动物双歧杆菌乳亚种HCS04-002发酵条件优化

为实现动物双歧杆菌乳亚种（Bifidobacterium animalis subsp. lactis）HCS04-002的高活菌数培养,获得其生长的最适发酵条件,对发酵工艺和发酵培养基分别进行优化。以菌泥收率为考察指标,通过单因素及正交试验对培养温度、接种量和初始pH值等发酵工艺参数进行了优化;以发酵液活菌数为响应值,通过单因素试验和Box-Behnken试验优化发酵培养基。结果表明,动物双歧杆菌乳亚种HCS04-002最佳发酵条件为：培养温度39 ℃、接种量3%、初始pH值为7.2;最佳发酵培养基组分为：酵母蛋白胨24 g/L、酵母浸出物30 g/L、葡萄糖19 g/L、乳糖11 g/L。在此优化条件下,菌株HCS04-002菌悬液活菌数达2.73×109 CFU/mL。     

一株清酒乳杆菌的分离、鉴定及培养基优化

从传统食品谷物发酵液中筛选出1株乳杆菌,通过生理生化试验与菌落和菌株形态观察以及16S rRNA测序鉴定为清酒乳杆菌。以MRS培养基为基础培养基,活菌数为指标,改变基础培养基组成的成分及添加量,在此基础上,通过响应面优化培养基组成。结果表明最优培养基组成为鱼蛋白胨14.50 g/L、酵母浸粉6.50 g/L、葡萄糖28.00 g/L、柠檬酸三铵1.50 g/L、磷酸二氢钾2.00 g/L、硫酸镁0.20 g/L、硫酸锰0.12 g/L、吐温-80 1.20 mL/L,此条件下,活菌数达到3.125×10⁹ CFU/mL,相比MRS发酵培养基活菌数(1.980×10⁸ CFU/mL)提高了1 478.28%。该优化培养基具有活菌数高和经济方便的特点,为清酒乳杆菌的工业化生产提供借鉴。     

响应面法优化豆乳链球菌增殖培养基

针对优良酸豆乳发酵菌株豆乳链球菌（Streptococcus sojalactis）SY1.1增殖培养基进行优化,研究碳氮源对豆乳链球菌生长的影响,并采用响应面法优化豆乳链球菌SY1.1的增殖培养基配方。结果表明：以AST为基础培养基,优选大豆蛋白胨和蔗糖为最适氮源和碳源,质量比为1∶2,采用Plackett-Burman设计对11 种促乳酸菌生长因子进行评价,利用中心旋转组合设计和响应面分析确定增殖培养基的配方为：蔗糖10 g/L、大豆蛋白胨20 g/L、磷酸氢二钾2 g/L、番茄汁85.8 mL/L、胡萝卜汁109 mL/L、玉米浆6 g/L,pH 6.8。SY1.1以接种量2%,在37 ℃培养12 h时,活菌数可达（8.9±0.2）×108 CFU/mL,较初始豆浆培养基的活菌数（1.03×108 CFU/mL）提高了7.64 倍。     

以菊芋为主要营养基质的乳酸菌发酵及影响因素

以自行分离的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)CX-15为试验菌株,通过单因素试验和正交试验优化了以菊芋为主要营养物质的乳酸菌培养基。实验结果表明,将菊芋制备成干粉,采用水浸提方法制备的菊芋浸汁是一种良好的微生物生长基质,在其中添加葡萄糖、植物蛋白胨等营养成分后,可显著促进实验菌株的生长增殖;优化后的菊芋浸汁培养基配比为:10%菊芋浸汁、10 g/L葡萄糖、40 g/L植物蛋白胨、0.2 g/L MgSO4、0.3g/L MnSO4。在该培养基中,植物乳杆菌CX-15发酵20 h,活菌数可达(2.8³.0)×109CFU/mL,比原始菊芋浸汁培养基的活菌数提高接近1倍,与实验室常用的MRS培养基活菌数相当,但成本显著降低且制备工艺简便。     

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%。     

Lactobacillus reuteri IMAU10240增殖培养基及高密度培养工艺优化

Lactobacillus reuteri IMAU10240(L.reuteri IMAU10240)是一株具有潜在益生特性的乳酸菌,为实现产业化应用,对其培养工艺进行优化以提高其活菌数。本研究以MRS培养基为基础,通过单因素筛选试验、正交试验和响应面优化试验对该菌株的培养基以及培养条件进行优化。通过实验确定L.reuteri IMAU10240最适培养基:蔗糖100.00 g/L,大豆蛋白胨13.25 g/L,酵母粉8.84 g/L,酵母蛋白胨13.25 g/L,Na_2HPO_4 19.85 g/L,柠檬酸2.58 g/L,MnSO_4·5H_2O 0.12 g/L,MgSO_4·7H_2O 0.40 g/L,甘油2.76 g/L,吐温-80 1.00 g/L,L-半胱氨酸盐酸盐0.50 g/L。初始pH 6.5,通入氮气37℃恒pH 5.5培养7~8 h。利用优化好的配方工艺进行5 L/50 L/200 L发酵罐的小试及中试试验,验证L.reuteri IMAU10240的发酵工艺,活菌数为7.57×10~9 CFU/mL,冻干菌粉活菌数为2.59×10~(11) CFU/g,可以进行生产验证。     

腐乳源乳酸乳球菌17M1高密度培养条件研究

为了获得乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）17M1的高密度培养方法,以菌体密度和活菌数为评价指标,以豆腐乳清为基础培养基,采用响应面法对该菌株的培养基组成进行优化,并研究其培养条件。结果表明,菌株17M1的最佳培养基组成为：在豆腐乳清中加入2.00%大豆蛋白胨、胰酪蛋白胨1.70%、柠檬酸铵2.30%。在此优化培养基中初始pH值6.15,于37 ℃培养15 h,乳酸乳球菌17M1的活菌数达到了1.17×1010 CFU/mL,高于M17肉汤培养基活菌数（1.04×109 CFU/mL）。该研究结果为乳酸乳球菌17M1的工业化应用提供了技术支持。     

肉制品发酵剂木糖葡萄球菌J23发酵条件的研究

高质量的发酵肉专用发酵剂是工业化生产发酵肉的关键。本研究从金华火腿中分离鉴定了可作为发酵剂的木糖葡萄球菌J23,并对其发酵条件(包括5L罐放大试验)、冷冻干燥条件、浓缩培养、菌株安全性等方面进行了研究。结果说明:在最适培养温度30℃下,2#简单培养基为最佳培养基,用2 mol/l的NaOH作为中和剂控制发酵pH7.3,发酵周期为20h,木糖葡萄球菌J23活菌数可达到3.4×109CFU/mL。冷干保护剂以蔗糖效果最好,冷干后活菌数能达到4×1010CFU/g。发酵剂菌株经动物毒性试验表明属无毒级微生物。     

植物乳杆菌ZJ316高密度发酵条件优化

以1株植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）ZJ316为研究对象,在MRS液体培养基的基础上,以吸光度值（OD600 nm值）为响应值,通过单因素试验及响应面试验对其高密度发酵培养基组分和培养条件进行优化。结果表明,L. plantarum ZJ316高密度发酵的最优培养基组成为蔗糖43 g/L、玉米浆干粉60 g/L、Na2HPO4-柠檬酸0.12 mol/L、MgSO4·7H2O 0.20 g/L、MnSO4·H2O 0.10 g/L、吐温80 1 mL/L;最优发酵条件为接种量4%、发酵温度30 ℃、初始pH值6.5。在此优化条件下,采用发酵罐静置发酵24 h,植物乳杆菌ZJ316的OD600 nm值为5.13,活菌数可达8.01×109 CFU/mL,较优化前分别提高1.65倍、3.44倍。     

乳酶生片中乳酸菌的分离鉴定及其增殖培养条件优化

该研究采用传统培养分离法从乳酶生片中分离乳酸菌,通过形态观察、生理生化试验及分子生物技术对其进行鉴定,并采用单因素及响应面试验对其增殖培养条件及培养基进行优化。结果表明,从乳酶生片中分离得到一株乳酸菌Y1,经鉴定为屎肠球菌（Enterococcus faecium）,其最适培养条件为初始pH 8.0,生长温度37 ℃,接种量1%,最优增殖培养基为乳糖11 g/L,乳清粉10 g/L,酵母浸粉22 g/L,硫酸镁0.28 g/L,硫酸锰0.18 g/L。用此培养基培养所得E. faecium Y1的活菌数为2.90×109 CFU/mL,比优化前活菌数提高了80.12%。     

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。     

益生菌的筛选及其发酵特性研究

为获得性能优良的益生菌生产菌株,通过乳酸菌的溶钙圈筛选,耐酸、耐胆盐检测及体外抗氧化和分解胆固醇能力测试进行了菌株的选育;对筛选菌株进行16S rRNA基因测序及生理生化特性鉴定;采用正交试验优化培养基配方和发酵条件。结果表明,从牛奶储罐中分离、筛选到一株各项性能优良的菌株,编号为SX68,经鉴定其为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）。优化培养基配方为：蛋白胨10 g/L,牛肉膏10 g/L,酵母提取物5 g/L,磷酸氢二钾3 g/L,柠檬酸氢二胺4 g/L,乙酸钠5 g/L,葡萄糖30 g/L,吐温-80 1 mL/L,MgSO4·7H2O 0.58 g/L,MnSO4·4H2O 0.25 g/L,pH 6.4;最佳发酵条件为：起始pH 6.5,发酵温度35 ℃,接种量20 mL/L,溶氧量＜100 mL/L,搅拌转速50 r/min,罐压0.03 MPa。在此优化条件下,菌株SX68最高发酵生物量（OD600 nm值）为15.68,活菌数为9.6×1012 CFU/mL,可为其用于益生菌生产奠定基础。     

一株凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）发酵培养基的优化

以凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）为研究对象,芽孢数为响应值,对其发酵培养基进行响应面优化分析。 在单因素试验的 基础上,采用Plackett-Burman试验筛选出对芽孢数有显著影响的因素为麸皮和牛肉膏。 由中心组合试验设计及响应面分析优化确定 最优发酵培养基配方为麸皮32.12 g/L,牛肉膏15.24 g/L,硫酸镁0.49 g/L,硫酸锰0.34 g/L,磷酸二氢钠0.31 g/L。 在此最佳条件下,发酵 液中凝结芽孢杆菌芽孢数达到3.38×108 CFU/mL,是优化前的5.28倍。     

酪酸菌MYS66发酵条件研究

通过发酵条件研究,得到了菌体最佳培养条件和最佳无机盐添加量。 即发酵培养基组成：玉米粉20 g/L（制成糖化液）,豆粕粉10 g/L,蛋白胨10 g/L,酵母膏6 g/L,K2HPO4·3H2O 1.0 g/L,KH2PO4 1.0 g/L,MgSO4·7H2O 0.2 g/L,MnSO4·H2O 0.2 g/L,NaHCO3 1.0 g/L, CaCl2 0.2 g/L,NaCl 1.0 g/L;确定最佳发酵条件为初始pH 7.2,培养温度37.0 ℃,接种量4%。 经50 L发酵罐发酵,在发酵32 h时,菌体浓度为2.64×108CFU/mL,芽孢浓度为2.49×108CFU/mL,芽孢率达到94.3%。通过常用抗生素对该菌存活率影响的研究,结果表明,各抗生素对菌株存活率由低到高影响的顺序为硫酸粘杆菌素B＜莫能霉素钠＜盐酸林可霉素＜酒石酸泰乐菌素＜杆菌肽＜磺胺嘧啶＜新霉素硫酸盐＜盐酸金霉素。     

抗肿瘤靶向工程菌的高密度发酵及菌粉研制

为获得侵袭性抗肿瘤靶向工程菌株EcNA高菌体浓度的培养基配方,在单因素试验的基础上,通过Plackett-Burman试验筛选出对菌体浓度影响最显著的因素为酵母抽提物、K2HPO4用量,对显著影响因素进行中心组合试验响应面分析。结果表明最佳培养基成分为：可溶性淀粉2?g/L、酵母抽提物50.3?g/L、K2HPO4?14.26?g/L、KH2PO4?3?g/L、MgSO4?0.3?g/L、微量元素母液2?mL/L、接种量3%。发酵后溶液中菌体OD600?nm?达到7.602,菌体生物量达到2.96×109?CFU/mL,比优化前提高了78.3%。以冻干保护剂在冷冻干燥过程中对工程菌株的保护效果为研究对象,通过正交试验得到制成菌粉的最佳保护剂配方为脱脂乳14.25?g/100?mL、蔗糖3?g/100?mL、抗坏血酸钠3?g/100?mL,优化后菌体冻干粉存活率可达86.32%,利于制成延长贮存期的口服菌粉胶囊。     

培养基与分割发酵优化促进Nisin生物合成

为了提高乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）细胞生长和乳酸链球菌素（Nisin）的合成效率,以正交优化法研究培养基分批发酵和分割发酵方式对Nisin生物合成效率的影响。结果表明,优化发酵培养基配方为：5%蛋白胨,3%蔗糖,2%玉米浆,1%酵母浸粉。在此优化条件下,摇瓶培养（11 h）峰值生物量为4.9×109 CFU/mL,较对照提高43%;10 L发酵罐分批发酵峰值生物量、Nisin效价及Nisin合成速率■q分别为7.75×109 CFU/mL、2 573 IU/mL、151.4 IU/（mL·h）,较优化前分别提升38.0%、56.6%、38.2%。分批发酵培养18 h Nisin达到峰值后[■q为147 IU/（mL·h）],以不同比例分割发酵并继续培养7 h,第二次分割（25%）为Nisin合成最适发酵方式,其Nisin平均合成速率达到294 IU/（mL·h）,较分批发酵提高了100%。     

辣椒酱发酵菌肠膜明串珠菌C27高密度培养条件优化

为了实现辣椒酱发酵肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）C27的高密度培养，以MRS肉汤培养基为基础，L. mesenteroides C27的菌体密度为评价指标，采用单因素试验和响应面法对培养基中的碳源、氮源、生长因子进行优化，同时采用响应面法对培养条件进行优化。结果表明，最佳培养基配方为蔗糖21 g/L，酵母浸粉22 g/L，土豆汁14 g/L；最佳培养条件为发酵温度38.4 ℃、初始pH值6.2，接种量2.4%。在此优化条件下培养24 h，L. mesenteroides C27的菌体密度（OD600 nm值）达1.034，活菌数为1.30×109 CFU/mL。