谷氨酸棒状杆菌全细胞催化合成Levan果聚糖条件优化分析

试验旨在探究微生物合成Levan果聚糖的新途径并优化其合成条件。利用转入果聚糖蔗糖转移酶基因的重组谷氨酸棒状杆菌进行全细胞催化合成Levan果聚糖,并采用响应面法以Levan果聚糖产量为响应值优化催化合成条件。首先设计Plackett-Burman试验从7个相关因素（蔗糖浓度、菌体浓度、转化时间、转化pH、PBS中Ca²⁺和Mg²⁺浓度、Levan果聚糖提取时的乙醇终浓度）中筛选出影响Levan果聚糖产量的3个主要因素（蔗糖浓度、乙醇终浓度和Ca²⁺浓度）;再用筛选出的3个最重要因素进行最陡爬坡试验逼近最大响应值区域;最后运用BBD响应面法优化确定3个主要因素之间的交互作用和最佳合成条件。结果显示,初始试验中Levan果聚糖平均产量为0.069 g/mL。经过响应面试验优化对利用重组谷氨酸棒状杆菌进行全细胞催化合成Levan果聚糖产量影响最大的因素为蔗糖浓度,其次为提取时的乙醇终浓度,最后是转化液中的Ca²⁺浓度。当蔗糖浓度为52.71%、乙醇终浓度为85.31%、Ca²⁺浓度为0.04 g/L时,利用重组谷氨酸棒状杆菌进行全细胞催化合成的Levan果聚糖产量平均值为0.238 g/mL,与模型预测最大值0.233 g/mL相近,转化率约为44%,转化率较初始试验提高了约1.9倍,产量亦较初始试验提高了约3.4倍。研究结果为Levan果聚糖工业化生产提供了依据,并为其在动物医学和营养方面的研究奠定基础。     

Nutritional and functional values of lysed Corynebacterium glutamicum cell mass for intestinal health and growth of nursery pigs

The objective was to determine the nutritional and functional values of lysed Corynebacterium glutamicum cell mass (CGCM) as a protein supplement and a source of cell wall fragments supporting the growth and intestinal health of nursery pigs. Thirty-two pigs (21 d of age) were allotted to four treatments (n = 8) based on the randomized block design with sex and initial body weight (BW) as blocks. The main effect was the dietary supplementation of lysed CGCM (0, 0.7, 1.4, and 2.1%) replacing blood plasma and fed in two phases (10 and 11 d, respectively). Feed intake and BW were measured at the end of each phase. Pigs were euthanized on day 21 to collect jejunal tissue and mucosa to evaluate intestinal health. Ileal digesta were collected to measure the apparent ileal digestibility of nutrients in diets. Data were analyzed using Proc Mixed and Reg of SAS. Increasing daily intake of CGCM increased (linear; P < 0.05) ADG of pigs. Increasing CGCM supplementation affected (quadratic; P < 0.05) the relative abundance of Lactobacillaceae (minimum: 26.4% at 1.2% CGCM), Helicobacteraceae (maximum: 29.3% at 1.2% CGCM), and Campylobacteraceae (maximum: 9.0% at 1.0% CGCM). Increasing CGCM supplementation affected (quadratic; P < 0.05) the concentrations of immunoglobulin G (maximum: 4.94 µg/mg of protein at 1.0% CGCM) and protein carbonyl (PC; maximum: 6.12 nmol/mg of protein at 1.1% CGCM), whereas linearly decreased (P < 0.05) malondialdehyde (MDA) in the proximal jejunal mucosa. Increasing CGCM supplemention affected (quadratic; P < 0.05) intestinal enterocyte proliferation rate (maximum: 13.3% at 1.0% CGCM), whereas it did not affect intestinal morphology and the nutrient digestibility. In conclusion, supplementing 1.0% to 1.2%, reducing blood plasma supplementation by 0.7% to 0.9%, respectively, increased potential pathogenic microbiota associated in the jejunal mucosa resulting in increased immune response, enterocyte proliferation, and PC concentration. However, supplementing diets with 2.1% CGCM, replacing 1.5% blood plasma, improved growth performance, and reduced MDA without affecting nutrient digestibility, intestinal morphology, and microbiota in the jejunal mucosa. In this study, based on the polynomial contrast, supplementing 1.0% to 1.2% CGCM suppressed the benefits from blood plasma, whereas supplementing 2.1% CGCM showed functional benefits of CGCM with similar effects from blood plasma supplementation.     

响应面法优化微波萃取黄芪多糖工艺的研究

用微波萃取技术从内蒙古黄芪[Astragalus membranaceus(Fisch.)Bunge var.mongholious(Bunge)Hsiao]的干燥根中提取黄芪多糖。依据响应面法(RSM,Response surface methodology)原理,使用Design Expert(Static Made Easy,Minneapolis,MN,USA.version6.0.5,2001)软件的中心组合设计建立试验数学模型,对微波萃取黄芪多糖的提取时间、加热温度、提取溶液pH值及液料比进行优化组合。得到最优回归方程:Y=1.14+1·258E-003X1+0.16X2-0.027X3+0.15X4+0.032X11-0.047X22+0.025X33-0.047X22+0.025X33+0.029X44+0.043X1X2-0.018X1X3-0.059X1X4-0.027X2X3+2.263E-003X2X4+0.012X3X4。确定最优操作工艺参数为:微波加热时间20min、加热温度120℃、液料比8∶1、pH值10。粗多糖得率为32%,纯度为44.4%。测定值与预测值相关系数r为0.976。     

响应面法优化羊乳果蔬纸加工工艺

以羊乳、胡萝卜、山楂为主要原料生产羊乳果蔬纸,利用单因素试验并结合响应面分析法确定最佳的工艺参数;采用物性测定仪对羊乳果蔬纸进行粒子群算法结合质地剖面分析测定,比较山楂的加入形式对产品物性的影响.结果表明:制作羊乳果蔬纸时,以山楂汁的形式加入比以山楂浆的形式加入后所得的产品感官品质好;最佳工艺条件为:羊乳与胡萝卜的比例为5∶8(V/m),山楂汁与羊乳的比例为3∶5(V/V),复合稳定剂(以质量分数计,下同)0.87％、β-环糊精0.12％、护色剂0.1％、白砂糖10％、蜂蜜2.4％.在此最佳条件下,生产出的羊乳果蔬纸口味独特,酸甜可口,具有羊乳的奶香味和胡萝卜的香味,以及胡萝卜和山楂混合的色泽,外观宛如纸张,感官评分高达91.32分,与模型预测值的相对误差约为1.68％.     

类植物乳杆菌L-ZS9培养基及培养条件的优化

类植物乳杆菌L-ZS9分离自发酵肉类食品,作为益生菌制剂和发酵剂在乳品行业具有良好的应用潜力。为实现类植物乳杆菌L-ZS9的高密度培养,以MRS培养基为基础进行培养基的优化,并优化培养条件。以单因素试验初步确定培养基中所用的碳源和氮源,通过Plackett-Burman试验确定出培养基成分与培养条件中影响较大的因素,经最陡爬坡试验确定各因素的水平,再通过响应面旋转中心组合试验拟合出菌体密度与因素水平间的方程,从而确定优化后的培养条件。结果表明：培养基中所用的碳源为蔗糖,氮源为酵母粉;经过验证实验得到的优化     

响应曲面法优化精氨酸单糖苷合成工艺

利用响应曲面法对苹果酸催化合成精氨酸单糖苷(AF)条件进行优化。本文在单因素的基础上,以精氨酸单糖苷的合成率为考察指标,建立以反应时间、反应温度、料液比和苹果酸加入量的4因素3水平的实验模型,采用Design Expert 8.0.6分析软件对精氨酸单糖苷的合成条件进行优化研究。结果表明,合成AF的最佳工艺条件,反应温度为85℃,反应时间150 min,料液比1∶20 g/m L,苹果酸加入量为0.75 g。优化出来的最佳合成条件稳定可行、合成率高。     

响应面法优化乳双歧杆菌Z-1冷冻干燥保护剂配方

采用响应面法对乳双歧杆菌Z-1冷冻干燥保护剂配方进行优化。通过Plackett-Burman试验与最陡爬坡试验确定影响乳双歧杆菌Z-1冷冻干燥后活菌数的显著因素及最优响应值区间,再通过Box-Benhnken试验优化得到乳双歧杆菌Z-1冷冻干燥保护剂最佳配方。结果表明：海藻糖、蔗糖、L-半胱氨酸盐酸盐添加量是影响乳双歧杆菌Z-1冷冻干燥后活菌数的显著因素;经响应面试验设计建立活菌数和海藻糖、蔗糖、L-半胱氨酸盐酸盐添加量的回归模型,得到乳双歧杆菌Z-1冷冻干燥保护剂最佳配方为海藻糖添加量200.51 g/L、蔗糖添加量46.16 g/L、L-半胱氨酸盐酸盐添加量2.31 g/L,其他成分不变（脱脂乳粉添加量100 g/L、乳清蛋白粉20 g/L、甘油4 g/L、异抗坏血酸钠10 g/L、谷氨酸钠8 g/L）。     

响应曲面法优化紫羊茅包衣剂

以紫羊茅(Festuca rubra)种子为原料,研究了种子包衣剂中的各种成分和含量对包衣后种子发芽率的影响。在单因素试验的基础上,选择赤霉素、凹凸棒土和保水剂3个影响较大的因素,以发芽率为指标,采用响应曲面试验优化包衣剂成分和添加量。优化结果表明,每100 g紫羊茅种子包衣剂最佳组成为:4%的赤霉素乳油800倍液5 mL、凹凸棒土9 g、保水剂15 g,并混合牛粪末、化肥和粘土等成分,包衣质量增加至裸种的4～5倍。在此条件下,包衣后的紫羊茅种子在自然条件下发芽率可以达到94%。     

响应面法优化德氏乳杆菌保加利亚亚种NCFB2772发酵生产胞外多糖的培养条件优化

在单因素试验的基础上,采用响应面分析法,优化初始pH值、接种量、发酵温度3个主要培养条件对德氏乳杆菌保加利砸亚种NCFB2772（Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus NCFB2772, L.b NCFB2772）高产乳酸菌胞外多糖（extracellular polysaccharides, EPS）的影响。结果表明,初始pH6．5、接种量4．5％、发酵温度42℃、L．bNCFB2772合成EPS的量达到最大（907．8mg／L）。各因素对响应值的影响可用回归方程Y=-287．08＋39．83C1＋11．44C2＋18．54C3表示。     

响应面法优化产业化生产披萨干酪工艺参数

采用四因素五水平二次回归正交旋转组合试验设计,研究产业化生产披萨干酪的最佳优化工艺条件,选择发酵时间、凝乳时间、排乳清pH值以及NaCl添加量进行单因素试验,并验证回归模型的显著性.结果表明,产业化生产披萨干酪的最佳工艺条件为发酵时间27.5min、凝乳时间37.5min、排乳清pH6.3、NaC1添加量2.07％.此时最大得率24.78％.此时所制得的披萨干酪有良好的干酪味,质地紧密、光滑、富有弹性、颜色均匀,拉丝长度、融化性、起泡性好,与实验室制得的各指标相差不大,能满足披萨质量标准要求,适于大批量的生产,能够实现产品产业化、工业化.     

苜蓿营养灌肠的研究

将苜蓿(Medicago sativa)作为蔬菜原料,采用传统配料和现代工艺相结合制成苜蓿营养灌肠,选取大豆组织蛋白、苜蓿浆、变性淀粉作为进行响应曲面法试验设计,研究了不同添加量对苜蓿营养灌肠感官评定、出品率和质构特性的影响,并优化了添加量。结果显示,苜蓿营养灌肠的色泽、口感、切片性和感官综合均随着苜蓿浆添加量的增加而显著下降;出品率范围为120.9%~140.1%,大豆组织蛋白和变性淀粉的交互作用对灌肠的出品率有明显的降低作用;最佳配比为苜蓿浆8%、蛋白4.20%和变性淀粉2%。     

二次回归正交旋转组合设计优化香蕉浆护色工艺

探索香蕉浆生产过程中护色工艺,为香蕉浆护色条件的选择提供科学依据。采用二次回归正交旋转组合设计方法对香蕉打浆过程中柠檬酸、D-异抗坏血酸钠等护色剂添加量和加水量对香蕉浆护色效果的影响进行研究,优化香蕉浆护色工艺。试验范围内各因素对香蕉浆护色作用大小依次是柠檬酸添加量>抗坏血酸添加量>加水量。根据拟合方程得到香蕉浆护色最佳工艺条件为柠檬酸添加量为0.50%,抗坏血酸添加量为0.10%,水果肉比保持在0.90,理论上在此条件下所得香蕉浆褐变指数69.78。采用此条件对香蕉浆进行护色试验,得到香蕉浆的褐变指数为68.46,与优化理论值相对误差为1.89%,说明此结果具有实际应用价值。     

响应面法优化沙棘再制奶酪加工工艺

本试验以新鲜沙棘果及奶酪为主要原料,探讨了沙棘再制奶酪的加工工艺。首先经护色、打浆、精磨、过滤、调酸、均质等工序,制备澄清均一的沙棘果汁。以样品感官品质和Vc含量为评价指标,通过单因素试验以及响应面试验,得出最佳配方及工艺为：35.00%天然奶酪、18.56%沙棘果汁（料水质量比1∶1）、1.54%复合乳化盐（m_柠檬酸钠∶m_{多聚磷酸钠}∶m_焦磷酸钠∶m_{六偏磷酸钠}=4∶2∶2∶1）、12.00%黄油、6.00%脱脂乳粉、6.00%白砂糖、0.50%复合稳定剂（m_卡拉胶∶m_黄原胶=4∶1）,其余20.40%为纯净水,乳化温度为84 ℃,乳化时间为11.4 min,搅拌速度为3 000 r/min。经此工艺制成的成品,感官评分为57.5分（满分60分）,Vc含量达16.61 mg/100 g。成品组织结构细腻光滑、色泽橘黄、口感润滑、营养丰富,具有沙棘果的风味,符合《GB25192—2010 再制奶酪》要求。     

利用响应面分析法优化鼠李糖乳杆菌产胞外多糖的发酵工艺

首先利用Plackett—Burman法筛选出影响鼠李糖乳杆菌胞外多糖产量的三个重要因素,分别为培养温度、酵母粉、接种量,再用最陡爬坡试验逼近产胞外多糖的最大响应区域,最后运用Box—Behnken中心组合方法进行三因素三水平试验,以胞外多糖产量为响应值建立回归模型,采用响应面分析法确定最优工艺参数。结果表明：当温度为29．7℃、酵母粉30．45g／L、接种量5．76％时胞外多糖产量最大,为354．97mg／L。     

响应面法优化当归补血汤液体发酵工艺

为确定当归补血汤液体发酵的最佳工艺,本试验采用枯草芽孢杆菌为发酵菌种,以多糖提取率为评价指标进行液体发酵工艺优化。首先采用单因素试验考察发酵培养基中葡萄糖和蛋白胨添加量、菌液接种量和发酵时间对多糖提取率的影响,再以此为基础,采用Box-Behnken中心组合试验设计法,选取葡萄糖添加量、蛋白胨添加量、接种量、发酵时间为发酵优化的4个因素,以多糖提取率为响应值,设计4因素3水平的试验方案并进行响应面分析,以确定各因素与响应值多糖提取率的关系。结果显示,各因素对多糖提取率变化的贡献大小依次为葡萄糖添加量、蛋白胨添加量、接种量、发酵时间;利用响应面分析结果显示,蛋白胨添加量与接种量和发酵时间、接种量和发酵时间的交互作用较为显著,最终确定最佳发酵工艺条件为：葡萄糖添加量0.95%,蛋白胨添加量1.52%,接种量2.92%,发酵时间35.8 h。该条件下多糖提取率达到9.23%,与未发酵组（4.62%）相比,多糖含量提高近2倍。该工艺对液体发酵当归补血汤产多糖优化效果显著,为发酵当归补血汤的进一步开发利用提供了理论基础。     

响应面分析法优化党参总黄酮提取工艺研究

研究响应面分析法优化党参中黄酮的提取工艺。在乙醇浓度、料液比、提取时间和提取温度4个单因素实验基础上,通过响应面法优化党参中黄酮的提取条件。结果表明,党参黄酮的最佳提取工艺条件为：提取时间68 min,提取温度85℃,乙醇浓度90%,料液比1∶40（g.mL-1）。在此条件下黄酮提取率的实测值为0.839%,理论值为0.834%,两者的相对误差为0.60%,说明采用响应面法优化得到的提取条件切实可行。     

响应面法优化高效液相色谱-柱前衍生化检测发酵乳制品中的组胺

采用高效液相色谱-柱前衍生化方法,对市售发酵乳制品(天然干酪、再制干酪和发酵乳等)中的组胺含量进行检测。对影响测定结果的衍生试剂(丹磺酰氯)用量、反应pH值、衍生反应时间和衍生反应温度4 个因素进行单因素试验和响应面优化多因素交互作用分析。结果表明:优化所得衍生化条件操作简便、高效、测定准确度和精密度均较高,能够满足精确测定乳制品中组胺含量的要求。     

响应面优化法提高吸水链霉菌5-4菌株抗香蕉枯萎病的抑菌活性

为提高吸水链霉菌5-4的抑菌活性,本研究以拮抗Foc TR4病菌的抑菌率为响应值,采用响应面三步法对链霉菌5-4的发酵条件进行优化。大幅度提高了链霉菌5-4发酵提取物对香蕉枯萎病4号生理小种（Foc TR4）的抗真菌活性,其中可溶性淀粉（21.512 g/L）、氯化钠（4.734 g/L）、接种量（3.217%）是次级代谢物抗真菌活性高的关键因素,优化后的抑菌活性达到了88.36%,比优化前（54.96%）提高了33.4%。优化后发酵提取物（500 μg/mL）的校正孢子萌发抑制率达到100%,比优化前提高了36.38%,且经过提取物处理后Foc TR4病菌的菌丝出现明显的分叉增生、肿大等现象。链霉菌5-4发酵条件的优化可以为以后分离抑菌活性物质提供条件,也为后续菌株工业化生产奠定了基础。     

响应曲面法优化梅花鹿鹿角盘胶原蛋白提取工艺

以梅花鹿鹿角盘为原料,运用响应曲面法优化鹿角盘胶原蛋白提取工艺。以胶原蛋白提取率为指标,在单因素的基础上,选取p H值、加酶量、酶解温度、酶解时间4个因素进行4因素4水平的Box-Behnken试验设计,采用响应曲面法分析4个因素对胶原蛋白提取率的影响,得出鹿角盘胶原蛋白的最佳提取工艺,根据实际情况修正为p H 1.8、加酶量4%、酶解温度37℃、酶解时间4 h。在此条件下,鹿角盘胶原蛋白提取率可达到80.10%。     

多菌固态发酵啤酒糟生产饲用微生态制剂工艺的优化研究

为了优化多菌固态发酵啤酒糟制备饲用微生态制剂的工艺,应用Plackett-Burman设计及响应面分析法研究了尿素、硫酸铵、发酵温度等13个因素对微生态制剂中有益菌总数的影响。结果表明:尿素、硫酸铵、发酵温度与有益菌的总数存在显著的相关性。当尿素添加比例为2.87%、硫酸氨添加比例为1.94%,发酵温度为31.84℃时,有益菌活菌总数达到理论最大值9.85×108CFU/g,实际检测值为9.73×108CFU/g。