利用响应面法优化泰乐菌素发酵培养基

采用响应面法对弗氏链霉菌发酵产泰乐菌素的培养基进行优化。首先用Plackett-Burman法对11个培养基因素进行筛选,结果发现,三个对泰乐菌素效价影响较大的重要因素分别为鱼粉、黄豆饼粉、油,然后进行最陡爬坡实验逼近最佳响应面区域,最后通过Box-Behnken设计,利用Design-Expert V8．0．5软件进行回归分析,得到各因素的最佳浓度,并验证响应面预测值与实测值的一致性。结果表明,在鱼粉10．64 g/L、黄豆饼粉14．69 g/L、油58 g/L的最优培养基下,泰乐菌素的产量可达14915 U/mL,实测值与响应面预测值拟合良好,说明通过响应面实验设计对泰乐菌素发酵培养基的优化是有效的,比优化前提高了15％。     

氮源、碳源影响红色糖多胞菌发酵的研究

为进一步提高红色糖多胞菌发酵水平,采用Plackett-Burman法、最陡爬坡实验和Box-Behnken设计,针对不同氮源、碳源进行摇瓶发酵研究,并利用Minitab 15软件进行二次回归分析。结果表明,淀粉、糊精、玉米浆和黄豆饼粉对红霉素发酵效价影响较大,通过响应面法得到优化发酵培养基最佳组成为:淀粉52.3 g/L、糊精14.0 g/L、黄豆饼粉45.3 g/L、玉米浆14.6 g/L。在最优培养基下,红霉素的产量达到7764 U/m L,比优化前提高了12%。     

吸水链霉菌BS-112菌株产生抗家蚕病原真菌活性物质的发酵培养基配方优化

为了开发利用吸水链霉菌BS-112菌株产生的抗真菌活性物质防治家蚕真菌病,在单因素试验基础上通过正交试验优化BS-112菌株分泌产生抗真菌活性物质的发酵培养基配方。优化后的最佳发酵培养基配方为:18.0g/L葡萄糖,12.0g/L玉米粉,35.0g/L黄豆饼粉,0.4g/LKH2PO4,0.8g/LMgSO4。优化发酵培养基配方后的菌株发酵液对家蚕病原绿僵菌的抗菌效价达到4916.85μg/mL,较基础培养基提高了3.08倍。分别以价格低廉的玉米粉和豆饼粉作为发酵培养基的缓效碳源和有机氮源,有利于该菌株在蚕用抗生素产业化开发的应用。     

响应面法优化冬虫夏草菌产多糖液体发酵培养基

本试验应用响应面法对冬虫夏草菌CC-10液体发酵培养基进行优化,以提高胞内多糖含量同时降低生产成本。试验以多糖含量为响应值,先通过单因素试验确定最适碳源和氮源,采用Plackett-Burman试验从7个培养基组分中筛选出主要影响因素,爬坡试验逼近最佳响应值区域,最终通过Box-Behnken Design和响应面分析确定主因素的最优浓度。结果表明:冬虫夏草菌CC-10产多糖的最适碳源为麦芽糖,最适氮源为蛋白胨,综合菌株生长特性和生产成本,选择葡萄糖、麦芽糖组合碳源和蛋白胨、豆饼粉组合氮源;确定葡萄糖、麦芽糖、蛋白胨3个主因素,得到最优的产多糖培养基为葡萄糖9.3 g/L、麦芽糖18.8 g/L、蛋白胨6.1 g/L、豆饼粉4 g/L、KH_2PO_41 g/L、MgSO_40.5 g/L、核黄素0.5 mg/L。优化后的多糖含量为4.23%,是优化前的2.06倍。试验为后续大规模发酵生产提供理论参考。     

新型γ-氨基丁酸发酵培养基配方优化

利用响应面分析法对γ-氨基丁酸(GABA)发酵培养基进行优化,通过二水平正交试验观察葡萄糖、玉米浆、豆饼粉、K_2HPO_4、吐温-80、初始pH值以及谷氨酸钠(MSG)对酵母菌发酵产生GABA的影响。结果显示,最佳培养基配方为(g/L):豆饼粉26、玉米浆10、K_2HPO_410、葡萄糖9、MSG 5、初始pH值6.8,在此优化的培养基中菌株的GABA质量浓度提高了近4倍,达到3.63 g/L。     

响应面法优化畜禽用凝结芽孢杆菌发酵培养基

为了获得最佳发酵培养基,提高凝结芽孢杆菌液体发酵水平,在单因素试验优化基础上,采用Plackett-Burman设计确定淀粉、大豆粉和鱼粉混合物(质量比2∶1)和磷酸氢二钾为凝结芽孢杆菌液体发酵水平的显著影响因素,通过最陡爬坡路径试验、中心组合设计和响应面分析法确定最优培养基组成。试验结果表明,最优培养基组成为淀粉10.6g/L、大豆粉13.5g/L、鱼粉6.7g/L、磷酸氢二钾2.72g/L、磷酸二氢钠0.312g/L、碳酸钙0.2g/L、一水硫酸锰0.169g/L、硝酸钠0.34g/L和七水硫酸镁0.74g/L。在最佳培养基组成条件下,液体发酵活菌数达67×108 CFU/mL。     

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。     

响应面法优化地衣芽孢杆菌S6产角蛋白酶培养基

试验利用响应面法对地衣芽孢杆菌S6产角蛋白酶的培养基进行优化.单因素试验表明:(K2HPO4/KH2PO4)、NaCl和MgSO4最佳水平分别为1.4/0.7、0 3和0.1 g/L,响应面优化地表芽孢杆菌S6培养基最佳组成为麦芽糖0.03 mol/L、半胱氨酸0.02 mol/L和生物素28.17μg/L,与基础发酵培养基相比,角蛋白酶活力最高值提高了2 822 4倍,为210.55 U/mL.     

一株枯草芽孢杆菌的鉴定及液体发酵工艺优化

从鸡肠道筛选出一株菌,命名为DY032,经16S r DNA分子鉴定和系统发育分析,该菌种为枯草芽孢杆菌。在摇瓶发酵条件下,采用单因素试验,对菌株DY032的培养基配方进行优化,确定了影响发酵液菌体数和芽孢数的5个因素,分别为淀粉、鱼粉、豆饼粉、MnSO_4·H_2O和CaCO_3,其适宜浓度分别为20、10、10、0.05、0.05 g/L,进一步通过L_(16)(4~5)正交试验确定以上5因素的最佳配比。为放大培养,在最优培养基基础上,利用10 L发酵罐,采用L_9(3~4)正交试验设计,以芽孢数为指标,对菌株DY032的培养温度、pH值、搅拌转速、通气量4个条件进行优化。结果表明:菌株DY032培养基最优配方为:淀粉16 g/L,鱼粉10 g/L,豆饼粉10 g/L,Mn SO4·H2O 0.05 g/L,Ca CO30.03 g/L。最优发酵罐培养条件为:培养温度37℃,pH值6.5,转速200 r/min,通气量5 L/min,最终芽孢数可达51.95×108cfu/m L。     

响应面-主成分分析法优化副干酪乳杆菌发酵培养基

为提高副干酪乳杆菌发酵液中的乳酸菌数、γ-氨基丁酸(GABA)产量和乳酸产量,本试验采用单因素法、响应面法和主成分分析法对其发酵培养基成分进行了筛选和优化。结果表明：副干酪乳杆菌发酵培养基的最佳配方为：葡萄糖30 g/L,酵母粉50 g/L,L-谷氨酸钠15 g/L,硫酸锰0.18 g/L,乙酸钠5 g/L,磷酸氢二钾2 g/L,柠檬酸氢二铵2 g/L,吐温-80 1 mL/L。该条件下,副干酪乳杆菌发酵液中的乳酸菌数为5.34×10⁹CFU/mL,GABA产量为576μg/mL,乳酸产量为12.32 mg/mL,得到的规范化综合得分为0.9016,与理论规范化综合得分0.9247接近,表明响应面结合主成分分析法对副干酪乳杆菌发酵培养基的优化具有良好的效果。     

不同发酵豆粕产品替代鱼粉对凡纳滨对虾生长影响的研究

试验分别对比了2个不同厂家发酵豆粕产品(FSBⅠ与FSBⅡ)及去皮豆粕(SB)替代饲料中14.3%与28.6%的鱼粉(对照组为鱼粉35%+SB15%)时,饲喂初体重为0.55 g左右的凡纳滨对虾49 d后幼虾的生长情况。结果表明,用去皮豆粕替代鱼粉有明显的抑制凡纳滨对虾摄食与体重增加作用。在14.3%的鱼粉替代水平,FSBⅠ与FSBⅡ试验组凡纳滨对虾的成活率、摄食量、增重率及饵料系数差异不显著(P>0.05);在28.6%鱼粉替代水平,FSBⅠ与FSBⅡ组均表现出显著提高成活率的优势(P<0.05),FSBⅠ替代组虾的摄食量保持不变(P>0.05)、饵料利用率显著提高(P<0.05)、增重率显著增加(P<0.05),FSBⅡ的28.6%替代组对虾摄食量与饵料利用率降低(P>0.05)、体增重极显著下降(P<0.01)。因此,作为凡纳滨对虾饲料中部分鱼粉的替代物,2个不同厂家的发酵豆粕产品均优于去皮豆粕;高水平替代鱼粉(28.6%)时,FSBⅠ由于营养成分利用率高,鱼粉替代效果优于FSBⅡ。     

响应面分析法优化酸性蛋白酶固态发酵培养基的研究

用响应面分析法(采用中心组合一致精度的设计)对影响土曲霉产酸性蛋白酶固态发酵培养基的4个主要影响因素(麸皮与豆粕比例、硫酸铵、硝酸钠、磷酸二氢钾)进行了优化,考察了各因素及其交互作用对酸性蛋白酶酶活的影响。用SAS9.1.3软件模拟二次多项式回归预测模型并建立了影响因素与响应值(酸性蛋白酶酶活)之间的函数关系,即回归方程,找到了各因素的最佳水平,即麸皮与豆粕比例为1:0.20、硫酸铵为1.9%、硝酸钠为0.97%、磷酸二氢钾为3.3%,此时酸性蛋白酶酶活为9326U/g。通过验证试验,5次重复试验的平均值为9327U/g,与模型预测值基本一致。     

不同发酵水分及菌酶协同发酵对豆粕品质的影响

[目的]探讨不同发酵水分及菌酶协同发酵对豆粕品质的影响。[方法]①采用单因素试验设计，设置5个不同水分处理组，料水比分别为1∶0.4、1∶0.5、1∶0.6、1∶0.7、1∶0.8，每个处理组3个重复；使用复合益生菌（枯草芽孢杆菌∶酵母菌∶粪肠球菌=1∶1∶1）发酵豆粕，通过测定分析发酵豆粕表观特征、营养指标及活菌含量，确定最适料水比。②采用单因素试验设计，设置5个不同中性蛋白酶添加量处理组，添加量分别为0、100、200、400、800 IU/g，每个处理组3个重复，进一步测定发酵豆粕表观特征、营养指标、活菌含量及蛋白质亚基分布，确定最佳中性蛋白酶添加量。[结果]①不同料水比条件下，各处理组发酵豆粕粗蛋白水平无显著（P=0.074）差异，料水比为1∶0.6时粗蛋白含量最高，较发酵前提高了9.39%；随着初始发酵水分的提高，发酵豆粕pH值极显著（P<0.01）降低，乳酸含量及3种菌的存活量极显著（P<0.01）升高，1∶0.6组发酵后乳酸含量显著（P<0.05）高于1∶0.4组和1∶0.5组；复合菌的存活量在料水比为1∶0.8时最高，总量达到1.43×10⁹ CFU/g。结合上述试验结果并考虑工业化生产条件，选择料水比为1∶0.6作为最适发酵水分开展后续试验。②在料水比为1∶0.6条件下，不同蛋白酶添加水平对各组发酵豆粕粗蛋白含量的影响不显著（P>0.05），但随着蛋白酶添加量的增加，小分子蛋白水平线性提升，在蛋白酶添加量为800 IU/g的处理组中，<30 kDa范围内的蛋白质水平高达65.56%，较未添加组小分子蛋白质含量提高2.61倍；发酵豆粕中3种菌的存活量随着蛋白酶添加量的增加而降低，100 IU/g处理组枯草芽孢杆菌和粪肠球菌的存活量极显著（P<0.01）高于200、400、800 IU/g处理组，酵母菌的存活量极显著（P<0.01）高于400、800 IU/g处理组。[结论]选择料水比为1∶0.6并在底物中添加100 IU/g的中性蛋白酶协同发酵可有效改善豆粕的品质。     

青贮用黄曲霉毒素降解菌株的产芽胞条件优化

[目的]利用正交试验设计对青贮用黄曲霉毒素降解菌株N-1a产芽胞条件进行优化。[方法]以菌株的菌体生物量和芽胞形成率作为考察指标,利用单因素试验和正交试验设计优化菌株N-1a的发酵用培养基组成和培养条件。[结果]优化后的N-1a最佳产芽胞培养基组成配比为：玉米粉2.0%,黄豆饼粉1.0%,MnSO4·H2O 0.10%,MgSO4·5H2O 0.01%;最佳产芽胞条件为：p H值为7.0,发酵时间48 h,接种量4%,装液量75 m L/250 m L培养基;在该条件下,N-1a的菌体生物量为6.08×10^8cfu/m L,芽胞形成率为81.25%。[结论]菌株N-1a的摇瓶产芽胞条件为其中试生产提供了实验依据。     

饼粕发酵蛋白饲喂蛋鸡试验

将70%棉仁饼和30%菜籽饼混合发酵后制成饼粕发酵蛋白, 完全取代蛋鸡饲料配方中的豆饼或鱼粉进行蛋鸡饲喂试验。结果表明：在基础日粮中添加饼粕发酵蛋白分别替代豆饼和鱼粉后，平均产蛋率试验组比对照组分别降低了2.22%和2.21%，平均蛋重分别增加了2.31和2.03 g，投入产出比较对照组分别提高了3.6%和1.68%。     

解淀粉芽胞杆菌固态发酵当归培养基的研究

为筛选和优化解淀粉芽胞杆菌固态发酵当归培养基,以当归多糖含量为指标,采用单因素试验对当归固态发酵培养基成分筛选,采用响应面分析试验对培养基组分进行优化。结果显示,在所筛选成分中,最适宜菌株发酵的固态培养基成分为当归、黄豆粉、碳酸钙和水。优化的固态发酵培养基各组分含量分别为:当归320.914 g/L、黄豆粉109.918 g/L、碳酸钙1.532 g/L、水544.159 mL/L,37℃发酵培养72 h,固态发酵物中的多糖质量分数达24.91 mg/g。结果表明,优化的当归固态发酵培养基适宜解淀粉芽胞杆菌生长,易于多糖的释放,所筛选的发酵培养基原材料符合固态发酵产业化生产条件要求。     

以柿子为基料生产枯草芽胞杆菌的技术研究

试验以柿子为基料,对l株枯草芽胞杆菌的发酵培养基进行了优化。结果表明,成熟柿子匀浆100g/L、大豆粉20g/L,接种量5％,37℃培养24h,活茵数可达4．7×1010cfu／mL。