阿维链霉菌发酵培养基的优化

通过优化发酵过程中培养基的组成使得阿维链霉菌的发酵单位及有效组分Bla含量提高。采用单因子试验法及均匀设计试验法分析各种营养成分及其配比对阿维链霉菌Co39-15发酵单位和有效组分Bla含量的影响。获得最佳的种子培养基和发酵培养基配方,发酵单位及有效组分Bla含量比原来的发酵水平分别提高了20%～30%、8%～10%。利用单因子试验法及均匀设计试验法对抗生素的发酵培养基进行优化,是一种快速、效果显著的方法。     

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。     

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。     

产低温脂肪酶菌株CZW001发酵培养基优化研究

【目的】研究产低温脂肪酶菌株CZW001发酵培养基。【方法】在单因素试验的基础上, 采用Plackett-Burman (P-B)设计, Box-Behnken (B-B)设计和响应面试验设计(RSM), 在20 °C、pH 8.0、160?r/min发酵2 d条件下, 对发酵培养基进行优化。【结果】该菌株最适产酶培养基为(g/L): 葡萄糖7.68, 橄榄油21.93, 硫酸铵2.0, 磷酸二氢钾1.0, 硫酸镁0.27, 氯化钙0.3, 氯化钠20.0, 吐温-80 1.0。其最高酶活为62.8 U/mL, 比优化前提高了3.14倍。【结论】通过对产低温脂肪酶菌株CZW001发酵培养基优化研究, 明显提高低温脂肪酶活力。     

海藻希瓦氏菌(Shewanella alga)发酵培养基条件优化的研究

目的:优化海藻希瓦氏菌生产河豚毒素的发酵培养基。方法:通过测定菌体密度(用OD600表示)和菌体收获量,研究了部分初始条件及添加不同营养物质对海藻希瓦氏菌生长的影响,采用单因素试验和正交试验对发酵条件进行了优化。结果:最适发酵初始pH为7.5,最适摇瓶装液量为150mL。通过正交试验找出最大影响因素为葡萄糖供应,优化后的培养基最佳配方为:在2216E培养基中添加1.0%葡萄糖、2.5%酵母粉、1.0%磷酸高铁。结论:优化后的培养基培养供试菌,菌体收获量比在2216E培养基中培养增加了2.012g.L-1。     

罗伊乳杆菌增殖培养基中碳源氮源的优化

目的提高罗伊乳杆菌的发酵活菌数,以提高发酵产率,降低生产成本。方法采用光电比浊法与活菌计数法,通过单因素试验和正交设计方法对罗伊乳杆菌的增殖培养基的碳源和氮源进行优化,并且绘制优化前后的生长曲线。结果罗伊乳杆菌增殖培养基中最佳的碳源、氮源种类与浓度为葡萄糖2.1%、蔗糖3.0%、牛肉膏1.5%、酵母粉1.4%,最佳的培养时间为10h。结论通过优化罗伊乳杆菌的增殖培养基,提高了发酵产率,降低了生产成本。     

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...     

两株内生真菌菌株固态发酵培养基优化

【目的】研究内生真菌菌株YCEF005、YCEF053固态发酵培养基。【方法】通过单因素试验和正交试验设计优化固态发酵培养基基质组成;通过单因素试验和均匀试验设计及神经网络结合遗传算法优化基质外加组分和接种量。【结果】优化的YCEF005培养基基质组成(质量比)为麸皮50%、豆饼粉10%、米糠20%、玉米碎粒20%;YCEF053培养基基质组成为麸皮60%、豆饼粉10%、米糠10%、玉米碎粒20%。YCEF005基质外加组分和接种量(/kg基质)为蔗糖12.96 g、蛋白胨12.70 g、NH4NO3 4.00 g、KH2PO4 1.50 g、Ca SO4 10.00 g、Mg SO4 0.48 g、含水量500 g、接种量24 m L。YCEF053基质外加组分和接种量(/kg基质)为蔗糖13.37 g、蛋白胨14.02 g、Na NO33.85 g、KH2PO4 1.23 g、Ca SO4 10.89 g、Mg SO4 0.52 g、含水量480 g、接种量20 m L。在优化培养基上发酵7-9 d获得最大发酵生物产量。【结论】通过对固态发酵培养基的优化提高了发酵的生物产量。     

响应面法优化嗜热厌氧杆菌X514产乙醇合成培养基

嗜热厌氧杆菌X514(Thermoanaerobactersp.X514)能同时发酵五碳糖、六碳糖并产出乙醇,是纤维素乙醇生产中最具潜力的菌株之一。单因子试验证明,酵母提取物中对X514乙醇发酵起决定性影响的组分为B族维生素,并进一步确定了B族维生素中对乙醇发酵有影响作用的6种维生素。结合培养基中的其他影响因子,应用Plackett-Burman试验设计方法,筛选出X514乙醇发酵的极大影响因子为NH4Cl、烟酸及硫胺素。随后用最陡爬坡试验确定了影响因子最佳取值区域,并利用响应面方法优化合成培养基。优化结果显示,当以5 g/L葡萄糖为底物时,在NH4Cl、烟酸及硫胺素的浓度分别为1.05 g/L、6.4 mg/L及7.0 mg/L的条件下,X514的乙醇产出浓度达到最优理论值34.46 mmol/L。试验验证该条件下乙醇产出浓度为33.78 mmol/L。试验值与理论值接近,原始矿物质培养基中乙醇产出浓度的5.1倍,并与添加5 g/L的酵母提取物培养基的乙醇产出浓度(34.67 mmol/L)相当。     

拮抗链霉菌S24 发酵培养基的优化及其对黄曲霉的抑菌作用

拮抗链霉菌S24对黄曲霉、赭曲霉、黑曲霉等粮食和饲料中常见的曲霉菌具有广谱抗性。优化了该菌株抗菌物质高产发酵培养基配方,并分析该菌株产生的抗真菌物质对黄曲霉的抑菌作用。通过单次单因子试验、正交试验,对S24菌株抗菌物质的发酵培养基进行了优化,利用显微镜观察,研究了S24菌株产生的抗菌物质对黄曲霉菌丝及孢子的抑制作用。获得适合S24菌株抗菌物质产生的最佳培养基配方为：淀粉10 g、葡萄糖40 g、黄豆饼粉24 g、酵母浸膏粉8 g、KH2PO4 4 g、CaCO3 0.8 g、水 1 L。优化后的发酵培养基     

Optimization of bio-hydrogen production from biodiesel wastes by Klebsiella pneumoniae

Biodiesel wastes containing glycerol were utilized by Klebsiella pneumoniae DSM 2026 to produce hydrogen. The optimization of medium components was performed using both Plackett-Burman and uniform design methods. Using the Plackett-Burman design, glycerol, yeast extract, NH(4)Cl, KCl and CaCl2 were found to be the most important components, which were further investigated by uniform design and second-order polynomial stepwise regression analysis. The optimized medium containing 20.4 g.L(-1) glycerol, 5.7 g.L(-1) KCl, 13.8 g.L(-1) NH(4)Cl, 1.5 g.L(-1) CaCl(2) and 3.0 g.L(-1) yeast extract resulted in 5.0-fold increased level of hydrogen (57.6 mL/50 mL medium) production compared to initial level (11.6 mL/50 mL medium) after 24 h of fermentation The optimization of fermentation condition (pH, temperature and inoculum) was also conducted. When the strain grew in the optimized medium under optimal fermentation condition in a 5-L stirred tank bioreactor for batch production, hydrogen yield and production reached 0.53 mol/mol and 117.8 mmol/L, respectively. The maximum hydrogen evolution rate was 17.8 mmol/(L.h). Furthermore, 1,3-propanediol (6.7 g.L(-1)) was also obtained from the liquid medium as a by-product.     

耐底物腈水合酶融合子的产酶条件优化

采用正交设计法对耐底物腈水合酶融合子的发酵条件进行优化,以发酵液起始pH,发酵周期,接种量,装料系数作为考察因素,最终确定最佳发酵条件为:起始pH8.0、发酵周期54h、接种量12％、装液系数12％.在此优化条件下融合子腈水合酶的活力达到1100万U/ml,较优化前提高了83.3％.通过响应面法对发酵培养基配方进行优化研究,采用Plackett-Burman法对8个因素进行了筛选,结果表明,葡萄糖、尿素、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾是影响发酵液腈水合酶产量的主效应因子.用最陡爬坡试验及Central composite design设计进一步优化,利用Design-Expert软件进行二次回归分析,得到各因素的最佳浓度为:葡萄糖22.62g/L、尿素9.76g/L、K2HP04 1.22g/L、KH2PO41.268g/L.在此培养基优化配方下融合子腈水合酶的活力达到1280万U/ml,较原配方的酶活提高了16.4％.     

应用响应面法优化嗜热脂肪土芽孢杆菌培养基

目的：筛选并优化嗜热脂肪芽孢杆菌CHB1液体发酵培养基。方法：通过Plackett-Burman试验和响应面分析方法,确定培养基的主要影响因素和最佳浓度。结果：利用SAS软件进行分析,确定对响应值影响最大的3个因素为豆粕、酵母粉、K2HPO4。最佳培养基组成为0.51%、豆粕浓度为0.425%、K2HPO4浓度为0.994%。根据模型预测得到的理论最大菌数为2.94×10^8cfu。在初始条件下实验,菌数为2.40×10^8cfu,在优化的最佳培养基条件下,实际的菌数为3.06×10^8cfu。菌数比优化前提高了27.3%。试验值与预测值的误差为4.08%。结论：实验值与模型预测值拟合良好。     

响应面法优化叶酸高产菌发酵培养基及发酵条件

采用响应面法对叶酸产生菌产朊假丝酵母Y2.12的发酵发酵培养基及发酵条件进行优化.首先,采用Plackett-Burman方法对影响发酵各因素的效应进行评价,筛选出有显著效应的3个因素：碳源乳糖、pH值和摇床转速;并通过Box-Benhnken设计和响应面分析法对这3个主要影响因素进行分析.结果表明,优化后这3个因素的最佳值为摇床转速196r/min、pH7和碳源乳糖含量为6.25%.采用优化后的发酵培养基及发酵条件进行摇瓶发酵,叶酸的含量可达23.14±0.13mg/L,取得了很好的优化效果.     

利用数学统计方法快速优化木聚糖酶液体发酵培养基

木聚糖是植物中半纤维素的主要成分,含量仅次于纤维素的可再生多糖资源。木聚糖酶的使用可以有效提高半纤维素的利用,降低原料成本,减少污染,保护生态环境。应用快速有效的数学统计方法对木聚糖酶生产菌黑曲霉（A8pergillus niger）FS418液体发酵培养基进行优化。首先采用Plackett-Burman设计对培养基中8因素进行筛选,获得影响产酶3个最重要的营养组分：蛋白胨、麸皮、甘蔗渣;然后采用响应面分析法对3个因素进行3水平的优化,得到它们的最佳组合：麸皮6.0％、蛋白胨0.2％、甘蔗渣0.4％。优化后液体发酵水平比初始设计有了较大提高,最终产酶水平达到5147.29U／mL、实测值与模型的预测值只有0.8％的误差。     

Optimization of culture medium composition for cellulolytic bacteria by mathematical methods

The culture medium composition for cellulolytic bacteria growing on sugar cane wastes was optimized. A modified method of Rosenbrock was employed for shaker culture medium and a factorial plan design for fermentor culture medium optimization. A much more economical and productive medium was obtained for the production of single cell protein (SCP). A biomass concentration of 4.3 g/L was obtained in the optimized medium in batch fermentation, in comparison with 2.8 g/L previously obtained in the traditional medium under similar conditions.     

Optimization of fermentation medium by a modified method of genetic algorithms

Summary During the study of mevinolin biosynthesis by Aspergillus terreus ATCC 20542, 10 different medium components were selected for medium optimization. A new optimization method based on genetic algorithms and inductive learning was used for experimental design. For better efficiency the method was supported by a model, constructed with machine learning method, to predict the productivity. In four generations of fermentation experiments the productivity increased nearly three times.     

Optimization of alkaline protease production by batch culture of Bacillus sp. RKY3 through Plackett-Burman and response surface methodological approaches

The proteolytic enzymes are the most important group of commercially produced enzymes. The production of alkaline protease was optimized using a newly isolated Bacillus sp. RKY3. The fermentation variables were selected in accordance with the Plackett-Burman design and were further optimized via response surface methodological approach. Four significant variables (corn starch, yeast extract, corn steep liquor, and inoculum size) were selected for the optimization studies. The statistical model was constructed via central composite design (CCD) using three screened variables (corn starch, corn steep liquor, and inoculum size). An overall 2.3-fold increase in protease production was achieved in the optimized medium as compared with the unoptimized basal medium. Enzyme activity increased significantly with optimized medium (939 u ml(-1)) when compared with unoptimized medium (417 u ml(-1)).     

响应面法优化波赛链霉菌JMC 06001发酵培养基

采用响应面法对产生抑菌活性物质的波赛链霉菌（Streptomyces peucetius）菌株JMC 06001的发酵培养基进行优化。首先采用Minnimum Run Equireplicated Res IV设计对初始发酵培养基的8个营养因素进行筛选,获得影响产生抑菌活性物质的3个主要影响因素：葡萄糖、大豆粉和NaCI;然后用最陡爬坡实验快速逼近最大响应区域;最后,结合Box-Behnken设计及响应面分析,确定主要影响因素的最佳浓度,得出该菌株产抑菌活性物质的最优发酵培养基配方为：葡萄糖1．2％,麦芽糖0．7％,蛋白胨0．9％,大豆粉1．4％,NaCl3．7％,CaCO3 0．1％,复合盐A液2．0％,复合盐B液0．1％,起始pH值7．0。用优化后的培养基发酵所得发酵液对敏感指示菌藤黄八叠球菌的抑菌圈直径达31．5mm,与预测值的相对偏差仅为1．59％,与用初始发酵培养基发酵所得发酵液的抑菌效果（抑菌圈直径26．5mm）相比提高了18．9％。     

基于稳健性设计优化L-赖氨酸发酵过程

目的:选择发酵系统中各可控因素的最佳水平组合,从而减少各种干扰的影响,以获得稳健的赖氨酸产量。方法:利用田口法的内外表与Box性能规则优化赖氨酸发酵条件。结果:通过实验得知,转速、硫酸铵和葡萄糖浓度对发酵影响较大;结果稳定的最优发酵条件为初始葡萄糖浓度为80g/L、硫酸铵浓度为42g/L、转速为225r/min、初始pH值为6.7、接种量为8%。经实验验证,最优化发酵条件是低灵敏度的,最优目标值比较稳健。在10L自动发酵罐上培养65h,L-赖氨酸盐酸盐的产量为165.68g/L,比优化前提高了12.4%。结论:基于稳健性设计所得的最优发酵条件参数,可使目的产物产量稳定,便于生产操作。