基于响应曲面法优化贵州木霉NJAU4742产胞外木聚糖酶的研究

[目的]本研究旨在通过响应曲面法优化生物肥功能菌贵州木霉NJAU4742液体发酵过程中产胞外木聚糖酶的参数,为生产木霉固体菌种及其生物有机肥提供理论依据。[方法]采用单因子试验,获得不同单因子对菌株产胞外木聚糖的影响;利用Minitab 15.0软件设计Plackett-Burman试验并对试验结果进行分析,选出核心因子;再利用响应曲面法(response surface methodology)设计Box-Behnken试验完成核心因子的优化,并结合Design Expert 10.0软件分析试验数据,最终得出菌株产木聚糖酶的最佳条件;在最佳条件下,利用凝胶电泳分析胞外蛋白条带差异并测定蛋白含量。[结果]单因子试验结果表明:尿素与氯化钙含量、培养基初始pH值、温度、培养时间对菌株产木聚糖酶影响比较大,尿素和氯化钙最佳含量分别为0.25 g·L~(-1)、0.40 g·L~(-1),最佳初始pH值3.0、培养温度28℃、培养时间7 d。响应曲面优化试验确定尿素添加量、氯化钙添加量、初始pH值和磷酸二氢钾添加量为影响菌株产胞外木聚糖酶的核心因子,并确定液体发酵主要参数:尿素0.29 g·L~(-1)、氯化钙0.35 g·L~(-1)、磷酸二氢钾2.12 g·L~(-1)、初始pH值3.16、培养温度28℃、培养时间7 d、孢子接种量1.0×10~5CFU·mL~(-1)。凝胶电泳结果表明,发酵条件优化后部分区域蛋白含量明显增加。[结论]发酵过程参数优化后贵州木霉NJAU4742产胞外木聚糖酶活性达到19.86 U·mL~(-1),比没有优化前提高1.25倍,菌株胞外蛋白含量比原始培养条件培养提高1.50倍。     

绿针假单胞菌YL-1高产荧光性嗜铁素的摇瓶发酵工艺优化

绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)YL-1是一种对多种病原菌均有良好防治效果的生防菌株,前期研究结果表明,在室内缺铁培养基和自然环境中,绿针假单胞菌的主要抑菌物质是其分泌的荧光性嗜铁素(Pyoverdine,简称PVD).为提高其嗜铁素的产量,采用摇瓶培养发酵,通过Plackett-Burman试验设计、中心组合(CCD)试验设计和响应曲面法,优化YL-1菌株高产嗜铁素的发酵培养基成分和发酵条件,最终获得YL-1菌株高产嗜铁素的最佳培养基成分为1.52 g/L丁二酸、2.00 g/L丁二酸钠、0.88 g/L MgSO4·7H2O、0.50 g/L(NH4)2SO4、0.50 g/L蔗糖、3.49 g/L KH2PO4,5.44 g/L K2HPO4,最佳培养条件:温度为26℃,pH值为7.0,发酵时间为36 h,接种量为2％,转速为180 r/min,装液量为250 mL三角瓶装50 mL液体.摇瓶试验结果表明,优化培养基成分及培养条件后,菌株YL-1嗜铁素的产量提高43.18％,D405 nm/D600 nm值为2.36,优化效果明显.     

芽孢杆菌L15菌株发酵培养条件的优化

芽孢杆菌L15菌株能有效降低刺参Apostichopus japonicas养殖水中的化学耗氧量(COD)和氨氮(NH+4-N)含量,促进刺参生长,为大量发酵培养L15菌株并降低培养成本,以豆粕、麦麸、玉米酒糟、棉籽粕为碳、氮源,对发酵培养L15菌株的最佳碳、氮源及其配比和最佳发酵条件(如装液量、接种量、转速等)进行了初步优化研究。结果表明:培养芽胞杆菌L15菌株的最佳碳、氮源为麦麸和豆粕,最佳添加量分别为3、2 g/L;最佳发酵培养条件为装液量1/3、接种量1%、转速160 r/min;在最佳培养基和最适培养条件下,发酵培养的L15菌株细菌数量可达1011cfu/m L,与用2216E培养基培养的L15菌株相比,在实验室条件下,对海参底泥COD的去除率虽无明显变化,但培养成本却降低了91%。研究表明,用豆泊和麦麸作为培养基培养L15菌株具有可行性,不仅细菌数量达标,且培养成本显著降低。     

解磷巨大芽胞杆菌液体发酵的培养基优化

为得到高密度发酵的最优培养基组成,以一株分离自土壤的解磷巨大芽胞杆菌为研究对象,以发酵液OD600为判断活菌数依据,进行响应面法优化试验。首先进行单因素试验筛选培养基中的碳源、氮源、碳源浓度、氮源浓度、无机盐及无机盐浓度,得到单因素最佳值;然后利用响应面设计,通过3步试验,即部分因子试验、最陡爬坡试验和中心组合试验对培养基进行优化。结果表明：该株巨大芽胞杆菌的最佳培养基质量组成为：乳糖6 g/L,蛋白胨7.45 g/L,NaCl 5 g/L,MgSO4·7H2O 2.46 g/L,CaCl2 1.22 g/L,K2SO4 0.087 g/L。在此最优培养基条件下培养,发酵液最终活菌数达到2.0×109 cfu/mL以上。运用此培养基配方进行发酵,可为农业生产提供高密度的磷细菌菌剂。     

茄子黄萎病生防内生细菌29-12发酵条件的初步研究

初步探讨茄子黄萎病生防内生性枯草芽孢杆菌29-12的发酵条件,通过培养条件优化及正交试验得出最佳培养基配方为:玉米粉15 g/L、甘薯淀粉5 g/L、豆粕粉15 g/L、蛋白胨8 g/L、MgSO4 0.01%、K2HPO4 0.05%.最佳培养条件为:起始pH值7.5,250 ml三角瓶装液量100 ml,摇瓶速度120 r/min,接种量10%,温度30 ℃.在此条件下培养29-12菌株 84 h,抑菌圈大小为2.12 cm,1 ml含菌量为1.58×109 , 芽孢得率为100%.     

猕猴桃褐腐病生防菌株GMH31发酵条件的优化

利用从药用植物牡蒿(Artemisia japonica)中分离筛选出的1株猕猴桃褐腐病生防菌株GMH31,采用含毒介质平板法进行抑菌试验,通过单因子试验和正交试验,对该菌株的最适发酵培养基成分(包括碳源、氮源、无机盐离子、微量元素)及发酵条件(包括发酵时间、温度、pH、转数、装液量、接种量)进行了优化。结果显示:尤韦可拟盘多毛孢菌株GMH31培养基组分最佳配比为麦芽糖35 g/L、氯化铵12 g/L、K_2HPO_40.1 g/L、甘氨酸0.015 g/L,最佳发酵条件为培养时间14 d、培养温度26℃、初始pH 6.0、摇床转速120 r/min、250 m L装液量100 m L、接菌量为装液量的6%。在最佳发酵培养基和培养条件下,GMH31菌株发酵滤液对猕猴桃褐腐病菌的抑制率提高了16.45%。     

烟草黑胫病拮抗菌HZ15的发酵条件优化

采用平板对峙法研究了烟草黑胫病菌的拮抗菌铜绿假单胞菌HZ15菌株对烟草疫霉的抑菌活性;以HZ15菌株发酵液的细菌浓度即在波长600 nm处的OD值为指标,采用单因素试验和正交试验对HZ15菌株的基础发酵培养基和发酵条件进行了优化。结果表明:HZ15菌株的发酵培养以YSP培养基(其组分为蛋白胨10 g/L、酵母膏5 g/L、蔗糖20 g/L、蒸馏水1 L)为最适的基础培养基,以蔗糖为最佳碳源,以蛋白胨为最佳氮源;最佳发酵条件为pH 7、温度36℃、光照时间12 h/d、发酵时间48 h、装液量40 mL/250 mL、转速220 r/min、接菌量2.5%。优化后的培养基和发酵条件提高了HZ15菌株的培养效率,节约了发酵成本。     

酿酒酵母发酵条件与培养基组成的优化研究

在单因素试验的基础上,进一步采用正交试验,对一株用于发酵饲料的酿酒酵母菌株进行了培养条件和培养基组成的优化试验。试验结果表明,该酿酒酵母菌株的最佳发酵条件为:接种量8%,培养基初始pH值6.5,转速250 r/min,发酵温度30℃,装液量20%,发酵时间30 h;最佳发酵培养基组成为:葡萄糖20 g/L,蛋白胨7.5 g/L,酵母粉7.5 g/L,磷酸二氢钾0.156 g/L,七水硫酸镁0.496 g/L。在上述发酵条件和发酵培养基下进行发酵,酿酒酵母活菌数可达8.4×108 CFU/mL。     

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。     

出芽短梗霉菌PA-2发酵培养基及发酵条件优化

[目的]优化出芽短梗霉菌(Aureobasidium pullulans)PA-2菌株产孢发酵培养基和发酵条件,以提高PA-2菌株的产孢量,为该菌的开发和生产应用提供理论依据.[方法]以PA-2菌株发酵液中的产孢量为检测指标,采用单因子优化PA-2菌株发酵培养基和最佳发酵条件,通过中心组合设计(Central composite design,CCD)筛选培养基成分最佳配比;用PA-2菌株制成可湿性粉剂用于杂草藜田间防除试验.[结果]经优化后,PA-2菌株产孢最佳培养基配方为葡萄糖84.60 g/L、大豆粉46.35 g/L、NaCl 2.59 g/L、MgSO40.52 g/L、KCl 0.78 g/L、K2HPO46.50 g/L、(NH4)2SO40.52 g/L;最佳发酵条件为pH 7、温度25℃、装液量60 mL/250 mL、转速180 r/min、接种量8%、培养时间120 h.田间防除试验结果表明,PA-2可湿性粉剂对杂草藜的鲜重防效最高可达75.0%.[结论]优化后的培养和发酵条件可有效提高PA-2菌株的产孢量,降低发酵成本,适合发酵放大试验及相关剂型的开发研究;可采用PA-2菌株生产菌剂应用于杂草防除.     

枯草芽孢杆菌B-332菌株发酵条件的研究(英文)

[目的]探明生防菌株枯草芽孢杆菌B-332的发酵条件及培养基配方。[方法]采用单因素和正交试验设计,通过摇瓶培养对枯草芽孢杆菌B-332菌株的发酵培养基和培养条件进行优化。[结果]最适培养接种时间为18h,优化后的培养基配方为:豆饼粉0.60g/L、蔗糖0.25g/L、硫酸铵0.07g/L、柠檬酸三钠0.03g/L、磷酸氢二钾0.003g/L、硫酸镁0.005g/L、硫酸亚铁0.0005g/L;发酵条件为:温度30℃、摇床转速180r/min、摇瓶装量80ml/500ml。在该综合条件下,发酵后的芽孢数为1.43×1011cfu/ml,比初始条件的芽孢总数4.03×109cfu/ml提高了34.48倍。[结论]该研究为枯草芽孢杆菌B-332菌株的工厂化打下了基础。     

一株净水枯草芽孢杆菌发酵条件的优化

研究针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。枯草芽孢杆菌的发酵培养基通过实验室摇床实验筛选出较适宜于本株枯草芽抱杆菌菌株发酵的培养基配方(g/L):蔗糖5g、淀粉3g、豆粕30g、尿素1g、磷酸氢二钾3g、磷酸二氢钾1.5g、硫酸镁0.5g、酵母膏0.2g、氯化铁0.1g、碳酸钙0.1g、3.08%硫酸锰0.2ml。发酵温度32℃,初始p H 7.0,摇床转速220rpm/min,接种量7%。获得的菌体数量约为138亿/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。     

海水养殖甲壳类动物幼体益生菌N6发酵条件的优化研究

[目的]优化海水养殖甲壳类动物幼体益生菌A.isolate N6的发酵条件。[方法]通过单因子和多因子正交试验,对菌株N6的培养基成分及发酵条件进行了优化。[结果]最佳发酵条件为：葡萄糖6.0 g/L,硫酸铵6.0 g/L,酵母膏1.5 g/L,NaCl 1.0 g/L,初始pH7.2,摇床转速180 r/min,接种量3%,温度26℃,培养周期24 h,得到的活菌数达到2.34×1011 cfu/ml,比优化前提高了129%。[结论]为该益生菌制剂的研制及推广应用奠定了基础。     

抗水稻细菌性条斑病芽孢杆菌菌株的选育

[目的]分离筛选得到抗水稻细菌性条斑病芽孢杆菌菌株,并进行鉴定,最后优化其产芽孢发酵条件。[方法]采用牛津杯法测定菌株拮抗能力,通过单因素试验对培养基成分和培养条件进行优化,利用Plackett-Burman试验筛选出3个显著影响因子,最后利用响应面法确定显著因子的最佳组合浓度。[结果]菌株JF48对细菌性条斑病菌的抑菌圈直径达(37±3)mm,经鉴定为解淀粉芽孢杆菌,其最佳产芽孢发酵条件为玉米粉14.69 g/L,豆粕粉9.54 g/L,Ca Cl22.00 g/L,Na Cl 5.00 g/L,Mg SO41.00 g/L,装液量50/250 m L,转速为200 r/min,初始pH 7.5,温度38℃,接种量1.0%,最高芽孢产量为3.6×109cfu/m L,与优化前相比提高了105倍。[结论]菌株JF48对细菌性条斑病具有很强抗性,响应面法有效提高了其芽孢产量。     

副干酪乳杆菌FM-LP-4菌株的高密度培养条件优化

为提高来源于新疆骆驼酸奶中具有较高抗氧化活性的副干酪乳杆菌FM-LP-4菌株在发酵培养液中的菌体密度。利用单因素试验、正交试验对MRS(de Man,Rogosa and Sharpe)培养基的碳源、氮源、营养因子以及培养条件进行优化。结果表明,副干酪乳杆菌FM-LP-4菌株的最佳增殖培养条件是培养温度为34℃、接种量为3%,初始pH值为6. 8;最佳培养基配方为30 g/L葡萄糖、35 g/L胰蛋白胨、60 g/L番茄汁,其他成分与MRS培养基基本配方一致。在优化后的培养基和培养条件下培养18 h,FM-LP-4菌株菌体D600 nm提高18. 14%,为该菌株的投式发酵剂制备和产品开发提供了试验依据和技术支持。     

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)XZ-1发酵条件的优化

采用单因素试验和正交试验,对解淀粉芽孢杆菌菌株XZ-1的发酵培养基成分和发酵条件进行了优化。结果表明:XZ-1的发酵培养基的最佳碳源、氮源和无机盐分别为糊精、蛋白胨和氯化钾;其培养基最佳组分为糊精10 g/L,蔗糖5 g/L,蛋白胨10 g/L,氯化钠7 g/L;最佳发酵培养条件为培养基初始p H值6,发酵温度27℃,发酵时间36 h,装液量100 m L/250 m L,接种量3%,转速150 r/min。     

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)XZ-1发酵条件的优化

采用单因素试验和正交试验,对解淀粉芽孢杆菌菌株XZ-1的发酵培养基成分和发酵条件进行了优化。结果表明:XZ-1的发酵培养基的最佳碳源、氮源和无机盐分别为糊精、蛋白胨和氯化钾;其培养基最佳组分为糊精10 g/L,蔗糖5 g/L,蛋白胨10 g/L,氯化钠7 g/L;最佳发酵培养条件为培养基初始p H值6,发酵温度27℃,发酵时间36 h,装液量100 m L/250 m L,接种量3%,转速150 r/min。     

发酵猪血菌株X-17发酵条件优化

为有效提高猪血的利用开发率,采用液体发酵方法,以猪血水解度为测试指标,从屠宰场污水池中分离得到1株降解猪血蛋白能力较强的菌株X-17,并采用单因素试验和正交试验对X-17菌株培养基和发酵条件进行优化。获得其最佳培养基配方:玉米粉10 g/L,磷酸氢二钠1 g/L,硫酸镁0.5 g/L;最优发酵条件:接种量4%、培养温度37℃、培养基起始p H 7.0、发酵时间60 h。X-17通过最优条件发酵猪血后,水解度达18.52%,可溶性蛋白含量提高了181%,氨基态氮含量增加106%。     

饲用枯草芽孢杆菌JY24发酵条件的优化

为JY24菌株的中试生产和产品研发提供理论依据,采用单因素试验与正交试验相结合的方法筛选JY24菌株摇瓶培养条件和培养基成分,并在此基础上优化培养基成分。结果表明:JY24菌株发酵条件为转速240r/min,温度35℃,初始pH 7.0,装液量10%,接种量3%,发酵时间36h;最佳培养基组成为蔗糖12.0g/L+酵母膏12.0g/L+磷酸二氢钾1.25g/L+氯化钙0.22g/L+硫酸镁0.30g/L。在此条件下,发酵液活菌数达1.73×10~(10)CFU/mL。