卵孢长根菇液体发酵培养基配方优化

以卵孢长根菇菌株H1为试材,以菌丝生物量为主要评价指标,在碳氮源单因素试验的基础上,采用Plackett-Burman设计对影响卵孢长根菇液体发酵培养生物量的主效因素进行筛选,通过最陡爬坡试验及Box-Benhnken响应面法对卵孢长根菇液体发酵培养基成分进行优化,以期获取优良液体菌种,为工厂化大规模生产卵孢长根菇提供保障。结果表明,适合卵孢长根菇的最适碳源为玉米粉,最适氮源为豆粕粉。当摇床转速150 r/min、培养温度为25℃时,优化后卵孢长根菇液体发酵培养基成分为葡萄糖25.8 g/L、玉米粉26.0 g/L、KH_(2)PO_(4)1.0 g/L、豆粕粉1.5 g/L、酵母粉1.0 g/L、MgSO_(4)0.4 g/L、维生素B1(VB1)0.01 mg/L,其卵孢长根菇菌丝生物量可达23.2 g/L。与常规培养基对比,培养周期缩短3 d,菌丝活力更高。

响应面法优化褐藻胶降解菌Cobetia sp.20发酵培养基

为了提高褐藻胶降解菌株Cobetia sp.20产褐藻胶裂解酶的能力,利用响应面法优化其发酵产褐藻胶裂解酶的培养基。首先利用单因素法分别对发酵培养基中的不同碳源、碳源添加量、不同氮源、氮源添加量以及氯化钠添加量、磷酸二氢钾添加量、硫酸镁添加量和pH进行探究,研究各因素对产酶的影响。在单因素实验的基础上,通过Plackett-Burman试验确定Cobetia sp.20发酵培养基中影响产酶的主要因素。通过响应面试验建立回归方程。研究结果表明,Cobetia sp.20最优发酵培养基配方为褐藻胶15.00 g/L、硫酸铵7.50 g/L、氯化钠15.00 g/L、硫酸镁0.50 g/L、磷酸二氢钾5.30 g/L、硫酸亚铁0.01 g/L、pH值7.58。优化后酶活为142.79 U/mL,比优化前提高了26.36%。褐藻胶裂解酶活的提高,为褐藻胶裂解酶的工业化生产提供了参考。

基于非粮糖蜜的聚羟基脂肪酸酯发酵培养基优化与中试放大

为促进绿色生物基材料聚羟基脂肪酸酯(PHA)的发展,推进非粮糖蜜发酵等工艺标准化、规模化、绿色化运行,压缩PHA发酵成本,提高生产强度,该研究以盐单胞菌(Halomonos sp.)TD01为发酵菌株,基于非粮糖蜜原料发酵生产PHA。通过单因素试验和响应面法优化确定最佳发酵培养基配方,并调整补料培养基后进行中试放大验证。结果表明,生产PHA最佳发酵培养基配方为糖蜜添加量33.2 g/L,尿素添加量2.5 g/L,硫酸铵添加量2.2 g/L。在此优化条件下,PHA产量为3.12 g/L。通过2 L扩大发酵罐培养得到PHA总产量达到67.36 g/L,较优化前产量增长142.13%;5 kL中试发酵得到PHA总产量为51.16 g/L,较优化前产量增长了83.90%。

响应面法优化梨黑斑病生防链霉菌SZF-179发酵培养基

由链格孢引起的梨黑斑病是梨树生长及采后贮藏过程中的重要病害,其防治主要依赖于化学杀菌剂,亟需开发安全高效的生物杀菌剂。我们前期筛选获得的奥唐纳链霉菌Streptomyces odonnellii SZF-179菌株对梨黑斑病菌具有较强拮抗活性。为提高其发酵水平,探究其在梨黑斑病生物防控中的应用潜力,采用响应面法对该菌株的发酵培养基进行了优化。通过单因素试验确定最佳摇瓶发酵条件、最适碳氮源与无机盐组合,Plackett-Burman试验筛选出影响菌株发酵上清液抑菌活性的3个显著因子:麦芽糖、酵母膏和碳酸钙;再结合最陡爬坡试验、Box-Behnken设计及响应面法拟合显著因子与菌株发酵上清液抑菌率的非线性方程求解,得到优化的发酵培养基配方,其组成为麦芽糖15.86 g/L、土豆淀粉10.00 g/L、酵母膏8.15 g/L、芝麻粕5.00 g/L、硫酸铵0.50 g/L和碳酸钙0.20 g/L。此模型预测发酵液上清液50倍稀释液抑菌率为70.39%,验证值为70.51%,预测值与验证值之间吻合较好,较优化前发酵液上清液50倍稀释液抑菌率(30.70%)提高了约1.3倍。优化后发酵培养物对梨黑斑病的田间防治效果达到61.21%,并使梨树的落叶率降至14.56%,显著低于对照的44.25%。本研究为新型绿色高效梨黑斑病生物杀菌剂产品的研制提供重要的技术支撑。

响应面法优化链霉菌产支链蒽醌发酵培养基

【目的】通过响应面法优化链霉菌(Streptomyces sp.)WS-13394株发酵培养条件及培养基成分,以提高菌株产支链蒽醌的水平,为该化合物在畜牧业领域的应用提供技术支撑。【方法】采用单因素试验确定链霉菌WS-13394株产支链蒽醌的最佳摇瓶发酵条件及最适碳氮源和无机盐组合,利用Plackett-Burman试验筛选出影响摇瓶发酵产量的显著因子;结合最陡爬坡试验、响应面设计分析,拟合显著因子与支链蒽醌产量的非线性方程,从而获得优化的菌株发酵培养基配方。【结果】优化后的最佳配方为可溶性淀粉28.12 g/L、鱼粉10.00 g/L、酵母膏6.34 g/L、碳酸钙0.71 g/L、硫酸镁0.50 g/L、磷酸氢二钾0.50 g/L,此模型预测发酵液支链蒽醌产量为408.35 mg/L。应用此优化组合进行摇瓶发酵试验,支链蒽醌产量为411.73 mg/L,产量较优化前(89.70 mg/L)提高了3.59倍。【结论】通过响应面优化获得了显著提高链霉菌WS-13394株产支链蒽醌的摇瓶发酵培养基配方,试验结果为该类化合物的抗菌活性机制研究及其在动物模型中的效果评估提供了技术支撑。

清香型白酒大曲中高产四甲基吡嗪菌株的筛选、鉴定及发酵培养基优化

为通过生物法改善并提高清香型白酒酿造中功能性成分四甲基吡嗪的含量,该研究采用传统分离方法从清香型白酒大曲中分离纯化芽孢杆菌(Bacillus sp.),通过气相色谱(GC)法筛选高产四甲基吡嗪的菌株,通过形态观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定,并对其产四甲基吡嗪发酵培养基配方进行研究。结果表明,共分离得到31株芽孢杆菌,从中筛选得到7株产四甲基吡嗪的芽孢杆菌,其中菌株q94的四甲基吡嗪产量最高,为(0.36±0.01)g/L,其被鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。菌株q94产四甲基吡嗪的最优培养基组成为:蔗糖80 g/L,蛋白胨10 g/L、酵母浸粉20 g/L、磷酸氢二铵30 g/L、磷酸二氢钾15 g/L,在此优化条件下,菌株q94的四甲基吡嗪产量可达(3.32±0.18)g/L。

响应面-主成分分析法优化副干酪乳杆菌发酵培养基

为提高副干酪乳杆菌发酵液中的乳酸菌数、γ-氨基丁酸(GABA)产量和乳酸产量,本试验采用单因素法、响应面法和主成分分析法对其发酵培养基成分进行了筛选和优化。结果表明:副干酪乳杆菌发酵培养基的最佳配方为:葡萄糖30 g/L,酵母粉50 g/L,L-谷氨酸钠15 g/L,硫酸锰0.18 g/L,乙酸钠5 g/L,磷酸氢二钾2 g/L,柠檬酸氢二铵2 g/L,吐温-801 mL/L。该条件下,副干酪乳杆菌发酵液中的乳酸菌数为5.34×10^(9) CFU/mL,GABA产量为576μg/mL,乳酸产量为12.32 mg/mL,得到的规范化综合得分为0.9016,与理论规范化综合得分0.9247接近,表明响应面结合主成分分析法对副干酪乳杆菌发酵培养基的优化具有良好的效果。

酒曲中高产蛋白酶菌株的筛选及其发酵培养基优化

从传统酒曲中分离鉴定高产胞外蛋白酶的菌株,探究其生长特性,通过酪蛋白平板法、福林酚法筛选高产蛋白酶菌株,并通过形态特征、生理生化试验、16S rDNA序列分析和种特异性基因分析鉴定菌株。采用单因素试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及Box-Behnken试验优化其发酵培养基。结果表明,分离筛选出一株高产蛋白酶菌株(编号为JQ-2)被鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。菌株JQ-2最佳发酵培养基为:马铃薯浸出粉5.4 g/L、麦芽浸膏1.8 g/L、牛肉膏10.0 g/L。在此优化条件下,菌株JQ-2的胞外蛋白酶活性为154.75 U/mL,是未优化培养基的14.77倍。

耐酒精高产L-乳酸菌株的筛选及发酵培养基优化

为提高L-乳酸产量,降低L-乳酸的生产成本,该研究经过筛选、驯化获得一株耐酒精且高产L-乳酸的菌株鼠李糖乳杆菌AK-0779。使用玉米酒糟代替部分酵母粉作为菌株AK-0779发酵培养基的氮源。在单因素实验基础上,对葡萄糖添加量、酵母粉添加量和玉米酒糟添加量进行三因素三水平响应面优化试验。结果表明,最适发酵培养基为:葡萄糖添加量9.80%,玉米酒糟添加量0.98%,酵母粉添加量1.72%,L-乳酸产量为78.91 g/L,糖酸转换率为80.52%。与酵母粉完全充当氮源产L-乳酸82.36 g/L相比,产量无显著差异,说明玉米酒糟能有效代替部分酵母粉作为发酵培养基的氮源,降低L-乳酸生产成本。

响应面法优化印度梨形孢液体发酵培养基

为提高印度梨形孢(Serendipita indica)液体发酵的培养效率,对印度梨形孢液体发酵培养基进行优化。首先运用单因素试验筛选出基础液和影响因子;再通过最陡爬坡试验确定影响因子浓度;最后以印度梨形孢菌丝鲜重和干重为响应值建立二次回归方程,运用响应面中心组合设计进行液体发酵培养基成分优化。结果表明:印度梨形孢液体发酵培养基最佳配方为:马铃薯滤液100 mL(水100 mL,马铃薯20 g),麦芽汁4.370 mL,酵母粉0.052 g,硫酸镁0.040 g。使用此配方,摇瓶培养3天后,获得菌丝平均鲜重为12.935 g,平均干重为0.262 g。与PDB培养基相比,鲜重和干重分别提高了300.023%和92.647%,极大的提高了印度梨形孢发酵培养效率。

复合益生菌发酵培养基与冻干保护剂的筛选

为实现对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、格式乳球菌(Lactococcus garvieae)、施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)和酵母菌(Yeast)4株水产养殖益生菌菌株的共发酵培养,进行了单一无机盐去除实验和冻干保护剂筛选实验.结果显示:①4株益生菌复合发酵培养基的具体成分包括葡萄糖20 g、蛋白胨10 g、牛肉浸粉5 g、酵母粉5 g,硫酸镁0.1 g、柠檬酸氢二铵2 g、磷酸氢二钾2 g、硫酸锰0.05 g、吐温801 mL、蒸馏水1000 mL;②枯草芽孢杆菌只有在去除乙酸钠的培养基中才会生长,去除乙酸钠对其余菌株生长影响不显著;③当柠檬酸氢二铵、硫酸镁、磷酸氢二钾和硫酸锰4种无机盐在共发酵培养基中分别去除时均会对某些菌株的生长造成抑制,所以4种无机盐在共发酵培养基中的添加十分必要;④复合益生菌的最佳吸附剂为玉米粉,最佳冻干保护剂为脱脂奶粉,最佳使用质量分数为16%.

响应面法优化贝莱斯芽胞杆菌YC11的液体发酵培养基

为提高对烟草黑胫病具有良好防治效果的贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YC11菌株的芽胞产生水平,通过Plackett-Burman试验筛选出影响YC11摇瓶发酵芽胞产量的3个显著因子:玉米粉、酵母粉和硫酸镁;再结合最陡爬坡试验、Box-Behnken(BB)响应面法拟合显著因子与芽胞产量的非线性方程求解,得到优化的YC11菌株发酵产胞培养基配方。结果表明,优化后的最佳配方为玉米粉13.74 g/L、鱼粉15.00 g/L、酵母粉15.73 g/L、玉米浆5.00 g/L、硫酸镁0.59 g/L和磷酸二氢钾0.30 g/L,此时模型预测发酵液芽胞最佳产量为114.4亿芽胞/m L,验证值为116.6亿芽胞/m L,预测值与验证值之间吻合较好,较优化前芽胞产量(70.8亿芽胞/m L)提高了64.7%。采用500 L发酵罐进行发酵验证,菌株YC11的芽胞产量为150亿芽胞/m L。盆栽试验结果表明,菌株YC11发酵液对烟草黑胫病的防效可达到100%。

L-酪氨酸高产菌株的构建及发酵培养基优化

该研究以L-酪氨酸合成的两个关键基因aroG和tyrR为研究靶点,在大肠杆菌(Escherichia coli)TRP1中上调表达解除反馈抑制的基因aroG,强化莽草酸途径,同时敲除基因tyrR,解除TyrR蛋白对aroG、tyrB、aroF、tyrA、aroL、aroP、tyrP多个基因的转录抑制,构建高产L-酪氨酸的重组工程菌株,并以L-酪氨酸产量为评价指标,采用单因素及正交试验对重组工程菌株的发酵培养基进行优化。结果表明,获得一株高产L-酪氨酸的重组菌株TY03,L-酪氨酸产量为(17.4±0.15)g/L,是出发菌株大肠杆菌TRP1的86倍,其产L-酪氨酸的最优发酵培养基为:酵母粉8 g/L、MgSO_(4)·7H2O 4 g/L、FeSO_(4)·7H2O 40 mg/L、MnSO_(4)·H2O 40 mg/L、VB15 mg/L、VH 8 mg/L、(NH_(4))_(2)SO_(4)5 g/L、KH2PO_(4)3 g/L,在此条件下,L-酪氨酸产量为(20.9±0.19)g/L,比优化前提高了20%。该研究优化重组菌株TY03的培养基组成,同时对于大肠杆菌高效积累L-酪氨酸的定向改造提供了一种新思路。

产低酰基结冷胶重组菌株的构建及发酵培养基优化

为获得产低酰基结冷胶的少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)重组菌株,该研究以少动鞘氨醇单胞菌ATCC31461为出发菌株,采用RedET同源重组技术构建乙酰基转移酶缺失重组菌株,并以产胶率为响应值,采用单因素试验及响应面法对其发酵培养基进行优化。结果表明,成功获得乙酰基转移酶缺失重组菌株LY126,与出发菌株相比,其合成的结冷胶中乙酰基含量(1.66%)降低32.79%,产胶率(1.53%)提高8.65%。重组菌株LY126产低酰基结冷胶的最优培养基组成为葡萄糖50.0 g/L、豆粕8.0 g/L、K2HPO45.0 g/L、KH2PO45.0 g/L、MgSO40.9 g/L,在此条件下,低酰基结冷胶产率可达2.38%,比优化前提高55.40%。

重组枯草芽孢杆菌产角蛋白酶的发酵培养基及发酵条件优化

角蛋白是潜在的优良饲用蛋白资源,其中角蛋白酶作为可特异性降解角蛋白的酶类,在角蛋白饲料化领域展现出广泛的应用潜力和价值。本研究以自主构建的重组角蛋白酶工程菌枯草芽孢杆菌WB600-pMA5-kerJY-23为研究对象,利用单因素和二次通用旋转组合设计试验对其摇瓶发酵产角蛋白酶的发酵培养基和发酵条件进行优化。结果表明:该菌株最佳发酵产酶条件为:葡萄糖25 g/L,蔗糖25 g/L,酵母浸膏20 g/L,硫酸铵10 g/L,磷酸氢二钾1.5 g/L,氯化钠0.3 g/L,氯化钙0.025 g/L,硫酸镁0.025 g/L,硫酸亚铁0.015 g/L,氯化锰0.05 g/L,初始pH 8,装液量45 mL/250 mL三角瓶,接种量6%,培养温度37℃,摇床转速200 r/min,发酵周期36 h。在该优化条件下,重组枯草芽孢杆菌WB600发酵产角蛋白酶的酶活达到(2110±15.011)U/mL,较优化前提高了5.10倍(P<0.05),为该酶在角蛋白降解及资源化利用领域的应用提供了理论依据与研究基础。

响应面法优化吸水链霉菌产雷帕霉素发酵培养基

目的优化吸水链霉菌产雷帕霉素发酵培养基,提高雷帕霉素产量。方法利用Plackett-Burman试验设计筛选出培养基中影响雷帕霉素发酵产量的显著因素,爬坡试验确定主要因素的最适范围,响应面法确定各显著因素的最优水平。结果获得最优发酵培养基配方为:葡萄糖37.60 g/L、甘露醇30 g/L、黄豆粉28.37 g/L、硫酸铵1.25 g/L、磷酸氢二钾5 g/L、磷酸二氢钾5 g/L、L-赖氨酸1.5 g/L、复合氨基酸1.83 g/L。结论在最优发酵培养基培养下,雷帕霉素发酵水平由初始182.23 mg/L提高到279.56 mg/L,提高了53.41%。

响应面法优化杀鱼假交替单胞菌2515发酵培养基

杀鱼假交替单胞菌(Pseudoalteromonas piscicida)2515是一株具有广谱抗弧菌性能的菌株,为提升菌株2515的培养生物量,通过单因素优化方法,研究碳源、氮源、无机盐等营养成分对菌株2515的发酵产量的影响,确定关键营养因子,利用响应面分析法对影响菌株2515生物量的关键营养因子进行优化。结果显示,菌株2515的最佳发酵培养基配方为麦芽糖2.85 g/L、CaCl20.65 g/L、MnCl20.10 g/L、酵母膏3.85 g/L、胰蛋白胨10 g/L、NaCl 10 g/L。优化后的培养基使菌株2515在锥形瓶和发酵罐中发酵的OD_(600)值分别为1.416和1.866,生物量分别提高了36.4%和40.4%,其发酵上清液和细胞内容物的抑菌活性分别提高了28.2%和27.2%。表明响应面法优化后的培养基有利于提高菌株2515的发酵生物量及抗菌效果,研究结果为菌株2515的后续开发应用提供了参考。

海洋芽孢杆菌发酵培养基的优化

对实验室前期分离筛选出的一株对肺炎克雷伯氏菌具有较强抑制效果的海洋芽孢杆菌NO.26的发酵培养基进行优化,并研究其抑菌效果。通过单因素实验,确定了该菌株的最适培养基为甘露醇、酵母浸粉、氯化钠。又通过响应面法,使用Design expert 8.0.6软件进行进一步的优化。实验结果表明,海洋芽孢杆菌NO.26抑制肺炎克雷伯氏菌生长的最佳培养基为:甘露醇11.69 g/L,酵母浸粉3.55 g/L,氯化钠1.25 g/L。经优化后,抑菌圈直径由初始的12.85 mm达到17.89 mm。该优化结果对进一步研究其抑菌活性及代谢产物奠定了基础。

灵芝菌发酵培养基的优化及灵芝胞外多糖的分离纯化

用正交法研究了不同条件对灵芝菌生长影响，从中选出了灵芝 菌液体深层发酵的优化 培养基：葡萄糖 3.6%，蛋白胨 0.4%，pH 6.0，酵母膏 0.2%，KH2PO40.1%，MgSO 4· 7H2O 0.05%，Vit B1 0.005%，每升发酵液产干菌丝体 15.6 g，粗多糖 0.72 g。 经葡 聚糖凝胶层析对灵芝胞外多糖进行了分离纯化，共有 5 个组分，并用红外光谱、紫外光谱 ，气相色谱等手段进一步分析了灵芝胞外多糖的组成，结果表明灵芝胞外多糖系由甘露糖、 果糖、葡萄糖通过糖 β-D 糖苷键构成。

响应面法优化红霉素发酵培养基

采用响应面法对红色糖多孢菌产红霉素发酵培养基进行优化。用Minimum Run Equireolicated Res IV设计对初始发酵培养基添加的6个影响因素的效应进行评价,选择有显著影响的4个因素,即硫酸镁、甜菜碱、硫酸铜和氯化钴。再用最陡爬坡实验为中心组合实验确定最大响应区间,最后经过响应面分析得到最优化结果,硫酸镁0.106%(w/v),甜菜碱0.0185%(w/v),硫酸铜0.106mmol/L,氯化钴0.0003%(w/v)。优化后红霉素生物效价比优化前提高了30%。