利用响应面法优化固氮类芽孢杆菌Paenibacillus sp.1–49的发酵培养基（英文）北大核心CSCD

【目的】固氮类芽孢杆菌Paenibacillus sp.1–49是本实验室分离的具有潜在生物肥料价值的微生物菌剂。该菌在常见的培养基中不能高效生长(OD_(600)≤1)。本文拟优化发酵培养基成分以获得最大菌体生物量。【方法】运用响应面分析中的因素筛选实验设计和最陡爬坡实验以及中心复合设计法,对菌株的发酵培养基进行了响应面优化。【结果】利用响应面优化法最终确定了菌株最佳培养基:蔗糖36.22g/L,Tryptone 5.31 g/L,Yeast Extract 10.92 g/L,Mg SO_4 0.51 g/L,Na Cl 3.5 g/L,Na_2Mo O_4 0.02 g/L,FeS O_4 0.02 g/L。通过摇瓶发酵后菌体OD600=10.280,达到预测值的94.6%。【结论】利用响应面法成功地对Paenibacillus sp.1-49的发酵培养基进行了优化,为该菌株和其他类芽孢杆菌的大规模发酵提供了参考。     

响应面法优化提高萎缩芽孢杆菌E20303抑制马铃薯干腐病病原菌活性的研究

【背景】萎缩芽孢杆菌E20303可以有效地抑制马铃薯干腐病病原菌的活性,而响应面法可在较少的试验次数下优化生防菌发酵培养基配方与发酵条件,获得的最优组合将为马铃薯干腐病生防菌剂的制备与应用提供参考。【目的】以分离自青海察尔汗盐湖湖泥中且对马铃薯干腐病病原菌具有较高抑菌活性的萎缩芽孢杆菌E20303为研究对象,利用响应面法对其培养基配方和发酵条件进行优化,以期提高其对马铃薯干腐病病原菌的抑菌活性。【方法】采用单因素试验、中心组合设计试验及响应面法设计优化萎缩芽孢杆菌E20303发酵培养基配方及发酵条件。【结果】培养基最优发酵配方(g/L):淀粉10.72、酵母粉23.60、七水合硫酸镁16.00、碳酸钙1.14、磷酸二氢钾8.00和磷酸氢二钾16.00,优化后抑菌率由46.51%提高至62.00%;最优发酵条件为装液量102.89 mL、pH 8.64、温度28.73℃、转速200 r/min、培养时间3 d、接种量2%,优化后抑菌率由51.15%提高至72.51%。【结论】实验获得了对马铃薯干腐病病原菌的抑菌活性明显提高的萎缩芽孢杆菌E20303发酵配方及发酵条件,为马铃薯干腐病生防制...     

解淀粉芽胞杆菌PC2产抑菌物质培养基及发酵条件优化

【目的】优化解淀粉芽胞杆菌PC2产抑菌活性物质发酵培养基及发酵条件。【方法】以马铃薯葡萄糖液体培养基为基础,依据发酵液对金黄色葡萄球菌抑菌圈的单因素试验结果,采用Box-Behnken响应面法优化发酵培养基,二次通用旋转组合设计,频率分析法优化发酵条件。【结果】影响发酵液抑菌活性的培养基主要组分为马铃薯、蔗糖和L-谷氨酸钠,最优发酵培养基配方为:马铃薯188.0 g/L,蔗糖22.0 g/L,L-谷氨酸钠1.80 g/L,培养基成本为0.81元/L;最佳发酵条件为:接种量6%、发酵温度30°C、装液量40 mL/250 mL、摇床转速185 r/min、发酵时间24 h、初始pH 7.0。优化后发酵液对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径为30.82 mm,较优化前的18.22 mm增加了12.60 mm。【结论】优化后的培养基和发酵条件提高了解淀粉芽胞杆菌PC2发酵液的抑菌活性,为该菌株的工业化生产应用提供了依据。     

贝莱斯芽孢杆菌CC0955发酵培养基优化及其泡腾颗粒的研制

【背景】植物病害的生物防治及生防产品的开发一直是植物保护研究的重点方向,但现有的生防产品多为可湿性粉剂和水剂,存在剂型单一、货架期短及运输和使用不便等问题。【目的】优化贝莱斯芽孢杆菌CC0955菌株发酵培养基,并利用其开发出一种容易使用和保存的新生防产品——泡腾颗粒。【方法】采用Plackett-Burman设计、中心组合设计和响应面分析等方法,优化了贝莱斯芽孢杆菌CC0955的发酵培养基成分;采用L₉（3³）正交设计,以溶液pH和活菌数为指标,优化了贝莱斯芽孢杆菌CC0955泡腾颗粒配比,并评价了其物理性质和抑菌效果。【结果】贝莱斯芽孢杆菌CC0955最优发酵培养基成分为（g/L）:蛋白胨12.00,酵母粉1.00,葡萄糖15.00,MgSO₄·7H₂O 0.40,K₂HPO₄ 0.05。用此培养基发酵48h,发酵液对立枯丝核菌的抑制率达到89.78%。泡腾颗粒最佳配比为:碱酸摩尔比为2.00,白炭黑1.50 g,黄腐酸钾0.03 g。泡腾颗粒的平均崩解...     

重组谷氨酸棒杆菌发酵L-苯丙氨酸培养基的优化

【目的】提高重组谷氨酸棒杆菌发酵L-苯丙氨酸(L-phenylalanine,L-Phe)的产量。【方法】使用正交试验设计以及响应面优化法分别对种子培养基及发酵培养基进行优化,确定了重组谷氨酸棒杆菌发酵L-Phe的最佳种子培养基及最佳发酵培养基。【结果】重组谷氨酸棒杆菌发酵L-Phe最佳种子培养基(g/L):葡萄糖25.0,玉米浆25.0,硫酸铵15.0,硫酸镁1.0,磷酸二氢钾2.0,尿素2.0,p H 6.8-7.0;最佳发酵培养基(g/L):葡萄糖110.0,玉米浆7.0,硫酸铵25.0,硫酸镁1.0,磷酸二氢钾1.0,柠檬酸钠2.0,谷氨酸1.0,碳酸钙25.0,p H 6.8-7.0;在最佳培养基条件下L-Phe产量最高达到9.14 g/L,较优化前的7.46 g/L提高了22.5%。【结论】通过正交试验和响应面分析对重组谷氨酸棒杆菌发酵L-Phe培养基进行优化,明显提高了L-Phe的产量,并确定了葡萄糖、玉米浆和硫酸铵为发酵培养基中影响L-Phe产量的3个关键因子。研究结果为L-Phe的发酵放大提供了依据。     

枯草芽孢杆菌产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的响应面优化

【目的】采用响应面法(RSM)优化枯草芽孢杆菌5 L发酵罐产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的发酵条件。【方法】利用Box-Behnken设计和方差分析。【结果】获得最佳发酵条件为:转速、通气量和培养基pH分别为500 r/min、1.05 vvm和5.08,发酵时间仅为22 h产β-1,3-1,4-葡聚糖酶活力达2 294.4 U/mL。【结论】实验结果表明响应面法优化5 L发酵罐发酵产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的条件合理可行。     

丝状真菌Glarea lozoyensis SIIA-F1108产纽莫康定B0发酵条件的研究

【目的】采用响应面法优化丝状真菌Glarea lozoyensis SIIA-F1108发酵生产纽莫康定B_0培养基,提高发酵产量;通过氮源优化,降低发酵液菌体浓度,改善发酵过程的溶氧水平。【方法】采用Plackett-Burman设计和响应面法进行培养基优化,筛选出对纽莫康定B_0产量具有显著影响的因素;通过最陡爬坡实验及Box-Behnken设计,并利用Design-Expert软件对实验数据进行回归分析,得到优化的发酵培养基配方;通过对优化培养基中氮源组分进行全因子实验,最终得到高产量和低菌体浓度发酵培养基。【结果】实验数据表明:甘露醇、脯氨酸和葡萄糖对纽莫康定B_0产量影响最大;最佳浓度分别为甘露醇167.3 g/L、脯氨酸26.1 g/L、葡萄糖28.5 g/L。采用优化后的培养基进行摇瓶发酵,纽莫康定B_0产量达到了1 840 mg/L,较优化前提高了42%,与预测结果一致。用硫酸铵部分替换棉籽饼粉后,发酵液菌体浓度降低,在100 L发酵罐上对优化后的结果做了进一步的验证,纽莫康定B_0产量达到1 980 mg/L。【结论】模型预测值与实验值有较高吻合度,具备较高可信度和显著性,发酵产量提高了42%,响应面实验设计和分析方法能够有效地用于丝状真菌Glarea lozoyensis SIIA-F1108产纽莫康定B_0发酵培养基进行优化。通过调整培养基中的氮源组成,降低了发酵液菌体浓度,改善了发酵过程的溶氧水平。     

高产几丁质酶巴伦葛兹类芽孢杆菌的筛选和发酵条件优化

【目的】鉴定一株来源于中国南海海水样能够分泌多种胞外几丁质酶的类芽孢杆菌CAU904,并优化其产几丁质酶的发酵条件。【方法】采用形态学观察、16S r DNA序列比对及生理生化实验鉴定;通过碳源、氮源、温度、初始p H、表面活性剂种类以及发酵时间的单因素优化实验获得最佳发酵条件。【结果】菌株CAU904被鉴定为巴伦葛兹类芽孢杆菌(Paenibacillus barengoltzii),其最优发酵产酶条件为:0.5%胶体几丁质,0.2%酵母浸提物,0.1%吐温-80,培养基初始p H 7.0,45°C培养72 h。在最优发酵条件下,该菌株最大产酶水平达到8.2 U/m L,比优化前提高了5.4倍。几丁质酶的酶谱分析表明该菌株能够产生多达11种具有几丁质水解活性的同工酶,其中主要酶谱带对应分子量分别为54、47和38 k D。【结论】实验结果为巴伦葛兹类芽孢杆菌几丁质酶的分离纯化和酶的应用提供了基础。     

暹罗芽孢杆菌高产γ-聚谷氨酸的发酵条件优化

【背景】γ-聚谷氨酸（poly-γ-glutamic acid,γ-PGA）产生菌多为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）等,而暹罗芽孢杆菌（Bacillus siamensis）相关研究较少。【目的】研究暹罗芽孢杆菌产γ-PGA的液体发酵条件。【方法】以自行分离的暹罗芽孢杆菌CAU83为出发菌株进行液体发酵,通过单因素试验和正交试验法研究了碳氮源、前体物质、发酵温度及pH对菌株生产γ-PGA的影响。【结果】经摇瓶优化,γ-PGA的最适碳源、氮源和前体物质分别为乳糖30g/L、酵母提取物5g/L和L-谷氨酸钠60 g/L,最适培养条件为发酵温度37℃和pH 7.0,γ-PGA产量由8.4 g/L提升至30.1 g/L,比优化前提高了260%。经分批补料发酵,60 h时γ-PGA产量最高为59.5 g/L,比摇瓶提高了98%,产率为0.99 g/（L·h）。所产γ-PGA分子量为3.8×10⁶ Da,聚合度较高。【结论】...     

产L-天冬氨酸α-脱羧酶细菌的分离、鉴定及发酵条件优化

【目的】从葡萄园土壤中分离L-天冬氨酸α-脱羧酶的产生菌株,对其进行分类鉴定,优化其产生L-天冬氨酸α-脱羧酶的发酵条件,为β-丙氨酸的生物合成提供基础。【方法】采用变色圈法和液体复筛培养基分离筛选具有L-天冬氨酸α-脱羧酶活力的菌株,对菌株进行形态、生理生化特征试验及16S r RNA序列同源性分析鉴定菌株的系统发育学地位,采用单因素及正交设计试验优化培养基及发酵条件。【结果】筛选到一株L-天冬氨酸α-脱羧酶高产菌株Pan D37,其亲缘关系和特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)较近,且形态与培养特征、生理生化特性与特基拉芽孢杆菌基本相符。研究表明其最佳发酵配方和培养条件为:蔗糖22.5 g/L、富马酸7.5 g/L、蛋白胨20 g/L、L-天冬氨酸6 g/L、Triton X-100 2g/L,起始p H为7.0,装液量50 m L/500 m L,摇床转速220 r/min,种子液接种量为5%(V/V),35°C培养28h。在最优条件下L-天冬氨酸α-脱羧酶活力可达44.57 U/m L,比初筛时提高2.57倍。【结论】分离并获得一株特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)Pan D37,经条件优化后具有较高的L-天冬氨酸α-脱羧酶产生能力,有望应用于β-丙氨酸的工业生产。     

响应面法优化类芽胞杆菌HB172198产褐藻胶裂解酶发酵培养基

为了提高类芽胞杆菌新种HB172198产褐藻胶裂解酶活力,本研究采用响应面法对该菌株液体发酵培养基进行了优化实验。在单因素实验和Plackett-Burman试验筛选出海藻酸钠、胰蛋白胨、NaCl、MgSO4·7H2O等4个显著影响产酶因素的基础上,通过Box-Behnken设计及响应面法进行回归分析,得出产褐藻胶裂解酶最佳发酵培养基,其成分为:海藻酸钠7.50 g/L、胰蛋白胨13.57 g/L、NaCl 29.75 g/L、MgSO4·7H2O 0.08 g/L。优化条件下该菌株最大酶活性达14.60 U/mL,是优化前的1.87倍。本研究为菌株HB172198产褐藻胶裂解酶的大规模生产和工业应用提供了重要的理论依据。     

高渗提高凝结芽孢杆菌P4-102B菌株的电击转化效率

【目的】凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)是一种非常有工业应用前景的微生物,但遗传转化的困难是限制对其进行代谢工程改造的关键因素。本研究主要考察生长培养基、电击缓冲液、复苏培养基中添加高渗剂如山梨醇、甘露醇等对凝结芽孢杆菌转化效率稳定性的影响,并对凝结芽孢杆菌电击转化条件进行优化。【方法】用穿梭质粒p NW33N电转化凝结芽孢杆菌P4-102B,系统地考察高渗条件下细胞生长阶段、感受态菌体浓度、电击缓冲液组分和复苏培养基组成等因素对转化效率的影响。【结果】同一电场压力下高渗体系转化效率较低渗体系明显提高且稳定性较好,菌体在含有0.5 mol/L山梨醇的LB培养基中生长到OD600为0.8时收集,用SMG[0.5 mol/L山梨醇,0.5 mol/L甘露醇,10%(质量体积比)甘油]电击缓冲液洗涤菌体4次制备感受态,在固定电场强度14 k V/cm、脉冲时间5 ms、1 mm规格的电转杯进行电击转化,电转化后立即加入含有0.5 mol/L山梨醇和0.38 mol/L甘露醇的LB复苏培养基培养,能够获得最佳的转化效率2.7×102 CFU/μg DNA。【结论】使用高渗电击转化法能够提高电击转化的稳定性和重复性,并且可以获得较高的转化效率。     

阿维菌素生产菌的常压室温等离子体诱变育种及培养基优化

【目的】通过诱变筛选技术选育阿维菌素高产突变株,对其发酵培养基进行响应面优化,提高阿维菌素产量。【方法】采用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术,结合链霉抗性和卡那霉素抗性筛选法及96深孔板高通量筛选法,筛选阿维菌素高产株。在单因素实验的基础上,应用响应面分析法对其发酵培养基进行优化,最后确定最佳培养基配方。【结果】获得一株遗传性状稳定的阿维菌素高产株K-1A6,其阿维菌素产量达到4.22 g/L,比出发菌株9-39提高了23.4%,在最佳培养基中阿维菌素产量达到5.36 g/L,较优化前提高了27.01%。【结论】通过对阿维链霉菌9-39菌株进行ARTP诱变筛选及发酵培养基优化研究能显著提高阿维菌素的产量。     

植物乳杆菌CLP0279发酵生产低温SOD培养基的优化

【目的】提高植物乳杆菌CLP0279发酵生产低温超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的能力。【方法】在单因素实验基础上,采用Plackett-Burman (PB)设计、Box-Behnken (BB)设计和响应面分析法(RSM),对发酵培养基进行优化。【结果】植物乳杆菌CLP0279产低温SOD最佳发酵培养基(g/L)：玉米粉25.000,磷酸二氢钾2.600,磷酸氢二钾1.830,硫酸铜0.011,硫酸锌0.014。在最佳培养基条件下产酶活力达到194.82 U/ml,是优化前的1.36倍。【结论】通过响应面分析,对植物乳杆菌CLP0279发酵生产低温SOD的培养基进行优化,明显提高了产酶能力。确定了磷酸氢二钾、硫酸铜和硫酸铵为发酵培养基中影响酶活的3个关键因子。研究结果为SOD的发酵放大提供了依据。     

响应面法优化解淀粉芽孢杆菌C101发酵培养基

采用响应面法对解淀粉芽孢杆菌C101菌株产芽孢发酵培养基进行了优化。利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响产孢的3个主要因素:MnSO4、KH2PO4和(NH4)2SO4。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。结果表明,蔗糖20 g/L,尿素4.0 g/L,豆粕4.0 g/L,KNO3 2.0 g/L,Na2HPO4 2.4 g/L,KH2PO4 0.52 g/L,(NH4)2SO4 0.55 g/L,NaCl 1.0 g/L,MgSO4·7H2O 0.50 g/L,FeSO4 0.005 0 g/L,MnSO4 0.005 4 g/L,C101最大理论芽孢含量为14.67×108个/mL。经3次平行试验验证,实际平均芽孢含量与预测芽孢含量相近,比之前的芽孢含量提高了188%。     

抗肿瘤银杏内生真菌Aspergillus oryzae YX-5发酵 培养基的优化

【目的】对一株具有抗肿瘤活性的银杏内生真菌Aspergillus oryzae YX-5的发酵培养基进行优化。【方法】以发酵后的菌体干重、粗提物质量和粗提物抗肿瘤活性为指标,通过单因素实验选出合适的碳源和氮源,再以选出的碳源、氮源以及K2HPO4、MgSO4·7H2O、KCl共5个因素进行正交实验,确定出最适宜的发酵培养基配方。【结果】YX-5的最佳发酵培养基配方为葡萄糖45 g/L,蛋白胨8 g/L,K2HPO4 0.5 g/L,MgSO4·7H2O 0.2 g/L,KCl 1 g/L,FeSO40.01 g/L。优化后菌体干重、代谢物的产量和抗肿瘤活性分别提高了41.88%、226.52%和19.31%。【结论】通过对米曲霉菌(Aspergillus oryzae)YX-5的发酵培养基进行优化,明显提高了粗提物产量和抗肿瘤活性,这对后期规模化发酵中减小发酵规模和降低工作量十分有利。     

谷氨酸棒状杆菌发酵生产L-瓜氨酸及发酵条件优化

以代谢控制发酵理论为指导,重点对C.glutamicum 366菌株进行摇瓶发酵条件的优化。应用响应面法优化发酵培养基的配比,优化后的发酵培养基:葡萄糖63.33 g/L、精氨酸196.96 mg/L、(NH4)2SO445.79 g/L、生物素35.72μg/L、K2HPO4·3H2O 1.0 g/L、KH2PO41.0 g/L、Mg SO4·7H2O、0.25 g/L、Mn SO4·H2O 0.02 g/L、Fe SO4·7H2O 0.02g/L、Zn Cl21 mg/L、Cu SO40.2 mg/L、VB1200μg/L、Ca CO330 g/L。摇瓶发酵培养条件:温度30℃、摇床转速200r/min、初始p H 7.0。在此发酵条件下,菌株进行摇瓶发酵72 h,产L-瓜氨酸14.96 g/L,相比优化之前提高了75.8%。     

一株病原拮抗野生菌株的筛选、鉴定及其发酵工艺优化

为获得广谱抗菌功能野生菌株并提高其发酵产物中抗菌物质的含量。采用管碟法和菌丝生长速率法筛选功能菌株,ITS序列分析鉴定功能菌株,通过响应面法和正交设计优化发酵生产抗菌物质的工艺。筛选到一株强效、广谱抗菌功能菌株,鉴定为Cerrena sp.,其发酵产物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌、枯草芽孢杆菌和水稻纹枯病菌有显著拮抗作用。该菌株的摇甁发酵配方及培养条件为：马铃薯13.99 g/L,蔗糖 41.58 g/L,VB1 0.027 g/L,麸皮7 g/L,KH₂PO₄ 2 g/L,MgSO₄·7H₂O 2 g/L;摇床温度28 ℃、发酵周期10 d、种龄4 d、接种量8%、初始pH为5.0、装液量110 ml/250 ml。该菌株有明显抑菌活性,发酵工艺优化后抗菌活性提高了30.37%,为该菌株今后的应用、抗菌剂的分离提纯和产业化提供了实验依据。     

一株地衣芽胞杆菌产碱性蛋白酶条件优化

【背景】碱性蛋白酶是众多芽胞杆菌的发酵产物,是工业上极其重要的一类酶。【目的】利用酪素培养基从环境样品中筛选出一株产碱性蛋白酶的菌株,对传代次数、发酵的碳源、氮源、金属离子、磷酸盐、初始pH、接种量和温度进行优化,提高其产碱性蛋白酶的能力并降低发酵成本。【方法】采用革兰氏染色法、扫描电镜、生理生化试验、16S rRNA基因序列对分离的菌株进行鉴定;采用单因素、Plackett-Burman、最陡爬坡和响应面试验优化碱性蛋白酶的发酵条件,使用Minitab对试验数据进行分析。【结果】经鉴定分离菌株为地衣芽胞杆菌,命名为Bacillus licheniformis NWMCC0046。优化后的发酵培养基组成为（g/L）:豆粕50.00,葡萄糖10.00,酵母浸膏13.46,CaCl₂ 0.50,Na₂HPO₄·12H₂O 4.00,KH₂PO₄ 0.30;优化后的培养条件为:pH 7.5,34.81℃,接种量4.13%。在此条件下,摇瓶发酵48 h时碱性蛋白酶...     

响应面设计优化绿僵菌固体发酵条件

【目的】为了提高绿僵菌分生孢子产量及孢子质量,应用响应面设计对金龟子绿僵菌菌株CY-1(Metarhizium anisopliae)进行固体发酵培养基的优化。【方法】单因素试验基础上,采用响应面试验设计方法优化培养基组分。【结果】添加了碳、氮营养的最佳固体发酵培养基为玉米粉:稻壳=8:2,料水比1:0.8,葡萄糖0.8%,硫酸铵2.5%,磷酸二氢钾0.8%;在固体培养基上的理论产孢量为7.45×10~9个/g;验证后实际为6.94×10~9个/g。【结论】运用响应面法对绿僵菌固体发酵的培养基成分进行优化,得到了绿僵菌孢子粉,为孢子粉进行地下害虫防治和制剂加工的研究奠定了基础。