/min,发酵温度为32℃,发酵时间为84 h的最优发酵条件下,酵母的生物量可达22.17 g/L。     

一株枯草芽孢杆菌产抗菌肽培养基筛选及发酵工艺优化的研究

试验旨在对一株产抗菌肽枯草芽孢杆菌BL0006的发酵培养基和发酵条件进行优化,以提高发酵液中抗菌肽的效价。首先通过单因子试验筛选出培养基的最适碳源、氮源与无机盐分别为葡萄糖、蛋白胨和K_2HPO_4;在此基础上采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法得到培养基最佳配方:通过摇瓶单因素试验对发酵条件、温度、接种量、转速进行了优化,优化后的发酵培养基为葡萄糖47.7 g/L、蛋白胨29.0 g/L、K_2HPO_4 3.3 g/L,摇瓶发酵工艺为接种量30 mL/L、初始pH 7.5、摇床转速220 r/min、培养温度37℃。优化后抗菌肽的效价提高到了4.25×10~4 U/mL,是优化前的3.51倍。综合试验结果,本研究筛选的培养基和优化后的发酵工艺可达到高产、降低成本、缩短发酵时间的效果。     

基于神经网络和遗传算法的黄芪发酵培养基优化

为了提高乳杆菌FGM9发酵黄芪产物中的粗多糖得率,采用均匀设计法对发酵培养基各组分配比进行初步探讨,运用人工神经网络法建立了黄芪发酵液中多糖得率与培养基各组分浓度之间的预测模型,通过遗传算法对该模型进行优化和评估,得出发酵培养基各组分间的最优配比。结果显示,组分A含量为42.10 g/L、蛋白胨7.45 g/L、酵母膏9.80 g/L、KH2PO4-K2HPO42.18g/L、组分E 6.25 g/L的条件下,发酵液粗多糖的得率最高可达25.6%,比优化前提高了6.85%。     

工程菌产植酸酶摇瓶发酵条件初探

本实验根据毕赤酵母工程菌的特点,在摇瓶中对重组毕赤酵母工程菌株PP-MS-NPm-4-16的发酵条件进行初步研究。确定了60%麦芽-麸皮培养基,40%的蚕蛹培养和190mg/L的酵母营养盐作为高密度发酵的基础培养基,生长阶段和诱导阶段最佳pH分别为5.0和5.5。通过正交实验得到工程菌的最佳摇瓶培养条件为:接种量4%,甲醇浓度40g/L,生长阶段豆油浓度1.3%,诱导阶段豆油浓度3.5%,植酸酶酶活最高可达到192400U/mL。     

脱脂蚕蛹水解液中Fe3+和Zn2+对解脂耶氏酵母油脂合成的调控作用

将脱脂蚕蛹水解后用作产油微生物发酵培养基的氮源,生产营养价值高的可食用油脂,探究蚕蛹水解液中Fe~(3+)和Zn~(2+)对产油微生物解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)的生长及油脂累积的影响。首先于酵母对数生长期,在氮限制培养基中分别添加10-3mol/L Fe~(3+)和10-3mol/L Zn~(2+)溶液,使油脂合成量分别比对照提高了43.59%和38.70%,且同时添加Fe~(3+)和Zn~(2+)比单独添加Fe~(3+)和Zn~(2+)使油脂含量分别提高了27.88%、5.75%。然后于酵母对数生长期以脱脂蚕蛹水解液作为补料加入培养基,不仅使油脂的产量较酵母粉补料培养基提高了40.67%,而且使酵母合成油脂中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸(UFAs/SFAs)含量的比值从3.78提高到8.25,合成三酰甘油的sn-2和sn-1,3位脂肪酸的UFAs/SFAs值分别提高17.9%、179.8%。试验结果表明:以来源丰富的蚕蛹水解液作为解脂耶氏酵母发酵培养生产油脂过程中的补料,其浓度适中的Fe~(3+)、Zn~(2+)与其他有益组分对酵母生长和油脂合成及积累具有促进作用,并且使脂肪酸组成及分布改善。     

枯草芽孢杆菌YT168-6产抗菌肽sublancin的发酵工艺优化及培养基筛选的研究

研究旨在探索枯草芽孢杆菌YT168-6产抗菌肽sublancin的最适发酵条件和最适培养基组成,以期提高发酵液中sublancin含量。试验先通过单因素试验筛选出最适发酵条件,确定发酵培养基需要的无机盐、碳源、氮源,再通过正交试验、最陡爬坡试验、Box-Behnken设计的响应面分析方法确定最适发酵培养基组成。结果表明：枯草芽孢杆菌YT168-6产抗菌肽sublancin的最适发酵条件为菌种接种量1.0%、发酵温度37℃、发酵液初始pH 7.0;最适发酵培养基为K₂HPO₄ 5 g/L、KH₂PO₄ 5 g/L、MgSO₄ 10 g/L、可溶性淀粉30.2 g/L、蛋白胨23.6 g/L、玉米浆18.2 g/L;优化后sublancin产量由756 μg/mL提到1 581 μg/mL,是优化前的2.09倍。综上所述,本研究所筛选的最适发酵条件和最适培养基可为枯草芽孢杆菌YT168-6菌株工业化生产sublancin提供技术参考。