Plackett-Burman Design与均匀设计法优化玫瑰色微球菌固定化脱氮的性能

【目的】采用Plackett-Burman Design(PBD)与均匀设计(Uniform Design,UD)优化玫瑰色微球菌(Micrococcus roseus)固定化脱氮的条件,以提高其脱氮性能。【方法】选择聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)与海藻酸钠(Sodium alginate,SA)作为固定化细胞材料,研究其成球方式与性能,应用PBD对9个影响脱氮效果的因素进行显著性检验,筛选出PVA、SA、温度、菌液接种量、菌球量5个显著性因素(P<0.05)。采用UD对5个显著因素进行条件优化,优化数据通过Minitab与Matlab软件进行逐步回归分析,并建立二阶多项式模型。【结果】最优脱氮条件为PVA 9.6%、SA 2.2%、温度33.4°C、菌液接种量8%、菌球量500个/100 m L,连续脱氮72 h,最高脱氮率达到60.9%。【结论】PBD与UD的联合使用能够在显著因子筛选与寻优中发挥重要的作用。连续脱氮试验表明,玫瑰色微球菌去除氨氮主要通过同化、硝化与反硝化途径。

棉织物泡沫染色的过程控制与工艺优化

为将泡沫技术成功地应用到纺织品染色中,首先分析了泡沫染色过程中的控制因素及其对染色效果的影响,然后利用Plackett-Burma(P-B)设计和中心组合设计(Central Composite Design,CCD)响应面方法进行泡沫染色过程的工艺优化。当活性红(DB150%)取2 g/L时,K/S值的优化工艺为十二烷基硫酸钠5 g/L,羧甲基纤维素钠1 g/L,海藻酸钠0.2 g/L,尿素20 g/L,碳酸钠3 g/L,氯化钠5.74 g/L,搅拌速度2 700 r/min,焙烘温度159℃,焙烘时间2 min。优化工艺的验证性和重复性实验结果表明,重演性和染色布样匀染性均较好。

黄芩酒炙工艺的优化及其抗炎活性

目的优化黄芩酒炙工艺,并评价其抗炎活性。方法在单因素试验基础上,以加酒量、闷润时间、投药温度、炒炙时间为影响因素,黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素、醇溶性浸出物含有量为评价指标,Plackett-Burman设计结合Box-Behnken响应面法优化酒炙工艺。角叉菜胶诱导大鼠足肿胀模型,考察生黄芩、酒炙黄芩的抗炎活性。结果最佳条件为加酒量10%,闷润时间30 min,投药温度127℃,炒炙时间17 min,黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素、醇溶性浸出物质量分数分别为15.92%、1.80%、2.27%、0.88%、53.95%,OD值0.79。与生品组比较,酒炙品组大鼠足肿胀度改善,在致炎后5 h更明显(P<0.05)。结论该方法稳定可靠,可用于黄芩酒炙工艺。酒炙后黄芩抗炎活性增强,符合中医传统理论。

PB设计结合BBD响应面法优化苦参切制工艺研究

目的研究苦参的最佳切制工艺条件。方法基于单因素试验结果,采用Plackett-Burman(PB)设计结合Box-Behnken(BBD)响应面法试验,选取浸泡时间(A)、闷润时间(B)、切片厚度(C)、干燥温度(D)和干燥时间(E)作为5个实验考察因素,以HPLC法测定槐果碱、苦参碱、氧化槐果碱、槐定碱和氧化苦参碱5种生物碱的总含量作为评价指标来考察苦参的最佳切制工艺条件。结果苦参的最佳切制工艺条件是称取苦参药材50 g,浸泡30 min,闷润23 h,切成3 mm的厚片,在80℃下干燥时间4 h,此工艺条件下5种生物碱的总含量最高。验证实验也得出优选出的苦参切制工艺条件具有很好的重现性,模型的预测性好。结论PB设计结合BBD响应面法方法可信度高,所优选的工艺稳定可靠,可作为炮制工艺的优化方法,且不同炮制工艺条件对苦参中5种生物碱的含量影响很大。

响应面法优化芝麻粕发酵制备芝麻多肽的研究

以芝麻粕为原料,选用枯草芽孢杆菌、啤酒酵母和黑曲霉为发酵菌种,通过固态发酵确定了生产芝麻多肽的最优二元复合菌及其配比。采用Plackett-Burma试验筛选出了对最优组合菌种发酵生产芝麻多肽有显著影响的因素,即发酵温度、发酵时间和接种量。用最陡爬坡试验逼近最大响应区域,并运用三因素三水平响应面试验对最优组合菌种发酵生产芝麻多肽的工艺条件进行了优化。结果表明,芝麻粕固态发酵的最佳条件为:培养基含水量30%,麸皮含量10%,黑曲霉和啤酒酵母接种比例1∶1,接种量19.69%,发酵温度34.50℃,发酵时间36.11 h。在此条件下,芝麻多肽含量为7.12%。

辣椒粉固态培养灵芝菌丝体的培养基优化研究

以灵芝为试材,利用Matlab软件对辣椒粉固态培灵芝菌丝体的培养基进行了优化研究,并采用Plackett-Burman法设计了培养基7个因素影响试验。结果表明:影响灵芝菌丝体生长的因素为大豆粉、大米粉和水;单因子试验确定了培养基中最佳的组成为大豆粉6%、大米粉4%、水100%。在此优化的条件下灵芝多糖的产量达144.7mg/g。

基于Plackett–Burma的湖南芥菜发酵菌种高密度培养条件优化

为实现湖南芥菜发酵菌种的高密度培养,以感官评分和亚硝酸盐含量为评价指标,从自然发酵湖南芥菜中筛选出合适作芥菜发酵剂的LA与R6组合混合菌种和R2单一菌种。采用Plackett–Burma从11种营养物质中筛选出葡萄糖、硫酸铵、胰蛋白胨、牛肉膏为LA与R6混合菌种的主要增殖物质;乳清粉、硫酸铵、胰蛋白胨、酵母浸出粉为R2菌种的主要增殖物质。通过布列可特—博曼(Plackett–Burma)设计方法和正交试验,得出LA与R6混合菌种培养基最优配方是葡萄糖3%、牛肉膏1.5%、硫酸铵0.5%、胰蛋白胨1%,pH 6.0,在此优化条件下,以3%的接种量,于33℃培养发酵21 h,菌落总数达3.62×10^(10) cfu/mL。R2菌种最优培养基配方为乳清粉4%,硫酸铵1.5%,胰蛋白胨0.5%,酵母浸出粉2%,pH 6.0,在此优化培养条件下,以3%接种量于29℃培养发酵21 h,菌落总数达1.85×10^(12) cfu/mL。