响应面优化壳聚糖酶产生菌培养基组分研究

对筛选出的壳聚糖酶生产菌进行了一系列单因素试验。在此基础上,通过响应面分析法得出培养基最佳组成:葡萄糖添加量3.0%,壳聚糖添加量1.939%,蛋白胨添加量0.171%,培养基初始pH值为7.44。经过优化,壳聚糖酶活可提高至0.354U/mL。     

响应面分析优化壳聚糖酶产生菌的发酵条件

采用响应面分析对影响烟曲霉K1(Aspergillus fumigatus K1)生产壳聚糖酶的发酵培养基进行优化.首先采用部分因素试验筛选出影响壳聚糖酶产量的显著因素:牛肉膏和CaCl2.利用最陡爬坡路径逼近最大产酶区域.最后,应用中心组合设计和响应面分析确定烟曲霉K1产壳聚糖酶的最佳培养基组成(%,W/V)为:壳聚糖1.5、牛肉膏2.1、KH2P04 0.1、MgSO4·7H2O 0.1、CaCl2 0.4和Tween 0.1.经过优化,壳聚糖酶产量可达44.24U/ml,比开始条件提高2.4倍以上.     

响应面法优化绿色木霉产壳聚糖酶培养基

利用响应面(RSM)方法对绿色木霉液体发酵产壳聚糖酶的培养基进行优化。根据前期单因素实验结果,确定Avicel、玉米芯和棉籽饼粉为主要影响因素,利用Design Expert 7.1.3软件对RSM法实验结果进行了优化,获得了最佳产酶培养基为:Avicel2.56%、玉米芯1.03%、麸皮0.5%、棉籽饼粉4.79%、KH2PO40.2%、(NH4)2SO40.2%、CaCl20.03%、MgSO40.03%,pH自然,此时预测的最大壳聚糖酶活为2.13IU/mL。经验证,实测的壳聚糖酶活为2.00IU/mL,实际酶活力达理论预测值的94%。同时测定了羧甲基纤维素酶活(CMCase),发现CMCase酶活越大,壳聚糖酶活也越大,CMCase酶活与壳聚糖酶活平均比值为110.88,两种酶活呈正相关性。      

响应面法优化Bacillus thuringiensis ZJOU-010产壳聚糖酶

目前,利用壳聚糖酶降解壳聚糖已成为生产功能性壳寡糖的首选途径。本研究在单因素试验的基础上,通过响应面法结合中心组合设计优化了Bacillus thuringiensis ZJOU-010产壳聚糖酶的培养条件。结果表明：当虾壳粉质量浓度为44.96g/L、(NH4)2SO4质量浓度为1.48g/L、pH值为6.78时,B. thuringiensis ZJOU-010的壳聚糖酶活力达到4.25U/mL。优化后获得的实验值与模型的预测值(4.16U/mL)基本相符,且较优化前的酶活力(3.59U/mL)提高了18.47%。研究表明,利用生物催化技术以虾加工企业的副产物--虾壳粉为唯一碳源和氮源生产壳寡糖是可行的。     

响应面法优化纳豆激酶发酵培养基

纳豆激酶具有良好的溶解血栓的功效,由于纳豆激酶目前的发酵水平不高,限制了其应用。该研究以纳豆激酶活力为响应值,在单因素试验基础上,采用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和响应面法对纳豆激酶培养基配方进行了优化。结果表明,通过Plackett-Burman试验筛选出豆粕粉、无水氯化钙、甘油为影响纳豆激酶活力的主要因素。最后运用响应面分析确定纳豆激酶最优发酵培养基为：甘油43 g/L、豆粕粉24 g/L、无水氯化钙0.14 g/L、七水硫酸镁0.80 g/L、十二水磷酸氢二钠3.00 g/L、无水磷酸二氢钾1.00 g/L、L-甲硫氨酸0.20 g/L,此条件下纳豆激酶活力最高为（4 281±103）FU/mL,是优化前的1.97倍。     

利用响应面法优化细菌纤维素发酵培养基

采用Two-level factorial design设计对影响木醋杆菌发酵产细菌纤维素的培养基组成成分进行了筛选,所取的8个相关因素为:蔗糖、酵母膏、蛋白胨、KH2PO4、MgSO4、酒精、醋酸。在此基础上,采用响应曲面法(Response Surface Methodology,RSM)对影响木醋杆菌发酵产细菌纤维素的培养基的关键影响因素:酵母膏、KH2PO4、无水乙醇的最佳水平范围作了进一步的研究与探讨,通过对二次多项式回归方程求解得知,在上述自变量分别为酵母膏10.55g/L,KH2PO44.26g/L,无水乙醇3.1%时,细菌纤维素(BC)达最大值为3.36g/L。     

响应面法优化组成型壳聚糖酶酶解条件

以壳聚糖为原料,通过蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）发酵所得壳聚糖酶水解壳聚糖产生壳寡糖,对酶解pH、温度、底物浓度和时间分别进行单因素试验,并在此基础上,通过响应面法研究这4种因素对壳寡糖产量的影响,优化酶解条件。结果表明,壳聚糖酶酶解的最佳条件为pH值5.6,酶解温度53 ℃,壳聚糖质量分数2.09%,酶解时间157 min。在该优化条件下,壳寡糖的浓度为35.73 μmol/mL,与模型预测值35.476 μmol/mL接近,则该模型可用于优化壳聚糖酶酶解条件。     

应用响应面法优化叶黄素降解发酵培养基

利用响应面分析法对Pantoea dispersa（Y08）菌降解叶黄素产香的培养基进行了优化。采用Box-Behnken实验设计,选定KH2PO4、蔗糖和混合氮源（酵母膏∶天门冬酰胺=2∶1）3个关键因子为响应因子,以叶黄素降解率为响应值建立多元二次回归方程,在分析各个因素的显著性和交互作用后,确定了Pantoea dispersa菌降解叶黄素的最优培养基为:蔗糖0.97%,混合氮源（酵母膏∶天门冬酰胺=2∶1）1.38%,KH2PO40.15%,叶黄素降解率为80.03%,与理论预测值基本吻合,比优化前提高140.67%。      

响应面法优化里氏木霉产木聚糖酶发酵培养基

采用响应面法对里氏木霉产木聚糖酶的发酵培养基进行了优化。首先利用Plackett-Burman实验设计筛选出影响产酶的3个主要因素:乳糖、玉米浆和KH2PO4。在此基础上运用最陡爬坡路径法逼近最大响应值区域,最后利用响应面分析法确定主要因子之间的交互作用及最佳条件。结果表明,乳糖45.13g/L,玉米浆15.94g/L,（NH4）2SO43g/L,KH2PO42.73g/L,MgSO4·7H2O0.8g/L,无水CaCl20.6g/L,吐温-801mL/L时,木聚糖酶最大理论酶活为855.01U/mL。经5次平行实验验证,实际平均酶活与预测酶活相近,比优化之前的酶活提高了24.1%。      

响应面法优化曲酸发酵培养基研究

以从湖南冰糖橙皮上筛选获得的优良产曲酸菌种米曲霉为研究对象,通过Box-Behnken试验设计及回归分析,得到最佳培养基配方,即:可溶性淀粉8.3 g/L,蛋白胨5.0 g/L,MgSO4·7H2O 0.5 g/L,KH2PO4 1.0 g/L,KCl0.5 g/L,FeSO4 0.01 g/L,初始pH 6.1.此时曲酸产量达到最大值99.89 g/L.采用该试验方法大大提高了曲酸的产量.     

响应面法优化可得然胶发酵培养基

可得然胶是细菌在氮源限制条件下生成的水不溶性胞外多糖。发酵培养基的各组分配比对可得然胶的产量有极大的影响。因此,优化发酵培养基对提高可得然胶产量有重要意义。本文采用响应面分析法对可得然胶的发酵培养基进行优化设计。通过Plackett-Burman实验进行重要因素筛选,得出影响可得然胶产量的主要因素为:蔗糖、（NH4）2HPO4、MgSO4和玉米浆。利用最陡爬坡实验逼近响应区域,应用Box-Behnken实验设计和响应面法分析优化得到最佳的发酵培养基为:蔗糖61g/L、MgSO41g/L、玉米浆2.5mL/L、（NH4）2HPO42.4g/L、KH2PO41.4g/L、CaCO31.4g/L。发酵结果（47.73g/L）与优化之前（35.2g/L）的可得然胶产量进行比较,优化后的产量提高了35.6%。      

响应面法优化普鲁兰多糖发酵培养基

采用响应面分析法对出芽短梗霉生产普鲁兰多糖的发酵培养基进行优化。采用Plackett-Burman实验筛选出影响普鲁兰多糖产量的主要因素为蔗糖、NaCl和FeSO4,利用最陡爬坡路径逼近响应区域,应用Box-Behnken设计和响应面分析优化得到最佳发酵培养基,发酵单位较优化前提高了30.1%。     

响应面法优化枯草芽孢杆菌3-羟基丁酮发酵培养基

采用响应面法对枯草芽孢杆菌TH-55 3-羟基丁酮发酵培养基进行了优化,确定了葡萄糖、酵母浸膏和玉米浆是影响菌株3-羟基丁酮发酵产率的主要因素.优化获得的发酵培养基组成:葡萄糖102g/L,酵母浸提物6.8g/L,玉米浆26.5g/L,硫酸铵5g/L,硫酸锰0.05g/L,硫酸镁0.6g/L,磷酸二氢钾0.5g/L.在此条件下,菌株摇瓶发酵3-羟基丁酮平均产率达到46.25g/L,较优化前的菌株产率35.21g/L相比提高了31％.10L发酵罐发酵试验,发酵周期72h,3-羟基丁酮发酵产率达到47.85g/L.     

基于响应面法的鲁氏酵母发酵培养基优化

鲁氏酵母（Zygosaccharomyces rouxii ）是酱油及酱类生产中风味形成的重要微生物之一。为了获得大量菌体,采用响应面法（RSM）对鲁氏酵母CCTCC M 2013310培养基进行了优化,Plackett-Burman（PB）设计对培养基中相关影响因素的效应进行评价,结果表明,葡萄糖、玉米浆和磷酸二氢钾对生物量影响显著。由中心组合及响应面分析优化确定优化培养基为葡萄糖12.03%,玉米浆2.24%,酵母粉1%,磷酸二氢钾0.26%,甘油3%,VB1 0.001%。优化培养基的生物量为28.28 g/L,比未优化前提高了4.5倍。     

响应面法优化烟草发酵培养基提高细菌纤维素产量

为了提高细菌纤维素（BC）的产量,提升烟草废弃物的利用率,以木醋杆菌（Acetobacter xylinum）为试验菌株,静态发酵烟草废弃物制备细菌纤维素,通过单因素试验和Box-Behnken试验对烟草发酵培养基组分进行优化,并对细菌纤维素的持水性能进行分析。结果表明,烟草发酵培养基的最佳配方为：烟草废弃物浸提液1 L,硫酸铵含量3.2 g/L,乙醇体积分数2.0%,苹果酸含量0.5 g/L。在此优化条件下,BC产量为32.27 g/L,是优化前的2.74倍。优化后烟草发酵培养基生产的BC含水率为94.35%,与未优化培养基BC含水率（94.64%）相差不大,但其复水率和溶胀率分别为40.30%和673.56%,与未优化培养基相比,分别增加了8%和2%。     

采用响应曲面法优化红曲霉发酵培养基组分

为了提高红曲红色素的产量,采用响应曲面分析法对红曲霉1001发酵培养基进行了优化。通过单因素实验,确立了发酵培养基的基本组分:大米粉、葡萄糖、黄豆粉、KH2PO4、NaNO3、MgSO4、ZnSO4、玉米浆。Plackett-Burman实验确定了影响红曲红色素产量的关键因素为黄豆粉、KH2PO4、NaNO3。接着进行最陡爬坡实验逼近3个关键因素的最大响应区域。在此基础上,采用Box-Benhnken Design实验设计法对发酵培养基组分进行优化,得出最佳配方为KH2PO41.52g/L,NaNO30.51g/L,黄豆粉35.00g/L,红曲红色素色价为437.73U/mL,比优化前提高了1倍。      

响应面法优化假单胞菌产胞外多糖发酵培养基

采用响应面法对假单胞菌（Pseudomonas sp.）FJY5-13生产胞外多糖的发酵培养基进行优化。通过Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及Box-Behnken试验构建回归方程,结果表明,最佳发酵培养基成分为甘油83.0 g/L、酵母浸粉5.7 g/L、NaCl 8.2 g/L、柠檬酸钠5 g/L、（NH4）2SO4 1 g/L、玉米浆粉7.5 g/L,在此条件下,胞外多糖的产量为10.50 g/L,约为优化前多糖产量7.9 g/L的1.3倍。