硒对荷叶离褶伞菌丝体胞外粗多糖的影响及发酵条件优化

以亚硒酸钠为无机硒源,研究硒的加入对荷叶离褶伞菌丝体胞外粗多糖的影响并优化其发酵条件,选择培养基灭菌条件、添加硒浓度、发酵时间和初始pH值作为优化因素,研究硒在各因素不同水平下对荷叶离褶伞胞外粗多糖含量的影响。通过单因素试验和响应曲面法得到最佳发酵条件:在121℃,20 min对培养基进行灭菌,发酵液中添加2μg/m L Na_2SeO_3,发酵244 h,培养基初始pH值为7.0的条件下,发酵产生的胞外粗多糖含量为0.760 g/100 m L,较未加入硒(0.218 g/100 m L)和加硒未优化前的含量(0.755 g/100 m L)有所提高。研究结果表明,响应曲面法优化富硒荷叶离褶伞发酵条件可使胞外粗多糖含量大幅度提高。     

营养物质对桑黄菌丝生物量及胞外多糖产量的影响

研究了不同碳源、氮源和无机盐对桑黄深层培养菌丝生物量和胞外多糖产量的影响,结果表明：在培养温度为26℃、摇床转速为160r／min、发酵时间为10d的条件下,以桑黄菌丝生物量为指标,最适碳源、氮源和无机盐分别是果糖或葡萄糖、酵母粉或酵母膏、KH2P04或MgSO4·7H2O;菌丝生物量分别达到1．51、1．31、1．69、1．52、1．52、1．36g／100mL;以胞外多糖为指标,最适碳源、氮源和无机盐分别是葡萄糖、酵母膏、ZnSO4·7H2O,胞外多糖产量分别达到0．49、0．45、0．22g／100mL。     

黄伞胞外多糖抗自由基作用的研究

目的:以乙醇沉淀的黄伞发酵浓缩液得到的胞外多糖为研究对象,检验其对自由基的清除作用。方法:采用电子顺磁共振(EPR)波谱仪检测黄伞胞外多糖清除羟自由基OH.和超氧阴离子自由基O2-.的作用。结果:在样品浓度均为100mg/mL的条件下,利用Fenton反应体系,黄伞胞外多糖对羟自由基OH.的清除率仅为38.5%;而利用次黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶体系,黄伞胞外多糖对超氧阴离子自由基O2-.的清除率可达到80.6%。结论:黄伞胞外多糖在体外对自由基有一定的清除作用且其对超氧阴离子自由基O2-.的清除作用明显优于对羟自由基OH.的清除作用。     

响应面分析法优化黑根霉胞外多糖发酵工艺

实验以商品化的马铃薯葡萄糖液体培养基为基础培养基,以胞外粗多糖产量为考察指标,运用响应面分析法考察玉米浆浓度、KH₂PO₄浓度和发酵时间3个因素对胞外多糖发酵产量的影响,以获得黑根霉胞外多糖发酵最优工艺,建立高产、稳定、可控的胞外多糖发酵生产工艺技术方案。经响应面分析,各因素按照对响应值的影响顺序为：玉米浆浓度>发酵时间> KH₂PO₄浓度,且玉米浆浓度、发酵时间对胞外多糖产量的影响极显著,KH₂PO₄浓度对胞外多糖产量的影响不显著。胞外多糖发酵最优工艺为：玉米浆3.2mg/mL、KH₂PO₄ 1.5mg/mL和发酵时间132h,在此条件下胞外多糖的最大预测产量为0.824mg/mL。实验重复性好,是一个高产、稳定、可控的胞外多糖发酵生产工艺技术方案,可以指导黑根霉胞外多糖发酵。     

铅、锰对黄伞菌丝形态及细胞活性的影响

【目的】确定铅(Pb2+)、锰(Mn2+)对黄伞菌丝形态、结构及其菌丝活力的影响,并比较黄伞对Pb2+、Mn2+的适应性和耐受性。【方法】采用平板培养和液体培养方法,结合菌落形态和菌丝的电镜观察,测定菌落直径、菌丝鲜重,并以原子吸收分光光度计测定Pb2+、Mn2+含量。同时测定液体培养条件下菌丝的鲜重和胞外多糖产量以验证菌丝活力。【结果】不同Pb2+、Mn2+浓度下黄伞菌丝体形态变化明显,Pb2+、Mn2+的浓度≥500 mg/L可显著抑制黄伞菌丝的生长;高浓度Pb2+、Mn2+下(Pb2+≥700 mg/L、Mn2+≥2 000 mg/L)黄伞菌丝体锁状联合大量减少,且大小不一、分布不均,菌丝褶皱变形。黄伞在菌丝平板生长过程中,当Pb2+、Mn2+分别为100 mg/L时,黄伞菌丝生长速度最快。黄伞在液体培养过程中,当Mn2+浓度为300 mg/L、Pb2+浓度为50 mg/L时,菌丝鲜重以及产生的胞外多糖含量最大。【结论】Pb2+、Mn2+对黄伞的菌丝生长、菌丝活力及结构形态有较大的影响;黄伞对锰离子的适应性和耐性明显高于对铅离子的适应性和耐性。     

发酵乳杆菌CSC-19胞外粗多糖提取物抑制单核细胞增生李斯特菌生物被膜形成能力的研究

【目的】筛选能有效抑制单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)形成生物被膜的乳酸菌,分析其活性成分并进行功能表征。【方法】采用结晶紫染色法筛选抑制LM形成生物被膜的不同乳酸菌提取物;通过酸中和、蛋白酶处理及热处理,推测抑制生物被膜活性物质以胞外多糖(extracellular crude polysaccharide,ECP)为主;乙醇沉淀法提取目标乳酸菌分离株胞外粗多糖,分析其抑制生物被膜形成活性和对LM生长的影响;运用激光共聚焦扫描显微镜(laser confocal scanning microscopy,LCSM)和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察胞外粗多糖对生物被膜细胞形态和结构的影响。【结果】发酵乳杆菌CSC-19发酵上清液对1516-2LM生物被膜的抑制率为81.7%;经热和蛋白酶处理后,发酵上清抑制生物被膜形成的活性未发生显著变化(P>0.05),表明发酵上清液中抑制生物被膜形成的物质可能为胞外多糖;在不抑制LM生长的条件下所提取的胞外粗多糖抑制生物被膜形成能力具有浓度依赖性。激光共聚焦扫描显微镜和扫描电子显微镜结果显示,胞外粗多糖显著抑制了生物被膜的形成能力,生物被膜三维、有组织的蜂窝状结构被破坏,仅有少量的粘附细胞分散于细胞爬片表面。【结论】发酵乳杆菌CSC-19胞外粗多糖能有效抑制LM生物被膜的形成,有望应用于高效防控该菌污染食品。     

利用扁桃斑鸠菊叶发酵高产粗毛纤孔菌胞外多糖的条件优化及其抗氧化活性研究

粗毛纤孔菌胞外多糖是粗毛纤孔菌液体发酵的重要活性代谢产物,但采用常规的发酵方法,粗毛纤孔菌胞外多糖的产量较低。为更好地获取粗毛纤孔菌胞外多糖,本文采用双向液体发酵的方法,通过向发酵培养基中添加适量的扁桃斑鸠菊叶粉末,来提高粗毛纤孔菌胞外多糖的产量,并对优化得到的胞外多糖抗氧化活性进行了研究。以发酵液中胞外多糖含量为指标,采用单因素实验和正交实验优化发酵条件;采用红外光谱对胞外多糖的结构特征进行分析;通过测定胞外多糖对ABTS、DPPH和羟基自由基的清除率来了解其抗氧化活性。结果表明,最优发酵条件为:扁桃斑鸠菊叶粉末添加量0.5g/L、发酵时间10d、pH 6.5、接种量5.0mL,在此条件下,粗毛纤孔菌胞外多糖的产量达到(2.34±0.25)mg/mL,与未添加扁桃斑鸠菊叶的空白组相比,其胞外多糖产量提高了约216.22%;红外分析与抗氧化活性实验结果表明,添加扁桃斑鸠菊叶后的胞外多糖与未添加扁桃斑鸠菊叶的胞外多糖红外主要吸收峰一致,并且对ABTS、DPPH以及羟基自由基清除能力相近。本研究结果表明扁桃斑鸠菊叶能够有效地提高粗毛纤孔菌胞外多糖的产量,为其他珍稀食药用菌胞外多糖的高效生产提供了新思路。     

灵芝胞外多糖分批发酵动力学模型

利用分批发酵研究了灵芝（Ganoderma lucidum）胞外多糖的合成特性,结果表明Ganoderma lucidum多糖合成和菌体生长呈部分生长关联型。菌体干重、胞外多糖分别达到15.56g·L^-1<、3.02g·L^-1<,胞外多糖对细胞干重得率系数(Y_p/x）为0.19。根据分批发酵试验结果采用Logistic方程、Luedeking-Piret方程和类似Luedeking-Piret方程,得到了描述灵芝生长、胞外多糖以及葡萄糖底物消耗分批发酵动力学模型。同时在初始葡萄糖变化较大范围内,试验数据与模型预测值进行了比较拟合,平均相对误差小于5％,表现出很好的适用性。表明该动力学模型对指导灵芝胞外多糖的发酵生产具有实际意义。     

北冬虫夏草液体发酵产胞外多糖发酵条件的研究

目的:采用液体发酵生产北冬虫夏草胞外多糖。方法:对北冬虫夏草液体发酵产胞外多糖的影响因素如碳源、氮源以及起始pH值、培养温度、摇床转速、接种量、发酵周期等发酵条件进行研究。结果:最佳发酵条件为:玉米淀粉4%、硫酸铵0.28%、磷酸二氢钾0.05%、七水硫酸镁0.05%、初始pH值为7.0、接种量10%、培养温度23℃、转速150r/min,胞外多糖的产量最高达到41.271mg/100mL。结论:利用液体发酵生产胞外多糖,可有效地缩短生产周期。     

利用扁桃斑鸠菊叶发酵生产蛹虫草胞外多糖的条件及其抗氧化活性

蛹虫草胞外多糖具有增强免疫力、抗疲劳等药理活性,有极高的保健价值。为高效地获取蛹虫草胞外多糖,本研究通过向发酵培养基中添加适量的扁桃斑鸠菊叶粉末,来提高蛹虫草发酵液中胞外多糖的产量,并对优化得到的胞外多糖红外吸收光谱和化学抗氧化活性进行了研究。实验结果表明,液体发酵最优条件为:扁桃斑鸠菊叶粉末添加量8 g/L、发酵时间9 d、pH 6.5、接种量5.0 mL,在此条件下,蛹虫草胞外多糖的产量可达(5.24±0.28) mg/mL,与未添加扁桃斑鸠菊叶的空白组相比,胞外多糖产量提高了约205.20%;红外分析与抗氧化活性实验结果显示,扁桃斑鸠菊叶对蛹虫草生产的胞外多糖结构和活性影响较小。该研究结果表明扁桃斑鸠菊叶能够有效地提高蛹虫草胞外多糖的产量,为蛹虫草胞外多糖的高效生产提供了新思路。     

Dual Designs and Their Application in Genetical Experiments

The dual of incomplete block designs has been studied with th́eir applications in genetical experiments. Partial diallel crosses (PDC) of type I have been constructed using balanced incomplete block (BIB) designs, partially balanced incomplete block (PBIB) designs and their dual designs. Simplified analysis of PDC has been presented using the dual property of these designs. List of optimal PDC having simple analysis has been given.     

Experimental design methods for bioengineering applications

Experimental design is a form of process analysis in which certain factors are selected to obtain the desired responses of interest. It may also be used for the determination of the effects of various independent factors on a dependent factor. The bioengineering discipline includes many different areas of scientific interest, and each study area is affected and governed by many different factors. Briefly analyzing the important factors and selecting an experimental design for optimization are very effective tools for the design of any bioprocess under question. This review summarizes experimental design methods that can be used to investigate various factors relating to bioengineering processes. The experimental methods generally used in bioengineering are as follows: full factorial design, fractional factorial design, Plackett–Burman design, Taguchi design, Box–Behnken design and central composite design. These design methods are briefly introduced, and then the application of these design methods to study different bioengineering processes is analyzed.     

Highly efficient stepped wedge designs for clusters of unequal size

The stepped wedge design (SWD) is a form of cluster randomized trial, usually comparing two treatments, which is divided into time periods and sequences, with clusters allocated to sequences. Typically all sequences start with the standard treatment and end with the new treatment, with the change happening at different times in the different sequences. The clusters will usually differ in size but this is overlooked in much of the existing literature. This paper considers the case when clusters have different sizes and determines how efficient designs can be found. The approach uses an approximation to the variance of the treatment effect, which is expressed in terms of the proportions of clusters and of individuals allocated to each sequence of the design. The roles of these sets of proportions in determining an efficient design are discussed and illustrated using two SWDs, one in the treatment of sexually transmitted diseases and one in renal replacement therapy. Cluster-balanced designs, which allocate equal numbers of clusters to each sequence, are shown to have excellent statistical and practical properties; suggestions are made about the practical application of the results for these designs. The paper concentrates on the cross-sectional case, where subjects are measured once, but it is briefly indicated how the methods can be extended to the closed-cohort design.     

景观设计思维的培养途径与教学探讨——从设计思维的特性谈起

作为一门以落地性为特征的应用型学科,对学生规划设计思维与能力的培养一直是风景园林专业教学的重要目标,如何通过教学有效地培养学生规划设计思维与能力也成为了风景园林专业教育关注的重要议题。本文从设计思维的特性出发,针对设计教学课程提出了一套控制方式和流程,并以同济大学本科三年级上学期的公园设计课程为例,对景观设计思维的培养途径和方法展开了教学尝试。     

生物工程专业“试验设计与数据处理”教学中常用软件的探讨

试验设计与数据处理在生物工程专业方向有着重要的应用,但是在本科教学中开设该课程的高校较少。本文结合生物工程中的常见案例,对该课程教学过程中常用的软件包括Excel、正交试验设计助手、Data processing system(DPS)和Design expert在单因素、多因素、正交、均匀、P-B(Plackett-Burman)和响应面等数据处理方法进行了探讨。通过比较分析各种软件和数据处理方法之间特点,增加该课程教学的实践性和应用性,从而提高教学质量。