响应面法优化产β-内酰胺酶菌Bacillus cereus B03的发酵条件

为快速高效地提高菌株Bacillus cereus B03的产酶能力,采用响应面法对Bacillus cereus B03产β-内酰胺酶的发酵培养基进行优化。首先通过单因素实验研究了不同碳源及浓度、不同氮源及浓度、不同金属离子及浓度、氯化钠、磷酸氢二钾以及温度、pH、接种量、装液量对菌株产酶活力的影响,然后设计Plackett-Burman试验筛选出影响产酶的3个显著性因素:温度、pH、接种量。在此基础上,最后设计Box-Behnken中心组合试验确定最优产酶发酵条件。结果表明,最佳发酵培养基成分为葡萄糖20 g/L、酵母浸粉20 g/L、NaCl 2 g/L、MgSO₄·7H₂O 0.2 g/L,K₂HPO₄·3H₂O 4 g/L,最佳产酶发酵条件为发酵温度37 ℃,pH为7.3,接种量3%,装液量50 mL/250 mL。在此优化条件下,该菌株产β-内酰胺酶的酶活力为113278.7 U/mL,为优化之前酶活(88792.7 U/mL)的1.28倍。本研究为进一步工业化开发利用性状稳定且高产β-内酰胺酶的菌株提供借鉴。     

枯草芽孢杆菌产碱性果胶酶发酵条件的优化

通过单因素实验对枯草芽孢杆菌菌株发酵产碱性果胶酶的培养基组分及培养条件进行优化。利用单因素实验确定了产酶的最优培养基:30 g/L豆饼粉、35 g/L马铃薯淀粉、20 g/L果胶、2.775 g/L氯化钙、4.025 g/L硫酸锌、113.6 g/L Na 2HPO 4。同时对温度、接种量、发酵pH进行优化,得到最优发酵条件:温度35℃、接种量3%、发酵过程控制pH=7.4,在此基础上进行补料流加实验,补料配方为350 g/L葡萄糖、10 g/L果胶,补料控制总糖浓度为20 ug/mL,并调整转速和风量控制溶氧30%~40%,最终酶活达到6120 U/mL,较初始酶活1061 U/mL提高了4.77倍。     

重组乳酸克鲁维酵母产磷脂酶A2发酵条件的优化

利用重组乳酸克鲁维酵母（Kluyveromyces lactis）GG799表达磷脂酶A2,对其产酶发酵条件进行研究。采用单因素试验和正交试验对培养基及培养条件进行优化,确定了重组菌产酶的最佳发酵条件。结果表明：最优培养基组成为葡萄糖30 g/L、酵母粉20 g/L、蛋白胨30 g/L、KH2PO4 3 g/L;最优培养条件为：发酵温度30 ℃、接种量2%（V/V）、初始pH?7.0、装液量90 mL/250 mL三角瓶、摇床转速220 r/min,在此条件下发酵培养,酶活力由（1.87±0.12）U提高到（5.35±0.27）U。     

天山冰川假单胞菌产低温脂肪酶发酵条件优化及酶学性质研究

针对一株从天山一号冰川沉积层中得到的假单胞菌T1-39,优化其产低温脂肪酶发酵条件,研究低温脂肪酶部分酶学性质,采用p-NPP法测定酶活力,设计产酶培养基成分及培养条件。确定产酶培养基成分为:葡萄糖5 g/L、胰蛋白胨5 g/L、(NH4)2SO4 5 g/L、K2HPO4 2 g/L、橄榄油乳化液50 mL/L、MgSO4·7H2O 0.5 g/L。优化后培养条件为250 mL摇瓶装液量为20 mL,培养温度15℃,初始pH为9。在优化发酵条件下,菌株发酵液低温脂肪酶酶活力可达到9.77 U/mL,较优化前(3.14 U/mL)提高了3.11倍。粗酶液最适反应温度为30℃,在60℃处理30 min后仍有40%的酶活,最适pH值为9,Mg2+、Zn2+、Ni2+、Ba2+对粗酶液有激活作用,而Sn2+、Cu2+对酶活均有不同的抑制作用。     

一株纳豆芽孢杆菌的产酶条件优化

从一株实验室保藏的产纳豆激酶细菌出发,先对其液体发酵产酶的培养基和培养条件进行优化,在此优化基础上,利用Plackett-Burman试验筛选出影响纳豆芽孢杆菌产酶的3个主要因素:胰蛋白胨添加量、MgSO4添加量、发酵温度,利用Box-Behnken进行响应面试验设计,优化得到最优发酵条件。发酵培养基条件(g/L):胰蛋白胨26.6、乳糖10.0、Na2HPO45.0、NaH2PO41.0、CaCl20.2、MgSO41.35;发酵条件:种龄12h、接种量2%、发酵温度33℃、发酵时间56h、装液量50mL/250mL。此发酵条件下发酵液的纳豆激酶酶活力为743.65U/mL,比优化前提高了232.33U/mL。     

海洋Arthrobacter protophormiae CDA2-2-2产几丁质脱乙酰酶发酵条件优化

对海洋Arthrobacter protophormiae CDA2-2-2产几丁质脱乙酰酶发酵培养基和发酵条件进行优化,提高发酵产酶水平。在单因素实验优化的基础上,利用PB试验筛选显著影响菌株发酵产酶酶因素,进一步利用响应面法优化这些因素,获得最佳发酵培养基和培养条件。利用单因素实验优化获得碳源、氮源、金属离子、发酵温度、发酵时间、装液量、初始pH和转速的最佳条件。PB试验筛选获得显著影响发酵产酶的因素为MgSO₄、发酵温度和葡萄糖。运用Box-Behnken设计,通过响应面法对上述3因素进行优化,获得Arthrobacter protophormiae CDA2-2-2最佳培养基配方为:葡萄糖0.5%,酵母粉1%,MgSO₄ 0.015%;发酵条件为:发酵温度38 ℃,初始pH7.0,转速140 r/min,发酵时间84 h,接种量2%,装液量40%。在此条件下Arthrobacter protophormiae CDA2-2-2产几丁质脱乙酰酶酶活为14.58 U/mL,较优化前提高了2.5倍。本研究结果为Arthrobacter protophormiae CDA2-2-2几丁质脱乙酰酶的进一步开发和应用奠定试验基础。     

工业生产中耐高温α-淀粉酶发酵培养基的优化研究

通过对一株高产耐高温α-淀粉酶的地衣芽孢杆菌摇瓶发酵工艺的优化,以及在摇瓶和20 L发酵罐上进行的耐高温α-淀粉酶液态发酵工艺条件的试验研究,确定发酵培养基所采用的最佳氮源为豆饼水解液,最佳碳源为玉米粉液化液.正交试验结果表明:优化摇瓶发酵培养基配方为玉米液化液12.5%,豆饼粉5%,豆饼水解液2.5%,(NH4)2SO40.5%,摇瓶产酶活可达5 000 U/mL,比优化前提高了10%,20 L发酵罐产酶活达到了12 000 U/mL.     

非特异性过氧合酶发酵优化及在H2O2检测中的应用

非特异性过氧合酶（unspecific peroxygenase,UPO）能够利用过氧化氢（H2O2）催化多种氧化反应,在工业中具有很大的应用潜力。针对AaeUPO 在毕赤酵母中表达量低以及发酵工艺不清的问题,通过摇瓶发酵优化以及正交试验确定发酵培养基条件,并进一步通过5 L 发酵罐进行放大。结果表明,毕赤酵母摇瓶水平高效表达AaeUPO 的基本发酵条件：甲醇浓度1.00%、培养基初始pH5.5、蛋白胨浓度1.5%、酵母粉浓度1.5%,最优发酵条件下粗酶液酶活达到18.2 U/mL。在摇瓶水平发酵试验的基础上进行5 L 发酵罐放大试验,优化后以接种量10%、诱导温度30 ℃、流加甲醇作为最终工艺条件。最终得到的细胞湿重244 g/L,最高酶活为25.1 U/mL,相较于初期未优化酶活提升了91.6%。将AaeUPO 用于H2O2 检测,AaeUPO 对于H2O2 具有较好的检测性能,检测限达到5 μmol/L,抗干扰性能强。     

响应面法优化Enterobacter sp.SYA2乳糖酶发酵工艺

采用单因素实验对Enterobacter sp.SYA2产乳糖酶条件进行优化,优化后的发酵条件为:培养温度37℃、装液量50mL/250mL、摇床转速175 r/min、接种量5％(V/V)、种龄8h,此条件下酶活为9.02 U/mL;通过Plackett-Burman设计和Box-Behnken设计对菌株发酵培养基进行了优化,得到的最佳发酵培养基配方为:乳糖31.1g/L、蛋白胨26.0g/L、酵母膏5.0g/L、K2HPO4 3.0g/L、NaCl 6.0g/L、MnCl2 0.5g/L、pH6.5,优化后的酶活为15.95U/mL.     

木聚糖酶产生菌Gh-5培养基配方及发酵条件的优化

研究培养基组分与发酵工艺条件对试验菌株Gh-5产木聚糖酶的发酵影响,并对木聚糖酶的酶学性质进行初步研究。结果表明,该菌最适发酵产酶培养基组分为甘露糖15 g/L,氯化铵10 g/L,ZnSO4 0.3 g/L,KH2PO4 0.5 g/L;最适发酵条件为温度37 ℃;pH值为8.0;接种量14 %;发酵培养生长周期36 h。木聚糖酶产生菌株Gh-5发酵优化后的酶活力为114.64 U/mL,较优化前38.02 U/mL提高了201.53%。木聚糖酶酶学性质研究结果表明,木聚糖酶酶活最适pH值为8.0;最适温度为65 ℃;Zn2+对木聚糖酶酶活有较好促进作用。     

产磷脂酶菌株蜡样芽胞杆菌AF-1发酵条件的研究

以蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus) AF-1为发酵菌株,对其发酵产磷脂酶培养基和发酵条件进行优化。结果表明,最佳培养基组成为：葡萄糖2%,蛋白胨3%,磷酸氢二钠1.5%,磷酸二氢钾0.3%,硫酸镁0.06%,氯化钙0.01%;15 L发酵罐发酵条件为发酵时间30 h,装液系数为0.67,接种量为10%,初始pH值为7.5,发酵温度为35 ℃,通气量为0.3 m3/h,在此最佳条件下得到的发酵液磷脂酶活力为41.57 U/mL。     

产褐藻胶裂解酶弧菌HB161653的产酶条件优化

为提高弧菌HB161653产褐藻胶裂解酶活性,该研究通过单因素和正交试验对弧菌HB161653的产酶条件进行了优化。结果表明,最优的发酵培养基组成为海藻酸钠5 g/L,蛋白胨7.5 g/L,NaCl 25 g/L,K2HPO4 0.2 g/L,MgSO4 0.1 g/L;最优发酵条件为培养基初始pH 7.0,接种量1.5%,发酵温度28 ℃,发酵周期12 h。在此优化产酶条件下,褐藻胶裂解酶活力可达42.1 U/mL,较优化前（26.0 U/mL）提高了62%。该研究可为弧菌HB161653产褐藻胶裂解酶的规模化生产和褐藻寡糖的制备提供理论依据。     

纳豆芽孢杆菌TK-2产γ-聚谷氨酸发酵工艺优化

以γ-聚谷氨酸（γ-PGA）的产量为评价指标,在单因素试验基础上,利用正交试验法对纳豆芽孢杆菌（Bacillus natto）TK-2产γ-PGA的发酵工艺进行优化,并对其发酵产物进行高效液相色谱（HPLC）分析。结果表明,最佳培养基配方是葡萄糖2.5%,蛋白胨2.5%,味精2%,pH值7.5;最佳发酵条件是装液量70 mL/250 mL,接种量2%,发酵温度37 ℃,转速140 r/min,在此优化条件下进行验证试验,γ-PGA产量为11.48 g/L,提高了57.2%。HPLC分析表明,γ-PGA是谷氨酸的一种聚合物,其水解产物只有一种氨基酸。     

产胞外多糖泰山羊肚菌液体培养条件的优化

对泰山羊肚菌产胞外多糖 (exopolysaccharides,EPS)的液体培养基组成和发酵条件进行了优化 ,最适碳源是葡萄糖 ,最适氮源是NH4NO3 。正交试验确定最佳培养基组成为麸皮 2 0 0 g/L ,葡萄糖 30 g/L ,NH4NO3 1g/L ,KH2 PO42 g/L ,MgSO4·7H2 O 1 5 g/L。最佳发酵条件为 2 5℃ ,起始 pH值 6 5 ,装液量 10 0mL/瓶 ,接种量10 % ,摇床转速 2 0 0r/min ,发酵时间 4d。在此条件下 ,其胞外多糖含量 (2 135 4 4 1mg/L)比对照(14 5 4 6 39mg/L)提高了 4 6 8%。     

响应面法优化壳聚糖酶发酵培养基

为了提高壳聚糖酶的产量,在单因素的试验基础上,采用响应面法优化诱变后菌株的发酵培养基。利用Plackett-Burman试验设计分析发酵培养基中的7个组分,确定了其中的3个显著因素为酵母浸粉、葡萄糖和MgSO4·7H2O,应用最陡爬坡试验确定了这3个因素的合理范围,再通过Box-Behnken响应面试验优化培养基组分。结果表明,最佳发酵培养基为：酵母浸粉16.9 g/L,葡萄糖10.3 g/L,NaCl 5 g/L,K2HPO4 1.4 g/L,KH2PO4 0.6 g/L,MgSO4·7H2O 1.2 g/L和吐温-80 1.2 g/L。在此优化条件下,壳聚糖酶酶活力达到10.57 U/mL,比优化前提高了11.77%。     

嗜酸乳杆菌GIM1.208产β-葡萄糖苷酶培养基及发酵条件优化

以嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）GIM1.208为研究对象,通过单因素、正交试验和响应面法优化其产β-葡萄糖苷酶的培养基及发酵条件。结果表明,嗜酸乳杆菌GIM1.208发酵产β-葡萄糖苷酶的最佳产酶条件为葡萄糖添加量3.0%,羧甲基纤维素钠添加量0.4%,初始pH值5.5,料液比1∶4（g∶mL）、发酵温度31 ℃,发酵时间24 h,接种量2.6%。在此优化条件下,β-葡萄糖苷酶活力为16.80 U/mL,是优化前的3.90倍。     

安全高效红曲米工程化生产技术开发

为了实现高色价低橘霉素红曲米的工程化生产,通过单因素试验和正交试验讨论了培养基pH值、培养时间、培养基装量、培养温度、接种量和养花温度对红曲米色价和橘霉素含量的影响,然后进行了3 T发酵罐制种试验、中试生产试验和工程化生产试验。结果表明,最佳培养基pH值为6.5、培养时间为8 d、培养基装量为500 g/浅盘、培养温度为32 ℃、接种量为9%、养花温度为40 ℃。3 T发酵罐制种试验结果表明,在发酵30 h左右,菌丝丰富,含量达到30 g/L以上,种子液黏稠、呈深红色,pH 5.0～5.5。在中试生产试验和工程化生产试验中,红曲米的产率都达到了40%以上,色价均在5 000 U/g左右,橘霉素含量都≤42 μg/kg。     

紫色红曲霉FBKL3.0018液态发酵产红曲色素条件的优化研究

以分离自贵州某浓香型酒厂中温大曲的紫色红曲霉（Monascus purpureus）FBKL3.0018为研究对象,以发酵液中红曲色素色价为考察指标,对紫色红曲霉FBKL3.0018产红曲色素的发酵培养基配方进行优化。考察了碳源、氮源、无机盐、生长因子及初始pH值对红曲色素生产的影响,选取对红曲色素生产影响较显著的蛋白胨、FeSO4和初始pH进行响应面优化试验。得到最佳培养基配方为：葡萄糖60 g/L、蛋白胨26 g/L、FeSO4 0.9 g/L、L-谷氨酸 2 g/L和初始pH 4.5。在此优化条件下,红曲色素色价为105.22 U/mL,比优化之前（33.62 U/mL）提高了3.13倍。同时,通过验证试验,实际值105.22 U/mL与预测值108.82 U/mL相对误差为0.97%,说明所建立的回归模型可靠。     

纳豆激酶发酵条件的优化

利用Plackett-Burman 方法对影响纳豆芽孢杆菌液体发酵的各因素进行评价,筛选出对产纳豆激酶有显著效应的主要因素是豆饼粉浓度。在此基础上,用响应面分析法对发酵培养基中的豆饼粉浓度、CaCl2 浓度、葡萄糖浓度进行优化。所得的最优培养基成分为葡萄糖 1%、豆饼粉 3%、KH2PO4 0.2%、K2HPO4·3H2O 0.26%、MgSO4·7H2O 0.1%、CaCl2 0.12%。拟合实验结果显示,纳豆激酶液体发酵液的酶活由初始培养条件的约1800U/ml提高到优化后的2226.06U/ml。