响应面法优化苏云金芽孢杆菌产耐热蛋白酶的发酵培养优化

采用二水平Plackett-Burman实验设计对影响发酵培养基的8个成分进行显著性分析,确定最重要的3因素为葡萄糖、酵母膏和ZnSO4;应用响应面分析法对这3个因素进行3水平优化,获得它们的最优组合,得到优化后的最佳发酵培养基配方(g/L):黄豆饼粉12、酵母膏4.24、葡萄糖5.43、KH2PO42、ZnS040.39、MnSO40.42.优化后产酶水平达到6473U/mL,与响应面数学模型的预测值仅有0.49％的误差.     

亚栖热菌产海藻糖合酶培养基的优化

对亚栖热菌CBS-01菌株发酵生产海藻糖合酶的培养基进行了优化.首先通过碳源、氮源实验,选出了适宜的碳、氮源,随后采用Plackett-Burman设计法对培养基中的组分进行了筛选,找出影响产酶的主要因素为蛋白胨和酵母膏,最后利用中心组合设计及响应面分析法求出了主要影响因素的最佳浓度,得到优化的发酵培养基配方(g/L):可溶性淀粉5,蛋白胨8.6,酵母膏1.725,NaNO3 0.7,氨三乙酸0.5,Na2HPO4 0.1,MgSO4·7H2O 0.2,CaCl2 0.1.10 L罐发酵实验表明,CBS-01菌株海藻糖合酶的合成属生长关联型,利用优化的发酵培养基,CBS-01菌株的产酶水平由0.2 U/mL提高到0.41 U/mL.     

α-淀粉酶发酵条件的优化

利用米曲霉菌株液体发酵生产α-淀粉酶。产酶培养基优化试验表明：以面粉为碳源,黄豆饼粉为有机氮源,NaNO3为无机氮源。发酵配方如下（g/L）：面粉浓度为45,黄豆饼粉浓度为20,NaNO3 4,K2HPO4 3,MgSO4 1,FeSO4·7H20 0.01。产酶培养条件优化表明：最适发酵初始pH为7,装液量为40mL（250mL三角瓶）,接种量为10%,发酵温度为33.5℃,摇床转速为235rpm,培养时间为72h。此条件下,最终发酵水平达到1962.32U/mL,比初始时提高45%。     

解淀粉芽孢杆菌GSBa-1产凝乳酶培养基组成的优化

从甜酒曲中分离筛选得到1株解淀粉芽孢杆菌菌株GSBa-1,为了提高该菌株液态发酵产凝乳酶的能力,采用单因素实验和响应面法优化其产酶培养基组成。通过单因素实验分析了碳源、氮源、金属盐、磷源对菌株GSBa-1产凝乳酶的影响,并采用响应面法对产酶培养基中麦芽糖、蛋白胨和酵母浸粉含量3个主要因素的优化组合进行了定量研究,确定解淀粉芽孢杆菌GSBa-1产凝乳酶的优化培养基组成为:麦芽糖1.93g/L、蛋白胨10.89g/L、酵母浸粉2.15g/L。在此优化培养基培养条件下,该菌株产凝乳酶活力可达(562.57±7.67)Su/mL,接近理论预测值537.10Su/mL,且平均误差为4.53%。优化后解淀粉芽孢杆菌GSBa-1产凝乳酶活力比基础培养基提高了1.88倍。     

响应面法优化醋酸钙不动杆菌菌株23的脂肪酶产酶条件

采用响应面法对醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)菌株23的发酵产脂肪酶培养基进行优化实验。实验首先考察该菌株产酶所需的最适碳源和氮源,然后用Plackett-Burman法设计实验确定影响产酶的主要影响因素,用最陡爬坡实验逼近最大响应区域,最后通过Box-Behnken方法进行二次回归分析得到最佳的产酶条件为:营养肉汤18.4%、蛋白胨9.18%、吐温800.52%、K2HPO40.2%,橄榄油1%,MgSO40.05%,CaCl20.05%,FeSO40.1%。在该优化条件下,发酵液的脂肪酶活力可以达到15.2U/ml,比优化前提高3倍。     

产气气杆菌产普鲁兰酶发酵培养基的优化

对一株产气气杆菌产普鲁兰酶的发酵培养基进行了优化,确定了该菌株的最适发酵培养基配方为(g/L):玉米淀粉 15,豆饼粉 10,CH3COONH4 8,K2HPO4·3H2O 0.5,MgSO4·7H2O 0.5,KCl 0.5,FeSO4·7H2O 0.05.采用该培养基在5 L 发酵罐水平发酵 55h,普鲁兰酶活力达到 54.64 U/mL.研究了不同铵盐形式对该菌株产普鲁兰酶的影响,结果发现:以CH3COONH4为无机氮源,该菌株产普鲁兰酶活力高,且该酶绝大部分能分泌至胞外.而以NH4Cl,NH4NO3及(NH4)2SO4为无机氮源,该菌产普鲁兰酶活力较低,且为胞内酶.     

利用Minitab优化耐高温淀粉酶发酵培养条件

利用Minitab软件中的Plackett-Burman实验设计和响应面分析法,对耐高温α-淀粉酶产生菌Bacillus subtilis C1的发酵培养条件进行优化。在单次单因子法得出的适宜条件基础上,综合考虑所有影响因素,对培养条件进行统计分析,得到Bacillus subtilis C1产耐高温α-淀粉酶的最佳培养条件。研究结果表明:优化培养基的组成(200 mL)为麸皮2.16 g,棉粕粉1.98 g,酵母粉0.40 g,NaCl 1.00 g,CaCl2 0.40 g,淀粉0.10 g。培养基优化后的酶活为2 329 U/mL,约是培养基优化前酶活的12.55倍,酶活得到显著提高。     

响应面法优化海洋细菌NTa产琼胶酶的发酵条件

利用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和响应面法,对培养基组成、培养条件对Stenotrophomonas sp .NTa发酵产琼胶酶的影响进行分析并优化,研究该菌株发酵产酶的动态规律,并利用薄层色谱和MALDI-TO-MS进行酶解产物的鉴定。结果显示,在琼脂、酵母浸膏、CaCl2、MgSO4·7H2O、培养基的初始pH值、装液量、接种量几个因素中,酵母浸膏和培养基初始pH值对菌株NTa产琼胶酶具有显著影响,在含有1.03%酵母浸膏、初始pH=8.0的基础发酵培养基（NaCl、KNO3、MgSO4·7H2O、CaCl2、K2HPO4、FeSO4·7H2O、琼脂的质量浓度分别为50,5.0,5.0,0.2,0.1,0.02,2.0 g/L）中可获得最高的琼脂酶活力。菌株在28 ℃、180 r/min条件下发酵时,对数生长中后期快速合成琼胶酶。发酵48 h,琼胶酶活力高达2.688 U/mL。酶解72 h的产物分析结果显示,菌株NTa琼胶酶水解琼脂主要产生四糖。     

匍枝根霉液态发酵产木聚糖酶培养基优化研究

利用响应面法对匍枝根霉液态发酵产木聚糖酶的培养基进行优化研究.采用单因素实验,得到最佳的碳源、氮源、无机盐.采用Plackett-Burman对影响匍枝根霉产木聚糖酶发酵的相关因素进行评价,确定有显著效应的3个因素.采用最陡爬坡实验确定接近响应值区域显著因素的浓度,利用3因素3水平的Box-Behnken实验进行培养基优化.结果表明,培养基组成:3.9%麦麸玉米芯粉混合碳源,0.35%(NH4)2SO4,0.2%KH2PO4,0.2%MgSO4·7H2O,0.4%CaCl2,0.06%吐温-80,1%微量元素液,装液量为100mL,pH自然,接种量为10%,在30℃,180r/min条件下培养,其木聚糖酶酶活达到最高为101.697U/mL,比优化前木聚糖酶酶活提高了3.5倍.     

一株高温蛋白酶高产菌株产酶条件的优化

对一株高温蛋白酶高产菌株枯草芽孢杆菌BY25的发酵培养基组成与产酶条件进行了优化。正交试验结果显示培养基中各因子对产酶影响从高到低为:豆饼粉、葡萄糖、硫酸镁、麸皮、磷酸氢二钠、氯化钙。在此基础上进行培养基组成优化,将豆饼粉、麸皮混合氮源改为以豆饼粉为单一氮源进行蛋白酶发酵。单因素试验发现,在单一氮源培养条件下,培养基中各因子对产酶影响从高到低依次为:豆饼粉、葡萄糖、氯化钙、磷酸氢二钠。除微量氯化钙外,金属盐,尤其是金属硫酸盐的添加对产酶有显著抑制作用。此外,培养初始pH和培养时间对产酶有显著影响,接种量也有一定影响。通过绘制120 h产酶曲线发现,BY25产酶曲线为双峰,产酶曲线顶峰出现在发酵后72 h,优化后BY25发酵培养基各组分添加量为豆饼粉60 g/L、葡萄糖60 g/L、氯化钙 0.5 g/L、磷酸氢二钠 4 g/L,接种量为4.5%～5%,初始培养pH为8.0。优化产酶培养基和产酶条件后,发酵液酶活力可达到101.1 μmol/(min·mL)。     

纳豆激酶产生菌的固体发酵参数优化

对影响纳豆激酶产生菌固体发酵时产酶影响因子如碳源/氮源、含水量、温度、pH和培养时间等进行了优化.实验结果表明,菌株1适宜的固体发酵产酶培养基豆粕:麸皮比为3∶1;菌株2适宜的固体发酵产酶培养基豆粕:麸皮比为1∶1时产酶活性最高;菌株1适宜的培养基含水以50%最好,菌株2以70%最好;培养基初始pH均在7.0时酶活最高;发酵温度均以25℃最好,不易超过30℃;两个菌株的适宜发酵时间分别为36 h(菌株1)和72 h(菌株2).在优化发酵条件下,两个菌株单位发酵物中纤溶酶平均酶活力可分别达到1 407.25 U/g(菌株1)和953 U/g(菌株2).     

苏云金芽孢杆菌LLB19发酵培养基的优化

通过单因子实验对苏云金芽孢杆菌LLB19菌株发酵培养基碳氮源配方进行优化,确定以玉米淀粉、玉米粉为发酵培养基的碳源;以黄豆饼粉、酵母粉作为发酵培养基的氮源.采用Plackett-Burman设计,SAS软件分析该菌株的发酵培养基配方,确定了玉米淀粉、黄豆饼粉、酵母粉为影响LLB19菌株芽孢含量的3种重要因子.运用爬坡路径法对这3种因子进行实验,获得这3种重要因子的最适质量浓度范围.通过响应面分析法,得出3种重要影响因子的交互作用及最佳条件.确定LLB19菌株产芽孢最佳发酵培养基为:玉米淀粉20.0 g/L,黄豆饼粉26.7 g/L,酵母粉5.5 g/L,K2HPO4 0.3 g/L,MgSO4·7H2O 0.2 g/L,CaCO3 0.4 g/L,ZnSO4 0.2 g/L.最佳发酵培养基芽孢数为4.250×107/mL,与初始培养基芽孢数3.410×107/mL相比提高了24.6%.     

响应面法优化黑曲霉产葡萄糖氧化酶条件

运用响应面法对黑曲霉(Aspergillus niger)产葡萄糖氧化酶以及发酵条件进行了优化。根据单因素实验结果,利用Plackett-Burman设计对影响其产酶相关因素进行评估并筛选出具有显著效应的3个因素：葡萄糖,玉米浆和碳酸钙。用最陡爬坡试验逼近以上3个因子的最大响应区域后,采用Box-Behnken设计以及响应面分析法,确定其优化后发酵条件为(g/L)：葡萄糖172.11、玉米浆11.05、碳酸钙52.29、牛肉蛋白胨3.5、（NH₄）H₂PO₄ 0.5、KCl 0.15、MgSO₄·7H₂O 0.125、FeSO₄·7H₂O 0.125,220r/min,30℃培养48h。优化后的葡萄糖氧化酶酶活达786.3U/g,比在种子培养基中酶活350.5U/g提高了2倍左右。     

米曲霉固态发酵苹果渣与棉粕生产中性蛋白酶的工艺优化研究

为降低中性蛋白酶的生产成本,以苹果渣与棉粕为原料,采用响应面法对其生产工艺进行了优化.实验结果表明,培养基中棉粕与苹果渣的最佳质量比为6∶4,培养基初始含水量、（NH4）2SO4与KH2PO4对产酶影响显著,其最佳质量分数分别为62.19%、2.56%与0.10%.ZnSO4与MgCl2是非显著性因素,其最适质量分数分别为0.10%与0.05%.采用上述培养基于30℃恒温培养24 h,干曲蛋白酶活力可达到4096.9 U/g,比优化前提高了54.7%,与采用豆粕与麸皮为原料时的产酶水平相当.     

响应面试验设计优化脂肪酶发酵培养基

采用响应面试验设计方法对卡门柏青霉（Penicillium camembertii Thom PG3）发酵生产脂肪酶的培养基进行优化。用部分因子分析法研究原始发酵培养基各成分对响应值的影响程度，发现脱脂豆粕和磷酸氢二铵的质量浓度对脂肪酶活性的影响显著。利用最陡爬坡法逼近最大响应区域。用中心组合设计确定脱脂豆粕和磷酸氢二铵的最优质量浓度。实验结果经过回归分析拟合出一个二次方程的数学模型。并且用实验所得的最优培养基进行发酵试验得到的响应值基本符合数学模型。酶活性比优化前提高了43％。     

响应面法优化黄杆菌YK-5产卡拉胶酶的发酵条件

采用响应面法对黄杆菌YK-5产卡拉胶酶的发酵条件进行了优化．首先利用Plackett．Burman设计从8个因子中筛选出3个影响YK-5产酶的主要因素,分别为：培养温度、培养基起始pH和培养基中卡拉胶含量．然后进行最陡爬坡试验逼近最佳响应面区域,最后通过Box．Behnken设计和响应面分析得到最适条件：培养温度28．17℃,培养基起始pH值8．77和培养基中卡拉胶含量3．71g／L．在最适条件下测得的酶活为215．72U／mL,是优化前的2．2l倍．     

米曲霉产脂肪酶的发酵条件优化

对米曲霉产脂肪酶的发酵培养基进行优化。首先通过单因素试验确定发酵最适碳源为玉米粉,最适氮源为蛋白胨,然后通过Plackett-Burman优化选出对发酵影响最显著的因素,分别为蛋白胨、橄榄油、Na2HPO4。产脂肪酶的最适培养条件为:玉米粉0.5%,蛋白胨5%,橄榄油1.5%,NaNO31%,Na2HPO40.25%,KCl0.05%,MgSO40.05%,FeSO40.001%。     

重组大肠杆菌产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的培养基优化

为了提高重组大肠杆菌(Escherichia coli)Rosetta(DE3)-pET-22-bgl-(kil-Km)的产酶能力,采用单因素试验研究了培养基碳源、氮源及碳氮比(摩尔比)对重组大肠杆菌Rosetta(DE3)-pET-22-bgl-(kil-Km)分泌表达重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶H(A107-M)的影响.在此基础上,采用Box-Behnken设计法和响应面分析法对以上影响因素进行优化,得出最优培养基成分为(g/L):甘油10.01,酪蛋白胨12.03,酵母粉24,NaCl 10,(NH4)2SO44.77,KH2PO42.31,K2HPO412.54.在     

菊芋小孢根霉固态发酵纤溶酶的工艺优化

从酒曲中分离得到一株纤溶酶产生菌,经鉴定为菊芋小孢根霉.现对其固态发酵工艺的碳源、氮源、碳氮比、初始pH、含水量、无机盐、接种量、发酵时间、发酵温度和培养基厚度进行研究.结果表明,该菌株固态发酵工艺为:麸皮与豆粕比例2﹕1,初始pH,5.0,含水量(干基)1,mL/g,MgSO4,10,mmol/kg,(NH4)2,SO4200,mmol/kg,FeSO4,3,mmol/kg,接种量为6×106,g-1,培养基厚度为2,cm,29,℃恒温发酵72,h.最佳发酵条件下酶活力为684.39,U/g,是未优化时产酶量的8.2倍.通过对培养基的优化研究,使产酶量大幅提高,说明菊芋小孢根霉固态发酵纤溶酶具有工业潜力,也为工业化提供数据基础.     

产原果胶酶菌株X4的鉴定及其培养基的优化

采用分子生物学的方法对前期实验中获得的一株产原果胶酶菌株X4进行了鉴定. 为了提高菌株X4所产的原果胶酶量, 采用响应面法优化了菌株X4的培养基组分. 结果显示, 菌株X4为Bacillus polyfermenticus, 其主要生长影响因子为淀粉、酵母提取物、胰蛋白胨. 在本实验条件下获得的最优培养基配方为淀粉3.45 g/L, 酵母提取物3.29 g/L, 胰蛋白胨5.68 g/L, 所产原果胶酶的酶活最高为51.35 U/mL, 是优化前的2.74倍.