天然饲用着色剂β-胡萝卜素发酵培养基优化研究

以三孢布拉氏霉菌(+-、)为菌种,研究了β-胡萝卜素合成的发酵培养基,通过对不同碳、氮源的组合筛选,确定最佳的碳、氮源及发酵终止时间。结果表明:淀粉作为碳源,黄豆粉作为氮源,发酵144 h,β-胡萝卜素合成量最大,在此基础上,利用Plackett-Burman设计分析了发酵培养基中各成分对β-胡萝卜素产量的影响,发现β-紫罗酮、维生素B1、淀粉、植物油是影响β-胡萝卜素产量的主要因素。对上述因素以L(9 34)正交设计进一步优化,得到最佳的培养基组成淀粉41g/L、黄豆粉20g/L、植物油35mL/L、磷酸二氢钾2 g/L、硫酸镁1 g/L、维生素B10.030 g/L、发酵40～44 h后,添加0.05%的异烟肼12 mL/L及10%的β-紫罗酮15 mL/L。β-胡萝卜素的发酵产量较比优化前发酵培养基提高了16.78%。     

树舌灵芝发酵产漆酶培养基优化

在单因素试验的基础上,采用Plackett-Burman设计对影响树舌灵芝产漆酶活性的因素进行了评价,筛选出具有显著影响的因素并优化了树舌灵芝产漆酶培养基的主要成分。结果表明,产酶培养基中小麦麸皮、豆粕、硫酸铜和香兰素的添加量对树舌灵芝产漆酶活性具有显著影响;预测得到最佳培养基组成为:小麦麸皮(20 g/L)、豆粕(2 g/L),硫酸铜(0.625 g/L)和香兰素(0.037 5 g/L);优化培养基后漆酶活性达到45.85 IU/m L,约为优化前的56倍,为大规模发酵生产漆酶提供技术支持。     

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.)。     

Plackett-Burman联用响应面法优化酶法-超声波提取葛根中葛根素工艺

为优化酶法-超声波提取葛根中葛根素的工艺条件,以单因素试验为基础,采用Plackett-Burman试验得出液料比、乙醇体积分数、超声时间、超声温度为葛根素提取的4个影响显著的因素;利用最陡爬坡试验,使结果接近最大响应值;最后运用Box-Behnken试验对葛根素提取工艺进行响应面优化。结果表明,葛根中葛根素提取的最佳工艺条件为:纤维素酶添加量0.4%,酶解时间70 min,液料比30∶1(mL/g),乙醇体积分数52%,超声时间31 min,超声温度64℃;在此工艺条件下葛根素得率为8.78 mg/g。以上结果说明,Plackett-Burman试验联合Box-Behnken分析能较好地优化酶法-超声波提取葛根中葛根素的工艺条件。     

响应面法优化番茄红素提取工艺研究

采用响应面方法对番茄红素提取过程中的温度、时间等工艺条件进行了优化.采用Plackett-Burman(PB)设计法,对不同的温度、时间、溶剂量、pH值、压力、番茄粉碎目数、摇床转速7个因素对番茄红素提取率的影响进行评价.结果表明:温度、时间、pH值为番茄红素提取过程中的主要影响因素,用旋转中心组合设计及响应面分析法确定主要因素的最优条件,为pH 5.95、温度49.6℃、3 h,得到番茄红素提取液的吸光度值为0.588,比单因素试验的最高吸光度值(0.537)提高了9.5%.     

应用SAS软件优化武夷菌素产生菌发酵培养基

武夷菌素是由不吸水链霉菌武夷变种(Streptomyces ahygroscopicus var.wuyiensis)产生的一种农用抗生素,对多种作物的真菌病害防治效果显著。为进一步提高武夷菌素产生菌的产量、降低其生产成本,应用SAS软件提供的Plackett-Burman设计法和响应面分析法对该菌株的发酵培养基进行优化组合,以期找到适宜武夷菌素产生菌C-75生产的最佳发酵培养基配方。应用Plackett-Burman设计法从9种培养基成分中筛选出玉米粉和碳酸钙为两个重要因素;通过响应面回归分析结果建立响应面回归模型：Y=5826.99-91.56X2-180.69X8-194.31X22 -151.25X2X8-205.31X82。回归模型预测当玉米粉和碳酸钙的含量分别为2.314 g和0.205 g（50 ml培养基装量）时,该模型能取到最大值。摇瓶发酵实验结果表明,该模型稳定点处的实际效价平均值为5837 μg/ml,菌株C-75经优化培养基发酵后的效价较之前提高了5.59%。     

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。     

酶解法提取大高良姜多糖工艺优化及抗氧化活性分析

[目的]优化酶解法提取大高良姜多糖工艺,并分析其抗氧化活性,为大高良姜多糖的有效利用提供技术支持.[方法]以多糖提取率为评价指标,在单因素试验的基础上,采用Plackett-Burman(PB)试验法对影响大高良姜多糖提取率的5个因素进行筛选;根据PB试验结果,选取3个主要影响因素,通过Box-Behnken响应面试验对提取工艺进行优化,确定最佳工艺条件;同时测定大高良姜多糖对DPPH和ABTS自由基的清除率.[结果]酶解法提取大高良姜多糖最佳工艺条件:料液比1:24、pH 6.0、酶解时间50.5 min、酶解温度44℃、酶用量2%,在此条件下多糖提取率为13.53%.与传统热水浸提法比较,酶解法提取时间缩短72.0%,提取率提高24.1%.大高良姜多糖对DPPH和ABTS自由基均有较强的清除能力,其半数有效质量浓度(IC50)分别为2.21 mg/mL和2.15 g/mL.[结论]响应面试验模型能较好优化酶解法提取大高良姜多糖工艺,优化后的工艺具有操作简单、省时高效、无毒环保等优点,提取得到的多糖有较强的抗氧化能力,可为后续开发利用大高良姜提供技术支持.     

雷蘑液态发酵工艺响应面法优化研究

在雷蘑(Clitocybegigantean)AS5.105液态发酵培养基优化的基础上,采用Plackett-Burman设计(Plackett-BurmanDesign,P-B)对影响雷蘑发酵胞外多糖的内在和外在因素进行了筛选,所选取的6个相关因素为:初始pH,培养温度,发酵时间,装液量,接种量,床转速。在此基础上,再采用响应曲面法(ResponseSurfaceMethodology,RSM)对影响雷蘑发酵胞外多糖的关键影响因素培养温度,发酵时间和装液量的最佳水平范围作了进一步的研究与探讨,通过对二次多项回归方程求解得知,在上述自变量分别为培养温度27.05℃、发酵时间6.92d和装液量93.90ml时,胞外多糖产量的最大预测值为103.58mg/100ml。     

短乳杆菌产葡萄糖异构酶培养基的响应面法优化

【目的】优化产葡萄糖异构酶短乳杆菌(Lactobacillus brevis)培养基,提高短乳杆菌产葡萄糖异构酶的能力。【方法】采用基于非完全平衡块原理的Plackett-Burman法和响应面法(Response Surface Methodology,RSM),对短乳杆菌发酵产葡萄糖异构酶的培养基进行优化。【结果】①短乳杆菌产葡萄糖异构酶的3个主要影响因子为:木糖、玉米浆干粉和MgSO4.7H2O。②通过最陡爬坡试验、旋转中心组合设计及响应面分析确定的短乳杆菌最适发酵培养基组成为:木糖13.43 g/L、玉米浆干粉23.14 g/L、MgSO4.7H2O 2.54 g/L、MnSO4.4H2O 0.25g/L、酵母膏5 g/L、醋酸钠5 g/L、柠檬酸三铵2 g/L、K2HPO42 g/L、Tween-80 1 mL/Lp、H 6.2~6.4。【结论】获得了能够提高短乳杆菌产葡萄糖异构酶能力的培养基,在优化培养基的条件下,葡萄糖异构酶总活力达到80.5 U,较优化前的60.5 U提高了33.06%。