响应面法优化芽孢杆菌FC96培养基组分的研究

为了提高芽孢杆菌FC96在液体发酵培养基中的生物量,采用响应面法对其培养基组分进行优化。通过单因素试验确定对芽孢杆菌FC96具有最佳增菌效果的碳源、氮源和无机盐,利用响应面分析法优化培养基组分的最佳配比。试验结果表明,单因素试验确定的最佳碳源、氮源和无机盐分别是葡萄糖、牛肉膏和磷酸二氢钾,响应面法优化芽孢杆菌FC96最佳培养基组成为葡萄糖12.11g/L、牛肉膏23.31g/L和磷酸二氢钾2.33g/L。模型预测的最高活菌数为2.85×109cfu/mL。在未优化培养基中的活菌数为2.32×109cfu/mL。在优化的最佳培养基中,验证试验的最高活菌数为2.97×109cfu/mL,菌数比优化前提高了28%,试验值与预测值的误差为4.21%。     

响应面法优化卡氏芽孢杆菌ST-1产芽孢发酵培养基

以卡氏芽孢杆菌(Bacillus cabrialesii)ST-1为研究对象，芽孢数为响应值，采用单因素试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及响应面试验对其发酵培养基进行优化。结果表明，影响卡氏芽孢杆菌ST-1芽孢数的主要因素为蔗糖、麸皮和蛋白胨、磷酸二氢钾，卡氏芽孢杆菌ST-1产芽孢的最适宜培养基配方为：蔗糖13.1 g/L，麸皮+蛋白胨(1∶2)17.0 g/L，磷酸二氢钾2.0 g/L。在此最优条件下，卡氏芽孢杆菌ST-1发酵液中芽孢数达到5.96×10⁹ CFU/mL，是优化前的32.21倍。     

一株凝结芽孢杆菌产芽孢条件的研究

通过培养基组成正交试验及培养条件单因素试验,对一株凝结芽孢杆菌的产芽孢条件进行了优化,优化后的培养基组成(质量分数)为酵母粉3g/L,蛋白胨5g/L,牛肉膏2g/L,MnSO4 0.005g/L,NaCl2g/L,K2HPO4 3g/L,MgSO40.02g/L.最优的培养条件为温度40℃,初始pH值为7.0,转速210r/min,装液量为250mL的三角瓶装30mL,接种量为6%(v/v),发酵时间为48h.最终的芽孢数为9.1×100 cfu/mL.     

凝结芽孢杆菌CNJD增殖发酵工艺优化

以凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）CNJD为研究对象,生物量为考察指标,采用单因素试验考察发酵时间、发酵温度、接种量、初始pH值、装液量和摇瓶转速等发酵条件对凝结芽孢杆菌CNJD菌体生长的影响,在此基础上,采用单因素及响应面法对其发酵培养基进行优化。结果表明,最优发酵条件为发酵时间16 h,发酵温度55 ℃,接种量2%,初始pH值 5.0,摇床转速180 r/min,装液量50 mL/250 mL;最优发酵培养基组分为：蔗糖48.59 g/L,氯化钙1.70 g/L,硫酸锰0.33 g/L,酵母浸粉10.00 g/L,氯化钠1.50 g/L,胰蛋白胨10.00 g/L。在此优化工艺下,凝结芽孢杆菌CNJD的生物量达到7.86×1010 CFU/mL。     

凝结芽孢杆菌13002产芽孢条件优化

通过单因素实验及Box-Behnken响应面法优化凝结芽孢杆菌13002产芽孢的培养基配方与培养条件进行优化,以获得高芽孢数。结果表明:当培养基配方为葡萄糖15.0 g,细菌学蛋白胨10.0 g,酵母提取粉20.0 g,NaCl 10.0 g,MnSO₄ 0.2 g,K₂HPO₄ 3.0 g,并用10%的麸皮水浸提液定容至1 L;培养条件为初始pH7.0、接种量6%（V/V）、装液量30 mL （250 mL锥形瓶）、于200 r/min、40℃培养52 h时,获得的芽孢数可达3.31×109CFU/mL。本试验为工业化生产凝结芽孢杆菌13002制剂奠定基础。     

地衣芽孢杆菌Bacitracin A高产工业培养基优化

为了降低杆菌肽工业发酵生产成本,提高有效成分杆菌肽A产量,采用单因素实验,寻找目前发酵培养基中黄豆粉与玉米粉的廉价替代成分,并通过Box-Behnken响应面法优化筛选后工业培养基。结果表明:小麦麸皮可以取代玉米粉与黄豆粉,作为发酵培养基中唯一有机碳氮源,有效降低发酵成本。响应面优化工业培养基为:麸皮50.3 g/L,硫酸铵1.53 g/L,磷酸二氢钾1.43 g/L,在此条件下预测杆菌肽A最大产量为1.70 g/L。经实验验证,杆菌肽A产量可以达到1.78 g/L。使用优化后的培养基,发酵结束后,菌体芽孢数量及转化率较高,芽孢数可以达到1.25×1011CFU/m L。本研究提供的培养基可同时达到高产,降低成本,高芽孢形成率的效果。     

一株解淀粉芽孢杆菌产糖条件的优化

为提高一株解淀粉芽孢杆菌LPL061胞外多糖(EPS)产量,采用单因素试验和响应面法,对该菌株的最适培养基成分和发酵条件进行优化。优化后培养基配方为：蔗糖22g/L、酵母膏18.4g/L、pH 7.0;发酵条件为：温度28℃、转速220r/min、接种量3%、发酵时间24h。优化后胞外多糖产量达4.46g/L,比优化前提高了1.51倍。     

产耐高温木聚糖酶菌株的筛选及其产酶条件优化

从牛粪堆肥中分离、筛选到1株产耐高温木聚糖酶的细菌NF1,经形态特征和16S rDNA序列分析,鉴定菌株NF1为类芽孢杆菌,命名为类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.) NF1.采用响应面法对该菌种产木聚糖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,即牛肉膏浓度、NaCl浓度和初始pH值.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NF1发酵产酶的最佳条件为玉米芯20g/L、牛肉膏28.2g/L、K2HPO45g/L、MgSO4 0.5g/L、NaC1 7.1 g/L、初始pH值为6.9;装液量40mL、转速160r/min、接种量2％、温度28℃.经过验证试验,优化后粗酶液酶活达到160.6IU/mL,与响应面预测结果一致,较优化前木聚糖酶酶活提高了51.4倍.     

多菌株混合发酵豆粕的研究

利用枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、乳酸杆菌对豆粕进行生料混菌发酵,制备生物活性饲料.通过单因素和响应面分析试验,以三氯乙酸可溶性氮(TCA-NSI)为优化指标对其发酵工艺条件进行研究,得出最佳发酵条件为:枯草芽孢杆菌与乳酸菌之比为2.2∶1、发酵温度30℃、外加水量46.5%、总接种量15 ml(在豆粕72 g、麸皮8 ...     

响应面法优化枯草芽孢杆菌产胞外多糖培养基

从酒药中分离筛选出一株产胞外多糖枯草芽孢杆菌(Bacillussp.)。以胞外多糖的产量为指标,通过响应分析法对细菌胞外多糖产生的发酵培养基进行了初步研究。首先利用单因子实验对培养基中不同成分及添加量进行优化,然后在此基础上利用Box-Behnken中心组合实验设计对影响胞外多糖产量的因素进行优化分析,从而获得最适产胞外多糖的培养基组成。研究结果表明,枯草芽孢杆菌产胞外多糖最佳培养基组成为(g/L):蔗糖25.449、蛋白胨15.229、柠檬酸三钠2.971、牛肉膏3.0、硫酸镁1.0,在此条件下枯草芽孢杆菌胞外多糖的产量为3.554g/L。     

响应面法优化黑曲霉产抗菌物质的发酵培养基

以抑菌圈直径为响应值,采用响应面法对黑曲霉（Aspergillus niger）xj产抗菌物质的发酵培养基进行优化.首先通过单因素试验确定最适碳源和氮源分别为麦芽糖和麦麸,并初步考察了麦芽糖、麦麸、无机盐、生长因子及表面活性剂的最适添加量.通过Plackett-Burman设计筛选出影响抗菌物质活力的显著因素：无水硫酸镁、氯化钙和吐温-80.最后通过中心复合设计及响应面分析确定产抗菌物质的的最优发酵培养基组分为麦芽糖30.00g/L、麦麸7.50g/L、酵母膏1.00g/L、磷酸氢二钾1.00g/L、无水硫酸镁0.2982g/L、吐温-80 0.24mL/L、微量元素液2.00mL/L、氯化钾0.50g/L.采用滤纸片扩散法检测优化后的发酵液抗菌活性,抑菌圈直径为（27.26±0.41）mm,比未经优化测得的抑菌圈直径提高了83％.     

木聚糖酶产生菌的筛选

目的 从土壤中筛选木聚糖酶产量高的菌株,并研究其产酶的初步条件.方法 根据培养基上水解圈的大小和摇瓶培养后木聚糖酶的酶活性,筛选产酶量高的菌株.通过一系列单因素试验,研究影响产酶的碳源、氮源和无机盐.结果 筛选到1株产木聚糖酶的菌株,其产酶的较优碳源、氮源和无机盐为麸皮(30 g/L)、牛肉膏(10g/L)和磷酸氢二钾(1.0 g/L).结论 筛选到的菌株具有生产木聚糖酶的潜力.     

褐环乳牛肝菌液体发酵培养基的优化

筛选褐环乳牛肝菌（Suillus luteus）最适培养基,以为后续的菌根及生态研究提供研究基础。通过单因素试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及基于中心组合法的响应面试验,优化了褐环乳牛肝菌液体发酵培养基配方。结果表明,褐环乳牛肝菌最适碳源为果糖,最适氮源为牛肉膏,最佳褐环乳牛肝菌液体发酵培养基组成为牛肉膏7.9 g/L,β-环糊精16.8 g/L,抗坏血酸0.005 5 g/L,果糖20 g/L,CaCl2 0.1 g/L,NaCl 0.075 g/L,MgSO4 0.9 g/L,KH2PO4 1.0 g/L。采用最优培养基培养20 d可获得菌丝干质量7 656 mg/L。     

响应面法优化里氏木霉Rut C-30产纤维素酶液体培养基

该试验在单因素对里氏木霉(Trichoderma reesei)Rut C-30产纤维素酶的液体培养基优化的基础上,以滤纸酶活为响应值,采用响应面法确定其最佳培养基。首先通过Plackett-Burman(PB)设计筛选出影响滤纸酶活的显著因素,结晶纤维素和麸皮;通过最陡爬坡试验逼近最大酶活力区域;最后通过Central Composite Design(CCD)设计及响应面分析确定产酶最佳培养基,其中影响酶活的显著性因素结晶纤维素41.8g,麸皮19.1g。经过优化,滤纸酶活力最高为8.21U/mL,比单因素优化结果7.03U/mL提高了16.78%,同时测得CMC酶活为63.64IU/mL,木聚糖酶活为27.4IU/mL,葡萄糖苷酶酶活0.96IU/mL。     

丙酮丁醇梭菌发酵小麦麸皮生产丁醇

对丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)8016发酵小麦麸皮或麸皮混合其他非粮淀粉质原料生产丁醇进行了研究。实验结果表明,当初始糖浓度为55g/L时,以纯麸皮为底物,发酵终点总溶剂达到21.43g/L,丁醇13.08g/L,糖醇转化率39.57%;以麸皮混合红薯、木薯为底物,发酵终点总溶剂达到22.37g/L,丁醇13.24g/L,糖醇转化率为39.95%,均能达到传统玉米醪发酵丁醇水平。证明小麦麸皮作为一种粮食加工废弃物完全可以替代粮食用于丙酮丁醇发酵。     

利用谷物进行类胡萝卜素固态发酵

研究了 7种谷物培养基及相关因素对青霉PT95菌株进行类胡萝卜素固态发酵的影响作用。结果表明 ,谷物培养基的组成对PT95菌株在固态发酵条件下的菌核生物量和菌核中的类胡萝卜素含量都有明显的影响 ;接种方式和接种量能明显影响谷物培养基上的菌核生物量 ,但对菌核中的类胡萝卜素含量没有明显的影响 ;在谷物培养基里添加麸皮有利于菌核的形成。在选择最佳接种方式、接种量 ,并在培养基里添加 2 0 %麸皮 (干重 )的固态发酵条件下 ,大米培养基上得到的菌核生物量最高 ,达到 1 5 0 0 g/1 0 0 g(干料 ) ;荞麦培养基上 ,菌核中的类胡萝卜素含量最高 ,达到82 6μg/g(干菌核 ) ;而在谷子培养基上 ,类胡萝卜素产率最高 ,达到 1 1 45 7μg/1 0 0 g(干料 )。     

响应曲面法优化辅酶Q10产生菌发酵培养基

以辅酶Q10产生菌R-SL15为实验菌株,为提高其辅酶Q10产量,对其进行培养基优化,得到最优发酵培养基。采用Plackett-Burman实验设计和Box-Behnken响应面分析方法对R-SL15的培养基进行优化模型的建立,得出最优发酵培养基为:葡萄糖18.90g/L,酵母粉5.54g/L,(NH4)2SO40.98g/L,KH2PO40.95g/L,牛肉膏6g/L,MgSO4.7H2O0.75g/L,FeSO4.7H2O100mg/L,NaCl10g/L,蒸馏水1L。辅酶Q10产量为51.31mg/L,比优化前的25.74mg/L提高了99.34%。该回归模型高度显著(R2=0.9423),拟合性好,可用于预测。