响应面法优化巨大芽孢杆菌产纤维素酶发酵条件

【目的】为了解决纤维素酶发酵工业产量低、生产成本高等问题,加快纤维素酶工业化应用的步伐。【方法】采用5L发酵罐,利用响应面分析法(RSM)对基因工程菌WH320-pHIS1525-G7从接种量、木糖流速及流加时间进行产酶优化。【结果】确定其发酵工艺为:17.62%的接种量,温度37℃,pH 7.0,罐压0.03⁰.05 Mpa,转速300r/min,0.41g/(L·h)的速度流加木糖11.33h,发酵过程中控制溶氧浓度≥30%。【结论】在该发酵条件下测得纤维素酶活力为2.152U/mL,比优化前摇瓶发酵酶活力提高了2倍,可为工业化生产纤维素酶提供依据。     

响应面法优化紫云英根瘤菌发酵条件

在摇瓶培养条件下,采用响应面法对紫云英根瘤菌的发酵条件进行优化。以单因素试验确定的蔗糖浓度、酵母膏浓度、初始pH值为自变量,以根瘤菌活菌数为响应值,利用Box-Behnken试验设计原理及Design Expert 8.0软件进行回归分析,得到紫云英根瘤菌最佳发酵条件,即蔗糖浓度2.19%,酵母膏浓度0.9%,初始pH值6.89,该条件下,根瘤菌活菌数为20.533亿CFU/mL。通过3次平行试验验证表明,在优化后的发酵条件下根瘤菌活菌数实测值为20.497亿CFU/mL,与预测值相对误差为0.2%,表明模型拟合效果良好。     

响应面法优化乳酸乳球菌Z103菌株产抑菌物质的发酵条件

以分离于高原酸奶中的乳酸菌Z103为研究对象,通过单因素试验确定蔗糖、大豆蛋白胨、酵母浸膏、MgSO4、NaCl、牛肉膏、Na2 HPO4、(NH4)2 SO4、装液量、接种量、发酵温度和pH值对产抑菌物质活力的影响,应用响应面法的Box-Behnken设计对产抑菌物质发酵条件进行优化.结果表明,当发酵液pH值7.0、...     

云芝糖肽发酵条件的响应面法优化试验

云芝糖肽对烟草花叶病毒TMV有显著的抑制作用,是一种重要的抗病毒物质。为提高杂色云芝菌液态发酵多糖产量,通过响应面法优化杂色云芝菌液体发酵条件,得到最佳发酵条件:初始pH6.5、装液量100 mL·250 mL^-1、接种量10%、温度27℃、7 d、200 r·min^-1。优化后杂色云芝菌液体发酵的生物量为10.82 g·L^-1,胞外多糖为1.98 g·L^-1,较优化前生物量提升2.06倍,胞外多糖提升2.33倍。优化后多糖产量有大幅提高,可为进一步工业化应用提供技术参数。     

鼠李糖乳杆菌产细菌素条件优化及抑菌活性研究

【目的】为提高分离自藏灵菇的鼠李糖乳杆菌zrx01产细菌素的能力,对其产细菌素的发酵条件进行优化,并分析其抑菌活性。【方法】采用单因素试验,分析鼠李糖乳杆菌zrx01产细菌素的最适发酵条件,即发酵时间、温度、培养基初始pH值、接种量等4个因素对其产细菌素能力的影响,在此基础上利用Box-Behnken法设计四因素三水平正交试验进行响应面优化,利用优化条件提取细菌素并对大肠杆菌进行抑菌试验。【结果】响应面法优化的鼠李糖乳杆菌zrx01产细菌素的最佳发酵条件为发酵时间20h、发酵温度35℃、培养基初始pH 6.5、接种量2.5%(体积比),此时细菌素的相对效价为(242.02±10.24)AU/mL,比优化前的相对效价(118.40±10.36)AU/mL提高了104.41%。获得的发酵上清液用乙酸乙酯萃取浓缩,作用于大肠杆菌指示菌和鼠李糖乳杆菌zrx018h,鼠李糖乳杆菌zrx01不产生抑菌圈,而大肠杆菌抑菌圈明显。扫描电镜显示,该细菌素对鼠李糖乳杆菌zrx01自身无作用,但可使大肠杆菌的菌体表面形成孔洞,从而抑制大肠杆菌的生长。【结论】分离自藏灵菇中的鼠李糖乳杆菌zrx01所产细菌素,在食品防腐方面具有很好的应用前景。     

响应面法优化枯草芽孢杆菌发酵产低温淀粉酶的工艺条件

枯草芽孢杆菌可以产低温淀粉酶,为了提高低温淀粉酶的酶活力,采用响应面法优化枯草芽孢杆菌发酵产低温淀粉酶的工艺条件.在单因素试验的基础上,确定对酶活力影响较大的三个因素,即:最适温度、最适pH值、金属离子.以酶活力为响应值,进行响应面法优化,并验证优化方案.试验结果表明,低温淀粉酶酶活的优化参数为:最适反应温度为30℃,最适pH值为6.0,对酶活力激活作用最强的金属离子为Ca2+,浓度为0.01 mol/L,在此条件下,低温淀粉酶活力为32.67 U/mL,与模型拟合度高.     

响应面法优化腌制芥菜发酵工艺的研究

以叶用芥菜为原料,采用接种乳酸菌的方式腌制芥菜,优化食盐添加量、接种量、起始pH值和发酵时间,运用响应面分析方法,筛选出腌制芥菜发酵工艺最佳参数。结果表明,腌制芥菜的最佳发酵工艺条件为食盐添加量4.37%、接种量3.72%、起始pH值5.21、发酵时间7.46d,在此条件下腌制芥菜的亚硝酸盐含量仅为1.95mg/kg,总酸含量为0.51g/100g,感官评分为93.50分。     

产脂肪酶菌株的筛选、鉴定及响应面法优化发酵条件

从土壤中分离纯化出高产脂肪酶的菌株,通过在360nm紫外光下比较罗丹明B(Rhodamine B)筛选培养基中荧光圈的大小后得到7株菌株。利用对硝基苯酚-分光光度法测定目的菌株的酶活大小对菌株进行复筛,最终得到一株酶活较高的菌株Youzh-1,经细菌形态观察,16S rRNA序列分析,确定其为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens strain ORTB3)。对此菌株进行发酵条件的优化,首先对发酵条件进行单因素的优化,在单因素实验的基础上对Youzh-1设计Box-Behnken实验进一步优化培养基最终得到最优发酵条件为葡萄糖18.825g/L、牛肉膏25.98g/L、,氯化钠10g/L、硫酸镁0.1g/L、磷酸二氢钾0.5g/L、橄榄油乳化液12ml/ml,在温度41℃、pH6的条件下进行发酵实验验证,经过测定发现其脂肪酶粗酶酶活为79.87U/ml,相比初始酶活37.67U/ml提高了112%。这为脂肪酶的工业化生产提供了理论依据。     

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。     

响应面法优化绿色木霉H06产孢培养条件

在单因素试验的基础上,采用响应面法(response surface methodology,RSM)对绿色木霉菌H06菌株产孢培养条件进行了优化.首先利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响产孢的3个主要因素:装液量、接种量和培养温度.在此基础上运用最陡爬坡路径法逼近最大响应值区域,最后利用响应面分析法确定主要因子之间的交互作用及最佳条件.结果显示,绿色木霉H06菌株的最佳发酵条件为:转速200 r/min,装液量74.70 mL/250mL,接种量5.83％,pH 7.5,温度29.50℃,培养时间72 h,菌龄48 h.H06菌株最大理论孢子含量为7.64×109个/mL.经3次平行试验验证,实际平均孢子含量与预测孢子含量相近,比之前的孢子含量提高133％.     

应用响应面法优化乳酸乳球菌DU101发酵培养基

应用响应面法对乳酸乳球菌DU101发酵产生乳链菌肽(Nisin)的培养基进行了优化。首先采用Plackett-Burman设计对培养基中8个相关影响因素的效应进行了评价。结果表明,葡萄糖和无水乙酸钠两个因素对Nisin效价影响显著。然后根据中心组合设计和响应面分析确定了上述两个主要影响因素的最佳浓度,得到优化的发酵培养基组成为:玉米浆5 g.L-1,葡萄糖6.57 g.L-1,柠檬酸铵3 g.L-1,K2HPO4 2 g.L-1,无水乙酸钠7.11g.L-1,MgSO4.7H2O 0.2 g.L-1,MnSO4.H2O 0.05 g.L-1,吐温80为2 mL.L-1。在此条件下,发酵液中Nisin效价达到1 564 IU.mL-1,比优化前提高了12.6%。     

响应面优化猪粪、牛粪与玉米秸秆混合发酵工艺

【目的】研究猪粪、牛粪与玉米秸秆混合原料厌氧发酵的最佳工艺条件。【方法】采用单因素试验考察了猪粪与牛粪的混合比例(质量比)、粪秆比(猪粪和牛粪总量与玉米秸秆干物质质量比)、总固体质量分数3个因素对厌氧发酵过程累积产气量的影响,并在此基础上通过Box-Behnken试验设计及响应面分析对厌氧发酵工艺进行优化。【结果】在单因素试验中,当猪粪与牛粪混合比例为1∶1,粪秆比为1.86∶1及总固体质量分数为11%时,累积产气量均较高。猪粪、牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵的最佳工艺条件为:猪粪与牛粪混合比例为1.06∶1、粪秆比为2.94∶1、总固体质量分数为10.68%。【结论】在猪粪、牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵的最佳工艺下,累积产气量可达17 170mL。     

Plackett-Burman设计和响应面法优化单宁酶固态发酵培养基

通过优化单宁酶固态发酵培养基组成,以期最大程度提高产酶活力.首先采用Plackett-Burman设计对固态发酵培养基组分进行重要性筛选,并确定可显著影响单宁酶活力的3种组分:麸皮、水及单宁酸.通过最速上升试验接近最大响应区域后,再经中心组合设计响应面试验建立二次回归模型,发酵培养基最优组成确定为:麸皮9.23 g,水0.78 mL,单宁酸0.76 g,NH4NO31.20 g,MnCl2 0.024 g,NaCl 0.004 g,MgSO4·7H2O0.004 g,KH2PO40.004 g.在此条件下发酵单宁酶,酶活力达462.72 U/mL,与模型预测值467.57 U/mL非常接近.结果表明,利用Plackett-Burman设计和响应面法优化单宁酶固态发酵培养基非常有效.     

基于响应面法优化玉米秸秆酶解条件

以蒸汽爆破玉米秸秆为原料,基于Box-Behnken试验设计,选取MgSO4、吐温80(Tween80)和牛血清白蛋白(BSA)作为酶解体系添加物,采用响应面法优化了玉米秸秆的酶解条件,并建立了数学模型.结果表明,在玉米秸秆酶解体系中,分别添加质量浓度为0.62mg·g-1MgSO4(底物),53.0mg·g-1Tween80(底物),0.48mg·g-1BSA(底物),48h糖化后,还原糖质量浓度从60.05g·L-1提高到73.64g·L-1,比对照提高了22.63％,糖化率质量分数达到理论值的85.38％,并验证了数学模型的有效性,获得较高的还原糖质量浓度.表明添加适量的化学物质,可以显著提高还原糖质量浓度.     

响应面法优化瓜儿豆胶提取工艺

以瓜儿豆(Cyamopsis tetragonoloba(Linn.)Taub.)种子为原料,在单因素试验的基础上,选定料液比、浸提温度和p H进行中心组合试验,利用响应面法优化瓜儿豆胶的提取工艺.结果表明,瓜儿豆胶的优化提取工艺条件为:p H 4.0,52℃,料液比1∶30 g/m L,验证试验表明,瓜儿豆胶的提取率实际值为30.3%,与预测值(30.6%)接近.     

响应面结合主成分分析优化菜籽粕固态发酵工艺

以硫代葡萄糖苷(硫苷)降解率、粗蛋白含量和菜籽小分子蛋白得率为发酵菜籽粕品质的评价指标,通过主成分分析得到主成分向量F1,以F1为响应值,进行响应面分析,从而优化枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)BS-012固态发酵菜籽粕的工艺参数。结果表明:菜籽粕固态发酵的工艺参数为接种量4.2%,发酵温度30.1℃,含水率49.9%,发酵时间47.3h;在该条件下获得的发酵菜籽粕其硫苷降解率为60.89%,粗蛋白含量为40.63%,菜籽小分子蛋白得率达15.91%,与各指标单独进行响应面优化相比,差异不显著(P>0.05)。说明采用响应面结合主成分分析的优化方法对发酵后菜籽粕品质的综合优化具有较好的效果。     

响应面优化酶溶性罗非鱼鳞胶原蛋白的提取工艺

为了获得酶溶性罗非鱼鳞胶原蛋白的最佳提取工艺,采用响应面法进行了提取工艺的优化。在单因素试验结果的基础上,根据中心复合设计试验设计原理,以胶原蛋白提取率为优化目标,建立了提取率与酶与底物比、时间、温度、液料比的数学模型。结果表明,酶与底物比、时间、温度对提取率的影响显著,最佳提取工艺为：酶与底物比3.4%、时间4.0 h、温度59℃、液料比35：1,此条件下的提取率为13.12%,与预测值无显著性差异。试验所得到的数学模型为酶溶性罗非鱼鳞胶原蛋白的提取提供了依据。     

利用响应面法优化耐冷纤维素降解菌产内切纤维素酶的发酵条件

为探究1株耐冷纤维素降解细菌HQ产内切纤维素酶的最佳发酵条件,通过测定菌株HQ细胞培养液和超声细胞破碎液的CMCase酶活,确定CMCase为胞外酶。以CMCase酶活为指标,运用Plackett-Burman方法初步筛选出影响CMCase酶活的3个主要因素,即初始pH、接种量和促进因子。以响应面法对菌株HQ发酵条件进一步优化,最终确定菌株HQ较优的发酵条件为:30.0g/L CMC-Na为培养基碳源、40.0g/L 1∶1牛肉膏-蛋白胨为氮源、0.11%吐温-80作为促进因子、初始pH为5.35、最适产酶温度为40℃、接种量为6.42%。在最适条件下摇瓶培养,4d后CMCase酶活可达到32.5U,较优化前提高2.96倍。经16SrDNA序列测定及GenBank序列相似性分析,鉴定HQ为枯草芽孢杆菌亚种(Bacillus subtilis subsp.)。