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。     

短短芽胞杆菌功能基因的研究及其应用

短短芽胞杆菌分布广泛,并且在不同生长阶段,菌落形态也有所不同。目前已经完成2株短短芽胞杆菌的全基因组测序,但只对短短芽胞杆菌部分基因的功能进行了研究,如编码二硫化物氧化还原酶的基因bdb、α-乙酰乳酸脱羧酶的基因aldB、耐碱性木聚糖酶xylB基因和细胞壁的合成基因等,特别是具有抗菌活性的短杆菌酪肽的合成过程及所需酶的基因均有研究。短短芽胞杆菌在生物防治、作为分泌表达外源蛋白的宿主及环境治理等领域有广泛应用前景。     

利用响应面分析法优化胶质类芽胞杆菌初级种子培养基

采用响应面分析法（RSM）对胶质类芽胞杆菌的初级种子培养基进行了优化,以提高其菌体密度和后续发酵效率。首先采用单因子试验筛选出提升菌体密度的适宜碳源和氮源,分别为麦芽糖和胰蛋白胨,在此基础上采用Plackett Burman(PB)试验设计法,对9种影响菌体生长繁殖的因素进行了评价,结果表明,麦芽糖和MgSO₄·7H₂O对菌体繁殖影响最为显著。用快速登高试验逼近关键因素的最大响应区域,通过中心组合试验和验证试验,获得胶质类芽胞杆菌优化培养基成分为麦芽糖 2.5 g/L,胰蛋白胨1.0 g/L,MgSO₄·7H₂O 0.73 g/L,K₂HPO₄·3H₂O 0.4 g/L,NaCl 0.06 g/L,FeCl₃ 0.6 mg/L,水杨酸10 mg/L,CaCO₃ 1.0 g/L。使用该优化培养基可将菌体密度较优化前提高了近10倍,含量达到4.12×10² cfu/mL。结果为提高胶质类芽胞杆菌的生产发酵水平和保证产品质量提供依据。     

响应面法对抑制多杀性巴氏杆菌的枯草芽胞杆菌五倍子发酵液发酵条件的优化

目的利用响应面法对枯草芽胞杆菌AP139与中草药五倍子混合发酵液针对多杀性巴氏杆菌PM2010的抑菌效果进行优化,为畜禽多杀性巴氏杆菌病防治提供参考。方法采用Plackett-Burman设计法对影响枯草芽胞杆菌AP139与中草药五倍子发酵液抑菌效果的8个因子的重要性进行考察,筛选出对抑菌效果具有显著性影响的主效应因素,再通过中心组合设计和响应面分析法确定各显著影响因子的最佳水平。结果优化后的发酵条件为:蛋白胨10g/L,葡萄糖20g/L,NaCl 5g/L,MgSO_4·7H_2O_2.26g/L,五倍子3%,接种量2.04%,温度35℃,培养48h。结论通过响应面法优化后,枯草芽胞杆菌AP139与五倍子发酵液对巴氏杆菌PM2010抑菌圈效果达到了29.8711mm,相对于发酵条件优化前提高了1.92倍。     

枯草芽胞杆菌甘露聚糖酶发酵条件优化

旨在以枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis J为生产菌株,发酵生产β-甘露聚糖酶,通过优化产酶条件,以达到提高β-甘露聚糖酶产量的目的。利用DNS比色法检测β-甘露聚糖酶活力,采用单因素试验,研究碳氮源种类及碳氮源浓度、温度、pH、接种量和装液量对菌株Bacillus subtilis J发酵产β-甘露聚糖酶的影响,结合响应面试验设计确定菌株Bacillus subtilis J发酵产甘露聚糖酶的最优发酵培养条件。单因素试验和响应面试验得到最优的发酵条件为魔芋粉28 g/L,胰蛋白胨21 g/L,K₂HPO₄ 6 g/L,MgSO₄·7H₂O 1 g/L,温度31℃,pH值8.5,接种量1%(体积分数),装液量50 mL/250 mL,发酵周期24 h。利用优化后的培养基生产β-甘露聚糖酶,其酶活力达到84.38 U/mL,是初始发酵培养基产酶活力的3.36倍。通过对发酵条件的优化,大幅度提高了β-甘露聚糖酶的产量,为其工业生产提供参考。     

高产纤维素酶枯草芽胞杆菌S-16的筛选及其发酵工艺优化

利用刚果红鉴别培养基及基础液体筛选培养基进行菌种筛选,从新疆盐碱地分离得到的16株菌株中筛选获得一株产纤维素酶活力较高的菌株S-16,对该菌株进行16SrDNA鉴定,确定该菌为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)。对S-16发酵产纤维素酶的主要影响因素进行研究,分别考察了碳源、氮源、培养基初始pH和接种量等因素对发酵产纤维素酶的影响。结合单因素影响实验得到优化后的培养基配方为:羧甲基纤维素钠1.5%,酵母粉1%,NaCl 1%,MgSO_4·7H_2O 2‰,KH_2PO_4·3H_2_O 1‰。优化后的发酵条件为:初始pH为8,接种量1%,种龄8h,培养时间48h。经过发酵工艺优化,S-16产生的羧甲基纤维素酶活(CMCase)和滤纸酶活(FPase)分别达到4.64IU/mL和0.46IU/mL,与初始培养条件下的酶活相比分别提高了3.14倍和1.30倍。本研究得到的枯草芽胞杆菌S-16及其优化发酵工艺为秸秆的快速腐熟和高产纤维素酶的应用奠定了基础。     

响应面法优化赖氨酸发酵培养基

运用Ｂｏｘ－Ｂｅｈｋｅｎ设计的响应面试验（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ－ｓｕｒｆａｃｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ）对黄色短杆菌（Ｂｒｅｕｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｆｌａｕｕｍ）ＦＢ４２进行赖氨酸发酵的培养基进行了优化。响应面法对７２小时分批发酵结果的优化分析表明：硫酸铵、豆饼水解液及玉米浆三种因素对赖氨醚发酵无明显的交互作用,在硫酸铵、豆饼水解液和玉米浆的浓度分别为５％、２％和３％时,发酵液中的产酸达到５４．０６ｇ／     

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。     

营养因子对苏云金芽胞杆菌4.0718 产杀虫蛋白Cry1和Cry2的影响

为了提高杀虫蛋白Cry1和Cry2产量,首先采用Plackett-Burman设计筛选出发酵培养基中影响苏云金芽胞杆菌4.0718表达毒蛋白Cry1的显著性因子为黄豆饼粉和MnSO4·H2O,Cry2的产量在该配方中无显著性影响因子.然后利用最速上升实验逼近Cry1最大产出区域,找到后续试验中心点.最后通过响应面优化得到黄豆饼粉和MnSO4·H2O的最佳浓度为11.5 g/L和0.02 g/L,使Cry1和Cry2产量分别达到0.32 mg/mL和0.11 mg/mL,比原优选配方产量提高了两倍多.该优化配方发酵液对棉铃虫的半致死浓度(LC50)为1.09 μL/mL,杀虫活性比原优化配方显著提高.     

响应面法优化洋葱假单胞菌产脂肪酶液体发酵工艺

用响应面法对洋葱假单胞菌G-63液体发酵产脂肪酶条件进行了优化。首先运用单因子试验筛选出麦芽糖和豆粉水解液为最适碳源和氮源。在此基础上,通过Plackett-Burman设计试验,对影响产酶条件的11个相关因子进行评估并筛选出具有显著效应的3个因子:橄榄油、豆饼粉水解液以及初始pH值。在用最陡爬坡实验逼近以上3个因子的最大响应区域后,采用响应面分析法,确定出橄榄油、豆粉水解液的最佳浓度和最佳初始pH值分别为4.337%,1.956%和8.38。优化后液体发酵培养基中脂肪酶活力提高到44.39 U/mL,比初始酶活13.45 U/mL提高了3.3倍。     

响应面法优化杀鱼假交替单胞菌2515发酵培养基

杀鱼假交替单胞菌(Pseudoalteromonas piscicida)2515是一株具有广谱抗弧菌性能的菌株，为提升菌株2515的培养生物量，通过单因素优化方法，研究碳源、氮源、无机盐等营养成分对菌株2515的发酵产量的影响，确定关键营养因子，利用响应面分析法对影响菌株2515生物量的关键营养因子进行优化。结果显示，菌株2515的最佳发酵培养基配方为麦芽糖2.85 g/L、CaCl₂ 0.65 g/L、MnCl₂ 0.10 g/L、酵母膏3.85 g/L、胰蛋白胨10 g/L、NaCl 10 g/L。优化后的培养基使菌株2515在锥形瓶和发酵罐中发酵的OD₆₀₀值分别为1.416和1.866,生物量分别提高了36.4%和40.4%,其发酵上清液和细胞内容物的抑菌活性分别提高了28.2%和27.2%。表明响应面法优化后的培养基有利于提高菌株2515的发酵生物量及抗菌效果，研究结果为菌株2515的后续开发应用提供了参考。     

响应曲面法优化Gluconobacter melanlgenu X42培养基

采用Plackett-Burman设计、最陡爬坡试验和中心组合试验相结合的策略对Gluconobacter melanlgenu X42转化培养基进行优化。试验结果表明:最佳转化培养基组成为麦芽抽提物0.46 g/L、蛋白胨2.07 g/L、Ca CO30.70 g/L、Zn SO40.04 g/L。优化后L-山梨糖生成量提高了9.9%。可以应用响应曲面法对G.melanlgenu X42转化培养基进行优化。     

短乳杆菌与植物乳杆菌的发酵特性

【背景】目前对于酸菜发酵的研究主要关注点是植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),有关短乳杆菌(Lactobacillus brevis)在酸菜方面的研究报道很少。【目的】为了挖掘短乳杆菌的发酵性能并开发酸菜发酵剂,将2株短乳杆菌分别与1株植物乳杆菌进行组合并发酵酸菜,分析短乳杆菌对酸菜发酵品质的影响。【方法】分别测定短乳杆菌与植物乳杆菌的单菌株生长产酸性能、耐酸性及亚硝酸盐降解力,并将两菌种组合后发酵酸菜,分析1-7d内酸度、乳酸菌活菌数、亚硝酸盐含量及酸菜质构特性的变化趋势。【结果】相较于短乳杆菌Lb-9-2,短乳杆菌Lb-5-3的生长和产酸速率较慢、酸耐受力较弱,但其亚硝酸盐降解力较强。两株短乳杆菌分别与植物乳杆菌Lp-9-1组合后产酸力显著增强,并在3 d时达到最低pH值(约3.10);植物乳杆菌Lp-9-1的添加使酸菜中总体乳酸菌生长延迟,在5 d时达到最高活菌数;组合菌种的样品中亚硝酸盐含量在1-7 d内变化较为平缓,前5天内两个组合之间差异不显著;接种乳酸菌会降低酸菜硬度和弹性,发酵3d时Lb-5-3/Lp-9-1组合的硬度最大,感官评价得分最高。【...     

Optimization of Phosphatidylinositol-specific Phospholipase C Production Using Response Surface Methodology

Summary Response surface methodology was employed in optimizing the nutrient levels needed towards the optimal production of phosphatidylinositol-specific phospholipase C enzyme by Bacillus thuringiensis serovar. kurstaki. A 2³ factorial central composite experimental design was used. The multiple regression equation, relating the enzyme activity to the nutrient medium, was used to find the optimum values of glucose, peptone and dipotassium hydrogen phosphate. The optimum values of these variables for maximal enzyme production were found to be: glucose, 6.5 g l⁻¹; peptone, 5.38 g l⁻¹ and dipotassium hydrogen phosphate, 6.36 g l⁻¹ with the predicted enzyme activity of 0.96 U ml⁻¹.     

利用响应面分析方法优化生防细菌B579增殖培养基

采用响应面法(Response Surface Methodology,RSM)对影响生防细菌B579生长的黄豆饼粉、玉米粉、牛肉膏3个主要因子的最佳水平及其交互作用进行了研究与探讨。结果表明黄豆饼粉、玉米粉、牛肉膏分别在30.2、31和23.5g/L的条件下,可使B579获得最大菌体量。验证试验证实了该方程的预测值与实际值之间吻合较好。优化后的培养基使菌体量从起始LB培养基的8×109cfu/mL提高到8×1011cfu/mL。     

利用响应面法优化L-组氨酸摇瓶发酵培养基

通过单因素实验对L-组氨酸产生菌LGS4的发酵培养基成分进行筛选,确定了3个影响较大的重要因素,即酵母膏、尿素、硫酸镁。在此基础上,采用二次响应面分析法进行回归分析,得到各因素的最佳水平值。经5批培养验证,预测值与验证试验平均值接近。优化后培养基组成为(g.L-1):蔗糖150,硫酸铵50,酵母膏10,尿素1.2,MgSO42.2,KH2PO41.5,K2HPO40.5,Na2HPO40.5。优化后的发酵培养基使LGS4菌株的L-组氨酸产量提高了15.25%。     

响应面法优化金针菇栽培工艺的研究

以提高金针菇单瓶产量为目的,以常规生产为对照,通过单因素试验、Plackett-Burman试验、响应面优化法、验证试验分析培养基装瓶量、灭菌前pH、接种量、搔菌深度、搔菌补水量对金针菇单瓶平均产量的影响。单因素试验结果表明,单瓶平均产量分别在装瓶量1 000 g、灭菌前pH值 6.80、接种量35 mL、搔菌深度10 mm、搔菌补水量10 mL时达到最大值;Plackett-Burman试验表明装瓶量、灭菌前pH和搔菌补水量是影响金针菇单瓶平均产量的关键因素;响应面优化法预测的最优化条件为培养基装瓶量1 004.05 g、灭菌前pH值6.83、搔菌补水量11.41 mL,金针菇单瓶平均产量为473.81 g;结合单因素试验及响应面预测,将验证试验设置为培养基装瓶量(1 000±5) g、灭菌前pH值(6.80±0.10)、搔菌补水量(11±1) mL、搔菌深度(10±2) mm、接种量(35±5) mL,金针菇单瓶平均产量为466.36 g,比对照组提高11.63 g,与预测值接近,相对误差为1.57%,试验设计符合生产需求。     

The degradation of Karenia brevis toxins utilizing ozonated seawater

Florida red tides impose both an economic and health impact on the state. The purpose of this research was to examine the effectiveness of ozone to reduce the numbers of Florida red tide organism (Karenia brevis Davis) and its associated toxins in an artificial seawater environment. The results obtained in this experiment showed an approximate 1.25 log₁₀ unit reduction in the major toxin groups recovered after 10 min of ozone exposure (approximately 135 mg). In initial trials, K. brevis toxins were extracted and reintroduced into an artificial seawater (ASW) media. Subsequent experiments exposed whole cell K. brevis culture to ozone treatment. Samples from both experiments displayed approximately 1.10 log₁₀ unit reduction in total toxin and an approximate 1.25 log₁₀ unit reduction in three of the six major toxins associated with K. brevis (PxTx-1, -2, -9). The reduction in toxin concentration, as measured by high performance liquid chromatography (HPLC) analysis, displayed a positive correlation with the reduction of toxicity as determined by a fish (Cyprinodon variegatus) bioassay. Despite large total doses of ozone applied, as compared to levels that might be found at a commercial ozonation facility, some toxins were still recoverable by HPLC after ozone treatment.     

A handheld NASBA analyzer for the field detection and quantification of Karenia brevis

Blooms of Karenia brevis, the red tide forming dinoflagellate in the Gulf of Mexico, cause a myriad of ecological and economic problems for coastal communities, including massive fish and mammal mortalities, and damage to tourism and fisheries/shellfish harvesting industries. There is a need for accurate detection and prediction of K. brevis blooms, including rapid and inexpensive monitoring of both water and shellfish meats to ensure the safety of shellfish harvested for human consumption. To address this issue, we have developed a protocol for easy field extraction of cellular RNA from water samples and coupled it with a handheld nucleic acid sequence-based amplification (NASBA) sensor that amplifies and detects target mRNA specific to the rbcL gene of K. brevis. This extraction protocol is a modified version of the Qiagen RNeasy Mini Kit spin protocol and requires no specialized equipment or training. Once extracted, the RNA is amplified and detected by NASBA in an in-house designed and produced handheld sensor that provides a real-time fluorescence plotting of the amplification. Both the field RNA extraction protocol and the handheld NASBA analyzer compared favorably to laboratory-based technologies. In duplicate reactions, the amplification curves generated with the handheld detector closely mirrored the curves generated with the bench top Nuclisens EasyQ NASBA analyzer and there was no difference in the sensitivity obtained using the handheld device versus the bench top models. This extraction protocol and detection sensor will be a valuable tool for rapidly monitoring K. brevis in field environments.