响应面分析法优化甘薯乙醇发酵条件

以甘薯为原料采用发酵法生产乙醇,用三因素中心组合设计确定适宜的发酵培养基条件。通过响应面法分析料水比、(NH4)2SO4添加量、初始pH及其相互作用对乙醇发酵效率的影响。试验结果表明料水比、料水比和(NH4)2SO4添加量的交互作用及(NH4)2SO4添加量和初始pH的交互作用对乙醇发酵效率有显著影响。优化后的发酵培养基条件为:料水比22:68(w/v),(NH4)2SO4浓度0.65%,初始pH值4.2。在此发酵工艺基础上,乙醇发酵效率(91.35%)比对照提高6.02%,与模型预测值90.25%基本吻合。通过响应面分析得到的模型可以预测甘薯乙醇发酵的最佳培养条件。     

豆乳酒发酵条件优化

该文对豆乳酶解液发酵制酒的酿造工艺进行了初步的探讨,通过单因素试验、正交试验,确定出该产品的最佳生产工艺。结果表明,大豆与水1∶10制成的豆乳中加入12000 U/L的木瓜蛋白酶,pH 7.0,60℃水解6 h,水解液中接种0.15‰葡萄酵母菌,加入18%的蔗糖,用柠檬酸调发酵液pH值3.4,在25～27℃下发酵7～9 d,经陈酿后研制出的豆乳酒风味纯正,酒体丰满,口感、稳定性均较好,不仅含有大豆的营养物质,还有发酵酒的芳香,为充分利用大豆资源开辟了一条新途径。     

利用响应面法优化石榴酒发酵工艺条件

攀枝花的石榴品种繁多,籽粒味甜汁多,为了充分利用这一优势资源,本文进行石榴酒发酵,并对其发酵工艺利用响应面分析法进行优化。以酒精度为指标,考虑发酵温度、二氧化硫添加量、酵母接种量对石榴酒发酵酒精度的影响,然后根据中心组合030x—Benhnken）原理采用三因素三水平的分析法,依据回归确定各工艺条件的影响因素,以石榴酒发酵酒精度为响应面和等高线,分析各个因素的显著性和交互作用,结果表明优化得到石榴酒发酵的最佳工艺条件为二氧化硫添加量51．3mg／kg,酵母菌接种量5．33％,发酵温度24．98℃,酒酒精度的理论值为9．58％。通过响应面分析优化发酵工艺,为今后石榴酒发酵的更进一步开发提供一定的理论依据。     

枯草芽孢杆菌发酵制备花生粕饲料条件优化

长期以来花生粕作为动物饲料得到广泛的应用,为提高其利用价值本文以热榨花生粕作为固体发酵培养基,以加水量、接种量、发酵时间、发酵温度、麸皮含量为变量进行单因素试验,采用响应面分析试验对枯草芽孢杆菌发酵制备花生粕饲料的条件进行优化。结果表明:枯草芽孢杆菌发酵制备花生粕饲料的最佳条件是花生粕18g、加水量20mL、接种量0.44g、发酵时间60h、发酵温度30℃。在此条件下,发酵后产物芽孢杆菌芽孢数较高。     

高密度培养基因工程菌的条件优化

高密度发酵是发酵工业的发展趋势之一。然而，随着发酵规模的扩大，诸多因素影响着基因工程菌的表达和产物形成量的高低。本文分析和介绍了宿主、营养、PH、温度、溶氧、比生长速率等条件对重组蛋白产生的影响及有关的研究进展。     

施氏假单胞菌NRCB010的高密度发酵条件优化

植物根际促生菌是最常用的微生物肥料的菌种来源。施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)因良好的促进作物生长、提高作物抗逆性及降解有机污染物等特性备受关注。以具有减少农田土壤氧化亚氮排放和良好促生特性的施氏假单胞菌NRCB010为研究对象,明确其菌落形态及生理生化特征;以生物量(以OD600值表示)为评价指标,通过单因素优选法确定发酵基础培养基和碳氮源及其浓度,通过正交试验设计和极差分析优化无机盐成分,通过响应面分析法优化发酵培养基配方。结果表明,NRCB010菌落呈圆形、皱褶状、黄色,革兰氏染色阴性,菌体短杆状、长度约2 μm、无芽孢;利用多种碳源、氨基酸和羧酸,具有还原力。改良的金氏B(King′s B)培养基为NRCB010发酵较好的基础培养基;以15 g/L糖蜜+葡萄糖(1∶1,W/W)为碳源、以25 g/L牛肉浸粉为氮源时NRCB010的生物量最高。最优无机盐组合为KH2PO4 1.5 g/L、 MgSO4·7H2O 1.5 g/L和NaCl 2.0 g/L。优化后的最优发酵培养基为糖蜜7.1 g/L、葡萄糖8.5 g/L、牛肉浸粉22.9 g/L、MgSO4·7H2O 1.3 g/L、NaCl 2.0 g/L和KH2PO4 1.0 g/L。使用此优化培养基发酵36 h,NRCB010发酵液的OD600值为11.09,有效活菌数为2.87×1010 cfu/mL。     

不同辅料生物菌剂堆肥发酵层温度变化

该文研究了添加不同辅料猪粪高温(＞60℃)堆肥发酵层的温度变化规律,结果表明随着堆肥发酵时间不同,堆肥高温层的位置和厚度呈动态变化,有明显的变化规律,即：各辅料处理的堆体高温发酵层出现在离顶部20 cm和离底部20 cm之间,高温发酵层厚度随着发酵期而递增。辅料对猪粪生物堆肥过程高温发酵期开始及其厚度、高温发酵期延续时间有显著影响,从辅料对猪粪高温堆肥发酵层温度变化的影响看,猪粪生物菌剂堆肥生产中选用20%左右砻糠和木屑作为辅料较适宜。     

甘薯渣同步糖化发酵生产酒精的工艺优化

为了综合利用甘薯淀粉工业废渣,本研究以甘薯渣为原料发酵生产酒精,并对其同步糖化发酵工艺(SSF)进行优化。研究同步糖化发酵时影响酒精发酵工艺的9个因素,采用Plackett-Burman试验设计筛选出显著因素,并在筛选结果的基础上,用最陡爬坡途径逼近最大响应区域,然后利用响应面分析法确定其最佳参数。结果表明,影响酒精发酵工艺的显著因素为糖化酶、接种量和发酵温度。酒精发酵优化最佳参数为:α-淀粉酶8U/g,液化时间1.5h,液化温度90℃,硫酸铵质量分数0.15g/100g,pH值4,发酵时间36h,糖化酶151U/g,接种量0.3%,发酵温度36℃。在此条件下,验证试验得到的酒精体积分数达到17.15%,接近理论预测值16.95%。优化后的工艺可为甘薯渣同步糖化发酵生产酒精提供技术参考。     

甘薯渣制备低聚糖发酵条件的优化

为了研发利用薯渣制备低聚糖工艺,以甘薯渣为原料,对Streptomyces.sp菌株发酵制备低聚糖的条件进行了优化。采用单因素试验,研究接种量、起始pH、发酵时间、料液比、发酵温度对低聚糖产量的影响,结果表明影响产量的关键因素为起始pH、发酵时间、发酵温度。以低聚糖产量为响应值,根据BoxBehnken中心组合设计原理采用三因素三水平的响应面分析法进行最佳条件的优化,结果表明:当起始pH值4.88,发酵时间104.97 h,发酵温度29.44℃,低聚糖的产量最高,为6.288μg·mL-1,在此条件下实际低聚糖的产量为(6.269±0.1)μg·mL-1。采用发酵法制备低聚糖方法切实可行,为进一步研究甘薯渣资源利用奠定了理论基础。     

Bacillus subtilis γ-DES36纤溶酶发酵条件的优化研究

以高活性纤溶酶突变株Bacillus subtilis γ-DES36为发酵菌株,研究其纤溶酶液体发酵的最佳工艺条件。通过对不同接种量、碳源、氮源、碳氮比、表面活性剂、金属离子等单因素研究,使用麦芽糖和胰胨时纤溶酶活性达2900 IU/mL左右。为了降低成本,使用廉价的碳氮源麸皮和豆粕粉。正交试验得到该菌株产纤溶酶的优化液体发酵条件为：麸皮1%,麦芽糖1%,胰胨0.25%,豆粕粉1.5%,吐温40 0.15%,酵母膏0.1%,K₂HPO₄ 0.25%,KH₂PO₄ 0.1%,复合无机盐0.2 mL/(100 mL),接种量1%,发酵液纤溶酶酶活达到2300 IU/mL。     

乳酸菌发酵技术脱除大米粉中镉的工艺优化

为了解决镉超标精米的利用问题,该试验以镉质量分数为0.6479 mg/kg的精米为原料,尝试用乳酸菌发酵技术脱除大米粉中的重金属镉,并对发酵工艺进行了优化研究。通过对比试验确定发酵菌种为植物乳杆菌和戊糖片球菌(2∶1,体积比)的混合菌,并通过单因素试验分析了大米粉粒度、发酵温度、发酵时间和接种量对镉的脱除率的影响。在固定大米粉粒度为40目的条件下,利用响应面法优化并确定的工艺参数为:发酵温度40.8℃、发酵时间23.4 h、接种量3%。在此条件下,大米粉中镉的脱除率达85.73%,在发酵后的大米粉中,镉的残留量为0.0925 mg/kg,低于国家限量标准(0.2 mg/kg)。该研究结果能有效地缓解镉超标精米的利用问题以及为工业生产提供参考数据。     

苹果酒酵母融合子W1发酵工艺参数的优化研究

该文利用所构建的苹果酒的模糊综合评判模型,以评判结果为目标,采用响应界面法研究了苹果酒发酵的规律,建立了优质苹果酒发酵的二次多项式数学模型,同时验证了模型的有效性,并考察了接种量、初始pH值和发酵温度对苹果酒品质的影响,优化出最佳发酵工艺参数为接种量5.33%、初始pH值3.37、发酵温度22.14℃。     

蓝藻厌氧发酵产沼气机械搅拌工艺优化及中试验证

在蓝藻厌氧发酵过程中,由于蓝藻密度较小,容易在反应器中上浮而结壳,从而降低反应器产气效率。该文以蓝藻为原料,研究机械搅拌对其厌氧发酵产沼气的影响。分别选取不同的搅拌周期、搅拌持续时间及搅拌强度3个因素,在试验的基础上采用响应曲面法确定蓝藻厌氧发酵产气的最佳搅拌因素,为蓝藻厌氧发酵产沼气技术应用提供技术参数。以模拟得到的二次多项式回归方程,从而预测得到蓝藻最佳搅拌条件为:搅拌周期6 h、搅拌持续时间20 min/次、搅拌强度56 r/min。中试中,在最佳搅拌条件下,蓝藻的比产气速率、比产甲烷速率最大,分别为0.39、0.236 L/(L·g)。研究发现:搅拌强度对蓝藻厌氧发酵产沼气影响最大,搅拌周期其次,搅拌持续时间最小;搅拌强度过大、搅拌频繁将会破坏适于特定厌氧微生物生长的微环境,使系统中不同种属厌氧微生物的协同作用受到局部破坏,反应器中污泥的蛋白酶、脱氢酶及辅酶活性下降,产气率降低;搅拌强度小、搅拌周期长,蓝藻容易上浮,与污泥中微生物接触有效接触减少,蓝藻转换效率低,微生物活性降低。适当的搅拌混合可以破坏蓝藻上浮结壳,同时提高蓝藻与微生物之间接触效果及产气效率。     

基于氨基酸组成的黄酒酒龄电子舌鉴别

该研究采用电子舌结合化学计量学方法用于黄酒酒龄的快速鉴别。为确证黄酒样品酒龄,采用氨基酸分析仪分析了1年陈、3年陈和5年陈黄酒中20种氨基酸,并利用主成分分析（principal component analysis,PCA）对氨基酸数据进行了分析。采用电位型电子舌采集了不同酒龄黄酒样品的味觉指纹信息,并采用判别分析（discriminant analysis,DA）方法结合味觉指纹信息建立黄酒酒龄快速鉴别模型。采用偏最小二乘法（partial least squares regression,PLSR）建立电子舌响应信号与氨基酸含量之间的相关关系。氨基酸数据结合PCA分析表明所有样品均标注正确;电子舌结合DA所建黄酒酒龄鉴别模型可将3个年份预测集样品正确区分;异亮氨酸（Ile）、天门冬氨酸（Asp）、酪氨酸（Tyr）和缬氨酸（Val）与电子舌相关性高,模型的相对分析误差（Residual predictive deviation, RPD）高于2。研究表明电位型电子舌结合判别分析是黄酒龄鉴别的稳健方法。     

柿果醋醋酸发酵工艺参数优化研究

为了探索柿子原浆果醋的发酵规律,给柿果醋的生产提供理论依据.以水柿为原料,采用响应面法对柿果醋醋酸发酵过程的工艺参数(发酵温度、醋酸菌接种量和发酵时间)进行优化.结果表明,醋酸菌接种量、发酵时间对柿果醋醋酸含量有极显著影响(P＜0.01),发酵温度对后者影响不显著.优化出最佳工艺参数为发酵温度33.1℃,醋酸菌接种量0.56‰,发酵时间110 h,在此工艺条件下柿果醋醋酸含量可达4.928 g/(100 mL).多元回归分析结果显示,发酵温度、醋酸菌接种量、发酵时间与醋酸含量之间回归模型高度显著,可用于实际生产预测.     

甜高粱茎汁及茎渣同步糖化发酵工艺优化

为了提高甜高粱秸秆乙醇生产中茎汁和茎渣的利用,以甜高粱茎汁及其渣为发酵原料,对茎汁茎渣混合原料同步糖化乙醇发酵的工艺条件进行优化研究。采用Plackett-Burman(PB)筛选设计试验筛选出影响甜高粱茎秆渣汁同步糖化乙醇发酵的显著因素。采用响应面法建立了同步糖化发酵乙醇生产的乙醇产量数学模型。根据该模型进行了工艺参数的优化,以乙醇产量为指标,试验所得甜高粱茎秆渣汁同步糖化化乙醇发酵的优化工艺条件为:发酵温度36.58℃,混合纤维素酶添加量=23.5(FBU/m L)/35.25(CBU/m L),甜高粱渣汁质量体积比为8.2%,理论预测乙醇产量为89.2%,在此条件下进行验证试验,乙醇产量为88.98%,平均质量浓度,验证了数学模型的有效性,为提高甜高粱茎汁及茎渣混合原料同步糖化发酵产乙醇和提高发酵效率提供参考。     

奶牛粪便与秸秆混合发酵过程通风工艺优化

通风是影响好氧发酵的重要技术参数,但目前对于奶牛粪便好氧发酵通风缺乏系统研究,导致发酵后物料质量参差不齐,为优化奶牛粪便好氧发酵过程中的通风参数,该研究采用响应曲面法,以通风速率、通停比、通风时间为3因素,通过中心组合试验设计方法(Box-Behnken Design)设计17组试验,以含水率和病原菌去除效率为响应值,...     

滴灌梯形迷宫滴头流道水力性能的响应曲面法优化

滴灌滴头水力性能优化是滴灌技术不断发展的需要。采用响应曲面法研究了梯形迷宫滴头流道的流道宽度、长度、深度、转角和流道单元数等5个关键参数对滴头水力性能（流态指数和流量系数）的影响与最佳水平。试验结果表明,所测试梯形迷宫滴头最优流道宽度、长度、深度、转角和流道单元数分别为1.55 mm、2.33 mm、1.55 mm、46.32°和20,优化后滴头的流态指数为0.4993、流量系数为0.4441,较优化前流态指数提高了5.624%,滴头水力性能得到了改善。