Response surface optimization of fermentation conditions for xylanase production by recombinant Pichia pastoris

研究不同碳源、氮源和无机盐对毕赤酵母AX181菌株产木聚糖酶的影响.实验表明,分别采用葡萄糖和玉米浆干粉为碳源和氮源可以明显提高木聚糖酶的产量.无机盐单因子优化实验显示添加适量的(NH4)2SO4、KH2 PO4、MnSO4·H2O、FeSO4·7H2O也可以部分提高木聚糖酶产量.在此基础上利用响应面法优化毕赤酵母产木聚糖酶培养基,利用12次实验的Plackett - Burman设计实验筛选出影响产木聚糖酶的3个主要因素,即玉米浆干粉、MrSO4 ·H2O和FeSO4·7H2O.并进一步通过最陡爬坡路径逼近最大响应区域,采用中心组合实验设计确定最佳条件.优化后的产木聚糖酶培养基组分为(g/L):葡萄糖40.00,玉米浆干粉80.84,(NH4)2SO4 6.25,KH2PO4 1.25、MnSO4·H2O 0.35,FeSO4 ·7H2O 1.31.培养基优化后,实际产酶2 883.86 U/mL,是优化前YPD培养基产酶的2.51倍.     

鬼伞0901纤维素酶液体发酵条件研究

纤维素酶的低成本生产是第二代燃料乙醇产业化的关键.以农业废弃生物质为原料的液体发酵是纤维素酶规模化制备的发展趋势.利用实验室保藏的鬼伞0901 菌株,采用单因子比较的方法,初步考察了其发酵产纤维素酶的培养基组分和培养条件,培养基组分为(100mL 发酵液):菜籽饼1.2g,尿素0.09g,麸皮0.72g,蔗糖0.025g,MgSO4 · 7H2O 0.03 g,CaCl2 0.03g, FeSO4 · 7H2O 0.5 mg,MnSO4 ·H2O 0.16mg,ZnSO4 · 7H2O 0.14mg,CoCl2 0.2mg,KH2PO4 0.2g,;且培养条件初始pH 值为5,250mL 三角瓶中装液量为30mL,发酵周期为163h,菌株0901 的CMC 酶活最高达199.684U/mL.     

曲霉液体发酵产原果胶酶的条件优化研究*

研究了碳源、氮源、金属离子及表面活性剂等对菌株(Aspergillus sp.)XZ-131产原果胶酶的影响.果胶类物质是该菌株产原果胶酶所必需的诱导物.以(NH4)2SO4和(NH4)2HPO4作为氮源时,产酶较高,达到300 U/mL.钙离子及Tween-20均能促进该酶的产生.通过正交试验优化得出该菌株产酶的最佳培养基配方为桔皮粉 1g,(NH4)2SO4 2g,CaCl2 0.015g,Tween-20 0.2mL,KH2PO4 3.8g,K2HPO4*3H2O 0.2g,水 100mL,pH 6.5.     

响应面分析优化产木聚糖酶毕赤酵母基因工程菌培养条件

研究不同碳源、氮源和无机盐对毕赤酵母AX181菌株产木聚糖酶的影响。实验表明,分别采用葡萄糖和玉米浆干粉为碳源和氮源可以明显提高木聚糖酶的产量。无机盐单因子优化实验显示添加适量的（NH4）2SO4、KH2PO4、MnSO4·H2O、FeSO4·7H2O也可以部分提高木聚糖酶产量。在此基础上利用响应面法优化毕赤酵母产木聚糖酶培养基,利用12次实验的Plackett—Burman设计实验筛选出影响产木聚糖酶的3个主要因素,即玉米浆干粉、MnSO4·H2O和FeSO4·7H20。并进一步通过最陡爬坡路径逼近最大响应区域,采用中心组合实验设计确定最佳条件。优化后的产木聚糖酶培养基组分为（g/L）：葡萄糖40．00,玉米浆干粉80．84,（NH4）2SO46．25,KH2PO41．25、MnSO4·H2O0．35,FeS04-7H2O1．31。培养基优化后,实际产酶2883．86u／mL,是优化前YPD培养基产酶的2．51倍。     

脱落酸产生菌的筛选及其产酸条件优化

利用马丁-孟加拉红培养基由20份土壤样品和2份植物病叶样品中分离出57株真菌,分别对其进行液体培养,通过各菌株发酵液抑制莴苣种子发芽的方法筛选得到一株脱落酸产生菌NX-53,通过L9(34)正交实验对其产酸条件进行了优化,该菌株产脱落酸的培养基配方和培养条件如下:葡萄糖25g/L,维生素B11.25mg/L,谷氨酸单钠盐3.0g/L,MgSO4·7H2O 0.2 g/L,KCl 0.5 g/L,CaCO3 5 g/L,KH2PO4 0.8 g/L,FeSO4·7H2O 0.5mg/L, ZnSO4·7H2O 2.5mg/L,CuSO4·5H2O 4mg/L,250mL摇瓶装液量50mL,28℃、150r/min培养7d.优化条件下菌株NX-53的脱落酸产量可达276 mg/L.     

淡色生赤壳菌(Bionectria ochroleuca)Bo-1菌株产生抗菌物质的发酵条件优化

以淡色生赤壳菌(Bionectria ochroleuca)Bo-1菌株发酵液乙酸乙酯粗提物对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)抑菌活性为检测指标,采用单因素试验优化Bo-1菌株产生抗菌物质培养所需的碳源、氮源、无机盐;通过正交试验优化培养基配方和摇瓶发酵条件。研究结果表明,Bo-1菌株产生抗菌物质适宜的碳源、氮源和无机盐分别为淀粉、蛋白胨、MgSO4·7H2O;优化的培养基配方为:淀粉30 g/L,蛋白胨2 g/L,MgSO4·7H2O 0.5 g/L;适宜的发酵条件为:温度30℃,转速150 r/min,装液量80 mL/250 mL,pH 6.5。     

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。     

脂肪酶假单胞菌的分离培养及最佳产酶条件研究

以麻疯树油为唯一碳源,从以粉碎的麻疯树种子处理过的土壤中分离筛选出1株脂肪酶活性较高的菌株,初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas).实验观察了碳源、氮源、无机盐及发酵工艺对产酶的影响,摇瓶发酵结果表明.该菌株最适产酶培养基的组成是(%,w/v):橄榄油2,酵母膏0.5,(NH4)2SO4 0.5,MgCl2·6H2O 0.5,最适产酶温度为30℃,最佳产酶pH为6.5,转速180r/min,发酵培养36h酶活达到最高,为14.17U/mL.本研究为以麻疯树油为原料酶法生产生物柴油奠定了一定的基础.     

枯草芽孢杆菌B47菌株高产抗菌物质的培养基及发酵条件优化

枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis B47菌株为番茄内生细菌, 也是玉米小斑病拮抗菌, 能产生对玉米小斑病菌有强烈抑制作用的抗菌物质。以B47菌株发酵液的无菌滤液对玉米小斑病菌的抗菌活性为检测指标, 测定B47菌株产抗菌物质培养所需的最佳碳、氮源和无机盐, 并通过正交试验法对该菌株产抗菌物质的培养基配方和摇瓶发酵条件进行优化。研究结果表明, B47菌株产抗菌物质最佳碳、氮源和无机盐分别为蔗糖、酵母浸膏和MgSO4·7H2O, 最优培养基是YSB (Yeast extract-sucrose-beef extract)培养基, 其配方为: 蔗糖2%, 酵母浸膏2%, 牛肉浸膏1.5%, MgSO4?7H2O 0.06%, FeSO4·7H2O 0.000 9%, 最优发酵条件组合为: 30 °C, pH 7.0, 170 r/min摇床培养6 d, 接种量为1%, 装液量为40 mL/200 mL。     

产脂肪酶菌株C7828-5的筛选、鉴定以及产酶条件的优化

以花生油为唯一碳源,从海口市各地被油脂污染土样中分离筛选出1株中温碱性脂肪酶菌株C7828-5。形态学、生理生化特征和分子生物学鉴定结果表明,该菌株为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。该菌所产脂肪酶的最适温度为37℃,最适pH为8.0。优化了菌株的产酶条件,最适产酶培养基(g/L)为:蔗糖5、牛肉膏20、(NH_4)_2SO_41、MgSO_4·7H_2O 0.5、CaCl_20.5,聚乙烯醇花生油乳化液120 mL,发酵72 h,获得高达8.08 U/mL的脂肪酶表达量。     

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。     

聚苹果酸的发酵培养条件优化

对出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)BS02发酵制备生物降解材料聚苹果酸的摇瓶发酵条件进行研究,确定了出芽短梗霉发酵制备聚苹果酸的摇瓶培养条件。由实验结果可知:优化的培养基(g/L)为葡萄糖120.0、丁二酸铵3.0、丁二酸2.0、MnSO4.H2O 0.005、MgSO4.7H2O 0.1,另外每升发酵液加玉米浆0.5 mL,CaCO350 g/L,培养条件为pH4.0～4.5、24℃、500 mL摇瓶装发酵液100 mL、摇床转速220 r/min,在最优条件下,聚苹果酸产量可达到30 g/L。     

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。     

产γ-谷氨基甲酰胺合成酶菌株的筛选及产酶条件研究

以假单胞菌(Pseudomonas sp.)为出发菌株,通过紫外诱变筛选得到一株γ-谷氨基甲酰胺合成酶高产菌株UV-19,其酶活提高32.54%。以突变株UV-19为供试菌株,对γ-谷氨基甲酰胺合成酶的发酵条件进行优化。首先利用Plackett-Burman设计筛选出影响较大的4个因素:葡萄糖、蛋白胨、起始pH值、装液量。在此基础上再利用CCD响应面分析法进行优化,得到最佳产酶培养条件为(g/L):葡萄糖15、蛋白胨12、NaCl 5.0、MgSO4.7H2O 0.2、K2HPO4.3H2O 0.5、甲胺盐酸盐1.0g/L、起始pH值6.5、装液量72mL/250mL。该优化条件下进行产酶培养,假单胞菌发酵产γ-谷氨基甲酰胺合成酶酶活力可达32.68U/mL。     

休哈塔假丝酵母HDYXHT-01利用木糖生产乙醇的发酵工艺优化

采用Plackett-Burman (PB) 方法和中心组合设计 (Ccentral composit design,CCD) 对休哈塔假丝酵母Candida shehataeHDYXHT-01利用木糖发酵生产乙醇的工艺进行优化。PB试验设计与分析结果表明：硫酸铵、磷酸二氢钾、酵母粉和接种量是影响木糖乙醇发酵的4个关键因素,以乙醇产量为响应目标,采用CCD和响应面分析法 (Response surface methodology,RSM),确定了木糖乙醇发酵的最佳工艺为：硫酸铵1.73 g/L、磷酸二氢钾3.56 g/L、酵母粉2.62 g/L和接种量5.66％,其他发酵条件为：木糖80 g/L,MgSO4·7H2O 0.1 g/L,pH 5.0,培养温度30 ℃,装液量100 mL/250 mL,摇床转速140 r/min,发酵时间48 h,在该条件下发酵液中乙醇产量可以达到26.18 g/L,比未优化前提高了1.15倍。     

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。     

Shelf-life enhancement of bio-inoculant formulation by optimizing the trace metals ions in the culture medium for production of DAPG using fluorescent pseudomonad R62

Statistical experimental design was used to optimize the concentration of trace elements for production of antifungal compound, 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG), from fluorescent pseudomonad R62 in shake-flask cultivation. The selection of the trace metal ions, influencing DAPG production, was done using Plackett-Burman design (PBD). Only Zn(2+), Mn(2+) and MoO(4)(2-) were the most significant components (p<0.05). A quadratic model was used to fit the response. Application of response surface methodology (RSM) revealed that the optimum values of the salts of the trace elements Zn(2+) (ZnSO(4)·7H(2)O), Mn(2+) (MnCl(2)·4H(2)O), and MoO(4)(2-) (Na(2)MoO(4)·2H(2)O) were 83, 42 and 135μM, respectively, to achieve 125 mg/L of DAPG, which was nearly 13-fold more compared to its production in basal synthetic medium in shake flask. The studies in 14L bioreactor resulted in 135 mg/L of DAPG at the end of 36 h of cultivation. The culture broth containing 125 mg/L of DAPG was found to be sufficient for keeping the bio-inoculant viable in non-sterile talcum powder-based formulations (which contained 25μg DAPG/g carrier) when stored at 28°C for 6 months. The structure of the purified DAPG was confirmed using (1)H NMR and mass spectrometry.     

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。     

红曲菌利用生物柴油废液生产红曲色素

对生物柴油废液作简单处理,利用红曲茵发酵生物柴油废液中副产物甘油生产红曲色素。通过响应面方法确定最佳发酵培养基为：甘油48．49g/L,蛋白胨3．12g／L,K2HPO4·3H202．01g/L,MgSO4 0．48g／L,ZnSO4·7H2O 0．04g／L,MnSO4·H2O 0．03g／L,玉米浆13mL／L,植物油10mL／L,起始pH为6。发酵结果表明：在接种量6％（v／v）,转速140r／min,35℃的条件下发酵培养6d,红曲色素最高产量到达204U／mL。说明用生物柴油废液中的粗甘油为原料生产红曲色素是基本可行的。可望为生物柴油废液的资源化提供一条环境友好型的途径。