利用响应面法优化石榴酒发酵工艺条件

攀枝花的石榴品种繁多，籽粒味甜汁多，为了充分利用这一优势资源，本文进行石榴酒发酵，并对其发酵工艺利用响应面分析法进行优化。以酒精度为指标，考虑发酵温度、二氧化硫添加量、酵母接种量对石榴酒发酵酒精度的影响，然后根据中心组合(Box-Benhnken)原理采用三因素三水平的分析法，依据回归确定各工艺条件的影响因素，以石榴酒发酵酒精度为响应面和等高线，分析各个因素的显著性和交互作用，结果表明优化得到石榴酒发酵的最佳工艺条件为二氧化硫添加量51.3 mg/kg，酵母菌接种量5.33%，发酵温度24.98℃，酒酒精度的理论值为9.58%。通过响应面分析优化发酵工艺，为今后石榴酒发酵的更进一步开发提供一定的理论依据。     

产γ-氨基丁酸乳酸菌的发酵优化

为显著提高γ-氨基丁酸的产量,对发酵培养基的装液量、接种量、碳源、氮源、L-谷氨酸（L-Glu）的添加量进行了单因素优化,在单因素基础上进行响应面优化,利用 Plackett-Burman 得出对产γ-氨基丁酸影响最大的因素分别为：葡萄糖、玉米浆、接种量以及发酵时间,用最陡爬坡试验逼近关键因素的最大响应区域。在此基础上,采用 Box-Behnken 试验设计对培养基组分进行进一步优化,得出4种显著因子葡萄糖、玉米浆、接种量以及发酵时间的最佳结果分别为22．0 g·L－1、15．0 g·L－1、19％和48 h。采用优化培养基后,γ-氨基丁酸的产量可达到12．030 g·L－1,较原始培养基的产量增加了5．602 g·L－1。     

响应面法优化泰乐菌素发酵工艺的研究

以弗氏链霉菌(Streptomyces fradiae)为出发菌株,考察发酵工艺中摇瓶转速、接种量、发酵液初始pH,发酵温度4个因素对泰乐菌素含量的影响。在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken响应面设计对各因素进行进一步优化,确定最终发酵条件为:摇瓶转速200r·min-1,接种量7.94%,发酵液初始pH 7.35,温度28.3℃,在此条件下发酵得到的泰乐菌素含量达到13 572μg·mL-1,比优化前提高了19.9%。     

茴香酸产生菌发酵条件的优化

为提高微生物降解反式茴脑获得茴香酸的产量,对假单胞菌Pseudomonas sp.NT2的发酵参数进行优化,以提高降解过程的转化率。利用单因素试验考察碳氮源种类及浓度、反式茴脑添加量、发酵温度、接种量、初始pH以及装液量对茴香酸生成量、反式茴脑降解率的影响,通过Plackett-Burman试验和最陡爬坡试验确定影响茴香酸生成量的显著因素并获取中心点,最后采用Box-Behnken模型进行响应面优化得到最佳发酵条件并验证。结果表明氯化铵浓度、初始pH和装液量是显著影响因素,最佳发酵条件为:柠檬酸钠10 g/L,氯化铵1.26 g/L,反式茴脑添加量1%,发酵温度30℃,接种量4%,初始pH 7.9,装液量42 mL/250 mL。优化后茴香酸生成量为7.24 g/L,为优化前的3.5倍,茴香酸摩尔生成率为80.72%,反式茴脑降解率为89.81%,分别比优化前提高了270.28%和97.78%。综上,假单胞菌NT2是生物转化生产茴香酸的潜力菌株。响应面优化可以显著提高反式茴脑的降解率和茴香酸产量,这为大规模生产茴香酸奠定了基础。     

洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacia)PCL-3产脂肪酶发酵条件研究

研究了洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacia) PCL-3发酵产碱性脂肪酶培养条件的优化。采用单因子试验筛选出糊精为最适碳源,蛋白胨和尿素为复合氮源。通过Plackett-Burman设计试验,对影响产酶条件的8个相关因子进行评估并筛选出具有显著效应的三个因子：尿素、接种量以及初始pH值。用最陡爬坡实验逼近显著因子的最大响应区域后,采用响应面分析法,确定尿素、接种量以及初始pH值最优值分别为0.15％,3.05%和8.59。优化后液体发酵培养基中脂肪酶活力提高到48.88 U/mL,比初始酶活25.37U/ml提高了1.93倍。10 L 的发酵罐中,脂肪酶活力在52h达到最大,为47.69U/mL。     

发酵麸皮多糖酶辅助提取工艺优化及其生物活性研究

通过响应面法优化提取发酵麸皮多糖的工艺,并评价其体外益生和抗氧化活性。以发酵麸皮多糖的得率为响应值,采用纤维素酶酶解与水浴浸提相结合的方法提取发酵麸皮多糖,以纤维素酶添加量、料液比、水浴浸提温度、水浴浸提时间为试验因素建立数学模型,筛选最佳提取工艺条件。通过测定还原力、DPPH和·OH自由基的清除能力对比发酵和未发酵麸皮多糖的体外抗氧化活性,并通过测定嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、两歧双歧杆菌的生长对比发酵和未发酵麸皮多糖的体外益生活性。结果表明,发酵麸皮多糖最佳提取工艺为:料液比1∶16(w/v),酶添加量1 000 U/g,水浴浸提温度90℃,水浴浸提时间60 min,在此条件下发酵麸皮多糖的得率实测值为73. 35%。发酵麸皮多糖具有较强的DPPH和·OH自由基的清除能力,可促进嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和两歧双歧杆菌的生长。     

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。     

添加物及植物组合对瞿麦幼苗铅吸收、生长及品质的影响

通过盆栽试验研究了接种丛枝菌根真菌(AM真菌)、种植共生植物(三叶草)、添加重金属螯合物EDTA和磷肥磷酸钙对铅污染下瞿麦生长和品质的影响,为科学种植中药材提供理论依据.结果表明: 接种AM真菌可以显著抑制铅的吸收(P＜0.05),促进根部发育,使根冠比增大,且活性成分累积最多,大黄素含量为6.5 mg·g^-1;与三叶草共生后,抑制铅吸收的效果不佳且药材品质下降,大黄素含量低于对照组,降至3.2 mg·g^-1.但在AM真菌共同参与后瞿麦的生长量和活性成分有所增加,铅含量达到最低,低至1.3 mg·g^-1;添加重金属螯合剂会使瞿麦生长量下降并促进根部对铅的吸收,铅含量最高可达340.0 mg·g^-1;磷酸钙可固定土壤中其他重金属元素,故更适宜在复合型污染时使用.综合考虑,在保护中药材安全、品质方面AM真菌具有良好的应用价值.     

响应面法优化海洋微生物发酵产生纤溶化合物的培养条件

采用响应面法对海洋微生物长孢葡萄穗霉菌FG216发酵产生纤溶化合物FGFC1 (Fungi fibrinolyticcompound 1)培养条件进行优化.在单因素试验结果的基础上通过Design-Expert软件对培养时间、诱导物添加量、培养温度进行3因素响应面试验设计,以FGFC1产出量为响应值优化菌株FG216的培养条件,并验证响应面预测值与实测值的一致性.结果表明,在培养时间为9d、诱导物添加量为0.5％、培养温度为28℃的最优培养条件下FGFC1产量可达1 978.33 mg/L,实测值与响应面预测值拟合良好,说明通过响应面试验设计对FG216培养条件的优化是有效的.     

黑曲霉固态发酵生产单宁酶的条件优化

研究采用响应面法优化黑曲霉固态发酵生产单宁酶的培养条件。应用Plackett—Burman试验筛选出重要影响因子：五倍子粉含量、（NH4）2SO4浓度以及接种孢子量,最陡爬坡试验逼近最大响应区域。应用Box．Behnken响应面试验对重要影响因子进一步优化。得到最佳培养条件：每250mL三角瓶中装入1．0g五倍子粉、4．4g稻壳和0．5g麸皮、液固比（mL／g）2：1且营养盐溶液组成为（NH4）2s0421g/L、MgSO4·7H2O1g／L、NaCl1g／L,培养基pH自然,接种5．7×10^7个孢子后在30℃温度下培养4d。在此条件下,单宁酶产量从40U／g提高到114U／g,3次重复验证性试验平均值为115U／g,验证了模型的可靠性。     

青霉SWD-28产低温纤维素酶发酵培养基研究

目的:对青霉(Penicillium sp.)SWD-28发酵生产低温纤维素酶的培养基进行优化.方法:在单因素试验的基础上,采用Plackett-Burman(P-B)设计和响应面试验设计(RSM)对产酶进行优化.结果:影响SWD-28产酶的主要因素为玉米粉、硫酸铵和麸皮的添加量.培养基最佳组成浓度为玉米粉2.2%,硫酸铵0.24%,麸皮1.5%,磷酸二氢钾 0.2%,氯化钠 1%,硫酸镁 0.04%,氯化钙 0.03%,吐温-80 0.08%. 结论:此时滤纸酶活力为109.8U/mL,是优化前的2.25倍.     

基于响应面法优化匍枝根霉TP-02液态发酵纤维素酶条件

利用Plackett-Burman设计法(Plackett-Burman,PB),对影响根霉TP-02液态发酵产纤维素酶的8个因子进行了筛选,结果表明,影响该菌发酵产纤维素酶的主要因子为麸皮与稻草的比例、槐糖、Tween 80。利用最陡爬坡试验逼近最大响应区域,在此基础上,采用响应面法(ResponseSurface Methodology,RSM)对这3个因子的影响进行研究,得出纤维素酶产量的数学模型,通过对二次多项回归方程求解,得到3个因子的最优用量:麸皮稻草比例为:3.7:1,槐糖量为:0.62%,Tween 80为0.68 g/L,在优化后的条件下培养96 h,纤维素酶滤纸酶活可达到8.13 IU/mL比优化前提高了38.97%。     

混合菌群发酵秸秆合成菌体蛋白及其动力学分析

混合菌群发酵秸秆可有效提高秸秆纤维的降解率及菌体蛋白的转化率,对拓广蛋白饲料来源、减少环境污染起到积极的作用。本研究以小麦秸秆为原料,在纤维素酶水解预处理的基础上,以米曲霉作为先导菌,进一步分解残留的粗纤维,为后期发酵提供充足的碳源。根据不同微生物的代谢特征和协同机理,试验确定了发酵阶段混合菌群的组成为:米曲霉、产朊假丝酵母和枯草芽胞杆菌;接种顺序为:先接种米曲霉,再接种产朊假丝酵母,最后接种枯草芽胞杆菌。正交试验表明,影响发酵主要因素的主次顺序为:秸秆与麸皮配比>接种比例>发酵时间>接种量>发酵温度;发酵的最适条件为:米曲霉的接种量2.5%,发酵12h后接入5%的产朊假丝酵母,继续发酵8h后接入2.5%的枯草芽胞杆菌,发酵温度为28℃,秸秆与麸皮的配比为4∶1,尿素添加量为1.2%;结合动力学分析,将混合菌群的发酵时间优化为35h,发酵产物中粗蛋白含量由原来的5.47%提高到25%左右。对最适发酵条件下的动力学过程进行了探讨,建立了以Logistic方程为基础的数学模型和动力学方程。本研究表明,混合菌群发酵秸秆提高了发酵产物中的粗蛋白含量。动力学分析对于了解发酵机理、掌握整个发酵过程中混合菌群生长的动态变化、优化发酵工艺具有重要的指导意义。     

三株植物促生木霉的固体发酵工艺优化

【背景】木霉是广泛分布于自然界中的一类真菌,能产生多种酶类和次生代谢产物,具有促进植物生长、提高土壤肥力、拮抗多种土传病原菌等作用。【目的】优化3株植物根际促生真菌(长枝木霉MD30、桔绿木霉JS84及贵州木霉NJAU4742)的固体发酵条件,探究不同发酵条件对木霉产孢量的影响,为木霉菌的生产提供参考。【方法】采用单因素试验和响应面法,对3种木霉在不同发酵条件下的产孢量进行测定并优化,分析了氮源添加、初始pH、物料厚度、接种量、温度等因子对固体发酵的影响。【结果】单因素试验表明,长枝木霉MD30、桔绿木霉JS84与贵州木霉NJAU4742固体发酵时,最佳发酵温度均为28℃、最优木霉菌液接种量均为10%、物料发酵厚度均为3.0 cm,但最佳的初始物料pH与氨基酸水解液添加量有所不同,其中,长枝木霉MD30与贵州木霉NJAU4742发酵最佳的初始pH值为5.0,而桔绿木霉JS84为3.0;长枝木霉MD30与贵州木霉NJAU4742发酵最佳的氨基酸水解液添加量为10%,而桔绿木霉JS84为5%。通过试验分析,确定初始pH、物料厚度、温度为影响产孢量的3个重要因素。响应面分析得到最佳发酵条件：...     

大孔树脂纯化岩高兰多酚的工艺研究

为获得大孔树脂纯化岩高兰多酚的最佳工艺,以岩高兰的地上部分为原料,通过考察6种不同类型树脂(HPD-100、X-5、AB-8、D101、HPD-600、NKA-II)的含水率、吸附率和解吸率的大小,筛选出一种最适合纯化岩高兰多酚的树脂。在此基础上,选择对纯化工艺影响较大的4种因素(上样浓度、乙醇浓度、洗脱流速、洗脱体积),进行响应面法分析得到最佳工艺。结果表明:HPD-600型大孔树脂对岩高兰多酚的纯化效果最佳,其最优工艺参数为:上样浓度0.84 mg·mL^-1;乙醇浓度62.15%;洗脱流速0.67 mL·min^-1;洗脱体积2.71 BV。该条件下,岩高兰多酚的提取率为229.18 mg·g^-1,岩高兰多酚的纯度由8.11%提高到22.56%,回收率为67.78%。本研究为岩高兰多酚的纯化工艺提供了新的技术路线,也可为岩高兰提取物的研究和应用提供参考。     

高效杀蚊苏云金芽孢杆菌BRC-LLP29的发酵优化

苏云金芽孢杆菌BRC-LLP29为新型高效杀蚊菌株,应用快速有效的数学统计方法对其杀蚊毒力的发酵培养进行优化.通过单因素筛选确定最佳碳源为葡萄糖、麦芽糖、可溶性淀粉,氮源为typetone、大豆蛋白胨、干酪素;最佳金属离子为Mg²⁺、Al³⁺.采用二水平Placlkett-Burman设计对影响毒力的8因素进行显著性筛选,获得培养基成分中3个重要影响因子:葡萄糖、干酪素和Al₂（SO₄）₃;运用爬坡路径法对这3种因子进行试验,获得3种重要因子的最适浓度范围;通过响应面分析法得到3个重要因子的交互作用和最佳条件,确定BRC-LLP29菌株最佳毒力水平的发酵培养基为:葡萄糖19.8g/L、干酪素28.4g/L、Al₂（SO₄）₃1.2g/L、MgSO₄ 2g/L、K₂HPO₄ 3g/L、CaCO₃ 0.5g/L,优化后毒力水平达到致死率61.11%,与响应面数学模型的预测值只有5.91%的误差.发酵条件优化结果表明:发酵温度为31°,发酵初始pH为7.0,摇瓶装量为40mL/250mL三角瓶,每瓶的接种量为3.5%,发酵72h,对致倦库蚊最终致死率达到最高为83.33%.     

绿色木霉在啤酒糟基质上产纤维素酶条件的优化

对绿色木霉接种到啤酒糟固态发酵产纤维素酶的培养基和培养条件进行优化,考察发酵物料起始含水量、发酵时间、起始pH值等发酵条件,以及啤酒糟培养基中添加麸皮、氮源种类对产酶的影响。结果表明,以啤酒糟为发酵基质接种绿色木霉生产纤维素酶是可行的。经单因素和正交试验获得最适固态发酵的培养条件为:起始pH 5~6,培养温度28~30℃,发酵4 d;最佳发酵培养基组合为:麸皮比例30%,培养基起始含水量50%,(NH₄)₂SO₄添加量为2.0%~2.5%。     

根霉cw-1产纤溶酶的发酵条件优化

目的:确定根霉cw-1高产纤溶酶的液体发酵培养基组成及培养条件,使纤溶酶产量得到明显提高。方法和结果:采用响应面法对该菌种产纤溶酶的发酵条件进行优化。首先利用Plackett Burman试验设计筛选出影响产酶量的3个主要因素,即麸皮的浓度、豆粕的浓度和初始p H。在此基础上使用Design-Expert软件进行Box-Behnken试验设计,通过响应面分析得出菌株cw-1发酵产酶的最佳条件为:麸皮28.67g/L、豆粕46.28g/L、初始p H 5.8。经过试验验证,优化后粗酶液酶活达到243.22 U/m L(尿激酶单位),与响应面预测结果一致,较优化前酶活提高41倍。     

黑曲霉解磷能力的影响因素及培养条件优化

本文探讨了培养条件下黑曲霉解磷能力的主要影响因素。通过单孢株筛选得到解磷能力较强的菌株Xj-2,其在液体培养基中的解磷能力达到539.90 mg·L^-1。解磷发酵动力学模型模拟发现,其解磷能力在培养的第4 天达到平稳,可作为终止发酵时间。不同磷源培养液中菌株Xj-2的解磷量依次为磷酸钙(539.90 mg·L^-1)>磷酸锌(238.45 mg·L^-1)>磷酸铁(182.64 mg·L^-1)>磷矿粉(71.80 mg·L^-1)>磷酸铝(24.40 mg·L^-1)。通过单因素试验并结合响应面优化,研究了其解磷最佳条件。结果表明: 碳源对Xj-2的解磷能力影响最大,其次是菌群密度和培养液pH。当培养温度35 ℃、转速160 r·min^-1、培养液pH 6.0、氮源(尿素)浓度0.79 g·L^-1、碳源(葡萄糖)浓度10.00 g·L^-1、菌群密度3.8%、培养时间为4 d时,Xj-2的解磷能力最高,为616.81 mg·L^-1。     

淡紫拟青霉固体发酵工艺研究

淡紫拟青霉（Paecilomyces lilacinus）是控制植物病原线虫的优良生防菌,同时对多种土传尖孢镰刀菌引起的枯萎病等病害具有防病作用。固态发酵技术为分生孢子的大规模、低成本生产提供了许多有利条件。为获得淡紫拟青霉固体发酵的最佳条件,采用单因素实验和响应面试验对淡紫拟青霉固体发酵培养基的组成、料液比、种子液接种量和烘干条件进行了优化,结果表明淡紫拟青霉固体发酵最佳的培养基组成为麸皮玉米粉为 0.9：1（体积比）、蔗糖添加量4%（质量分数,下同）、尿素添加量 0.16%、硫酸铵添加量 0.17%、料水比为1：0.5（体积比）,培养条件为接种量10%、培养温度28 ℃、培养时间6 d、固体菌剂最适烘干条件为35 ℃烘干24 h,在此条件下淡紫拟青霉固体菌剂的有效活菌数为 2.49×10¹⁰ cfu/g。