国产雪茄茄芯烟叶工业发酵条件单因素优化研究

【目的】通过单因素实验和均匀设计探索不同发酵参数对雪茄品质的影响规律,确定不同产区雪茄烟叶适宜采用的工业发酵条件。【方法】通过单因素实验探索了温度、初始水分、相对湿度和发酵时间对不同品种雪茄烟叶(德雪1号、德雪3号、德雪7号、海南9A、楚雪14)原料品质的影响。以致香成分总含量为衡量指标,通过均匀设计确定了不同品种雪茄烟叶的最优组合发酵参数。【结果】(1)随着温度的升高,还原糖和总糖含量逐渐降低,致香成分含量呈先降低后升高趋势,植物碱含量呈先升高后降低的趋势。当温度为30℃时,致香成分含量最高(除楚雪14)。(2)随着初始水分的升高,还原糖、总糖含量呈下降趋势,致香成分含量呈先上升后下降趋势。当初始水分为30%~35%,致香成分总含量较高。(3)随着相对湿度的升高,植物碱含量逐渐降低,还原糖含量逐渐增加。当相对湿度为80%时,致香成分含量最高。(4)总氮和植物碱含量在发酵过程中逐渐降低,总糖、还原糖和致香成分总含量在发酵过程中呈先上升后下降的趋势。当发酵天数为21~28d时,致香成分含量最高。(5)均匀设计表明,德雪1号、德雪3号、德雪7号较适采用低温30℃低湿70%发酵37d,海南9A较适采用低温30℃低湿70%发酵22d,而楚雪14较适采用高温50℃低湿70%发酵21 d。【结论】温度、初始水分、相对湿度和发酵时间对国产雪茄烟叶品质具有显著影响。德雪系列原料采用低温发酵可在保留其香气丰富度的前提下,减少刺激性和杂气;海南9A原料采用低温发酵可以提升香气丰富度;楚雪14采用高温发酵可以提升成熟度,降低杂气和刺激性。

胰蛋白酶提取硫酸软骨素单因素优化研究

以鸡胸软骨为原料,采用稀碱-双酶(胰蛋白酶和胃蛋白酶)相结合的方法提取硫酸软骨素。胰蛋白酶主要是使硫酸软骨素长链上的蛋白进一步得到水解破坏,从而提高硫酸软骨素的纯度。研究了胰蛋白酶水解硫酸软骨素的显著影响因素,为工业生产提供理论依据。单因素优化结果显示:pH值8.3,料液比1 000∶0.9,水解温度46℃。该条件下,所得硫酸软骨素的产品产率达到20.61%,纯度为83.66%,质量有较大提高。

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。

单因素优化提高重组毕赤酵母β-呋喃果糖苷酶产量

产生低聚果糖的β-呋喃果糖苷酶(β-fructofuranosidase,FFase)是一种具有广泛应用前景的工业酶。为了提高重组毕赤酵母生产FFase的产量,对重组毕赤酵母接种量、摇瓶装液量、甲醇添加量、山梨醇与甲醇共混4个因素进行单因素优化。研究结果表明,接种量为5%时酶活力达到8.35 U/m L,甲醇添加量为0.8%时酶活力达到6.89 U/m L,山梨醇添加量为1.5%时酶活力达到9.49 U/m L,装液量为20 m L时酶活力达到27.34 U/m L。在最优条件下诱导重组毕赤酵母,FFase酶活可达到33.46 U/m L,较优化前提高了4.86倍。该研究为进一步优化毕赤酵母FFase发酵条件和提高FFase产量奠定了一定基础。

皂荚ISSR-PCR反应体系的建立与优化

建立皂荚ISSR-PCR反应体系,为皂荚遗传多样性分析、种质资源鉴定提供技术支持,以皂荚DNA为模板,对影响PCR扩增反应的4个因素(模板DNA浓度、引物浓度、Master Mix用量、PCR反应循环数)设置6个梯度并从3个水平上进行单因素优化,后采用L 9(34)正交设计,对各处理组合进行电泳检测后进行评分,对评分结果进行极差分析和方差分析,从而筛选出皂荚最佳的ISSR-PCR反应体系和扩增程序以及得出各因素对反应体系的影响程度。通过设置不同的退火温度,利用优化后的皂荚ISSR-PCR反应体系及扩增程序对已公布的100条ISSR通用引物进行筛选。研究结果表明,皂荚ISSR-PCR最佳反应体系为:在25μL的反应体系中,DNA模板浓度35 ng,引物浓度5μmol/L,Master Mix用量12μL,30个循环;各因素影响大小依次是:DNA模板浓度>Master Mix用量>引物浓度>PCR反应循环数。最后在该体系下共筛选出了22条条带清晰、多态性好的引物。

单因素最优化法在切削试验中的应用研究

根据单因素优化方法理论，对刀具的几何参数与切削用量进行了分析研究，并给出了计算过程。对提高工件表面质量，提高刀具使用寿命和节约能源有着重要的作用。

硫酸软骨素提取因素优化研究

[目的]为硫酸软骨素的工业化生产提供依据。[方法]以鸡胸软骨为原料,通过单因素优化试验研究影响硫酸软骨素产率的显著性因素,探索碱液水解法提取硫酸软骨素的最佳工艺条件。[结果]料液比、提取温度和碱液浓度对硫酸软骨素的产率有较大影响。料液比是影响硫酸软骨素产率的最显著因素,提取温度为次显著因素,而碱液浓度也是影响产率的显著因素。碱液水解法提取硫酸软骨素的最佳工艺条件为:料液比1∶6.75,反应温度40℃,碱液浓度6%。[结论]在该条件下,所得硫酸软骨素产品的最高产率为19.75%,纯度为82.59%,氮含量为3.35%,符合国家标准。

工业废液正丙醇回收工艺模拟与优化

采用PRO/Ⅱ过程模拟软件,选用UNIQUAC热力学模型,以产品正丙醇质量分数为控制指标,热负荷最低为目标函数,对双塔变压精馏的主要工艺参数进行单因素优化。在此基础上,以理论塔板数、进料位置、回流比为自变量,以正丙醇质量分数为响应值,采用Box-Benhnken中心组合设计,建立二阶回归模型并进行工艺参数全局优化。相关参数表明:回归模型可用于分析和预测响应值与自变量间的关系。在模型预测最优工艺参数下,正丙醇质量分数的实验值与模型预测值绝对偏差为6.86%,证实二阶回归模型是可靠、有效的。

粗毛纤孔菌产胞外黑色素发酵条件优化及其抗氧化活性研究

为提高天然黑色素的产量,本研究通过探索碳氮源、转速、pH、温度等单因素对粗毛纤孔菌产黑色素的影响,并利用正交试验筛选产胞外黑色素的最适发酵培养基配方和发酵条件。结果表明,优化后的最佳发酵培养基配方为甘露醇20 g·L^(-1)、牛肉浸膏5 g·L^(-1)、碳氮比4∶1、维生素B110 mg·L^(-1),最适发酵条件为发酵温度25℃、发酵初始pH值6、转速180 r·min^(-1)、发酵时间10 d。在此培养条件下,粗毛纤孔菌胞外黑色素(IHEM)含量高达3.29 g·L^(-1),较优化前提高了17.32倍。IHEM体外化学抗氧化活性检测结果显示,IHEM具有良好的抗氧化活性,其对ABTS自由基的清除效果较佳,半最大效应浓度(EC50)为0.019 mg·mL^(-1)。本研究结果为深层发酵高产黑色素的开发提供了技术支持。

一株高产黑色素香灰菌菌株的鉴定、筛选及培养条件的优化

为筛选一株产黑色素能力强的菌株并优化其培养条件。通过ITS测序鉴定11株供试菌株,以菌丝生长速度、平板L值等指标筛选出一株产黑能力强的香灰菌,并对其生长所需碳源、氮源、pH等培养条件进行优化。研究表明,11株供试菌株均为香灰菌(Hypoxylon sp.),其中Hp.sp0006菌丝生长速度较快、菌球大且均匀、L值最低,并且发酵液黑色素含量最高。该菌株最优培养条件是,以葡萄糖为碳源、牛肉浸膏为氮源、碳氮比20∶1并添加10 mg维生素B1,黑色素含量可达(1.21±0.17)g/L。香灰菌Hp.sp0006是一株产黑色素较高的菌株,优化后的培养基更有利于黑色素的合成,为香灰菌黑色素的开发利用奠定基础。

L-乳酸黄瓜发酵工艺优化及品质的研究

提高酸黄瓜的发酵效率,推动酸黄瓜工业化生产,优化发酵工艺是提升其发酵品质的重要手段。利用单因素发酵条件优化和正交试验设计优化副干酪乳杆菌HD1.7(Lactobacillus paracasei HD 1.7)酸黄瓜发酵的工艺参数,并测定酸黄瓜发酵过程中的还原糖、蛋白质、氨基态氮和亚硝酸盐含量,探究酸黄瓜的品质。结果表明:当食盐浓度4%,接种量1%,发酵温度18℃,发酵时间3 d的条件下酸黄瓜发酵效果最佳。加菌发酵酸黄瓜的品质优于自然发酵酸黄瓜,在发酵初期,HD 1.7酸黄瓜的还原糖含量增加23%(0.87 g/100 g),蛋白质残留量减少2.3%(0.01 g/100 g),氨基态氮残留量增加30%(0.01 g/100 mL),亚硝酸盐含量降低18%。因此,添加L. paracasei HD 1.7对酸黄瓜发酵过程中理化性质有影响,可提升酸黄瓜的品质、风味、缩短生产周期。

一株链霉菌的鉴定及其产格尔德霉素的发酵工艺研究

【目的】对链霉菌Streptomyce sp.FIM18-0592进行菌种鉴定,并对其胞外格尔德霉素产量进行发酵工艺优化,旨在提高产量并降低发酵成本。【方法】通过形态特征、培养特征和生理生化特性,结合16S rDNA序列分析构建系统发育树进行菌种鉴定;采用单因素试验优化培养条件及培养基配方,进一步使用最陡爬坡试验和响应面试验优化培养基配方的含量。【结果】通过对链霉菌FIM18-0592的形态特征、培养特征及生理生化特征进行初步培养观察发现,其在ISP2等培养基上生长较好,气生菌丝旺盛,产黑色素。结合16S rDNA分子鉴定,确定该菌为格尔德霉素链霉菌(Streptomyces geldanamycininus)。通过单因素试验对发酵条件以及培养基配方进行优化,得到最适宜菌株发酵的培养条件为转速140 r/min、装液量12%(体积分数)、接种量7%(体积分数)、培养时间144 h。最佳的碳源、氮源、无机盐分别为葡萄糖、黄豆饼粉和硫酸铵。采用最陡爬坡试验和响应面优化试验确定了其最优的发酵培养基为:葡萄糖10.42%、黄豆饼粉1.68%、硫酸铵0.3%、乳酸0.3%、甘油4%、硫酸镁0.1%、碳酸钙0.4%,在此条件下,格尔德霉素的发酵效价达到2887μg/mL,较原始发酵工艺效价提高了66%。【结论】链霉菌FIM18-0592为格尔德霉素链霉菌,通过对其发酵工艺进行优化显著提高格尔德霉素的产量,为格尔德霉素及其衍生物的开发和利用奠定基础。

广西甜茶ISSR-PCR反应条件的建立与优化

为了探讨广西甜茶ISSR实验中的多种因素对实验结果的影响,采用单因素法对PCR反应体系中的5个潜在因素(Mg2+,dNTP,引物,Taq酶和模板DNA)在5水平上进行优化实验,并进一步优化了反应程序中的退火温度和循环次数。结果表明:25μL的最佳反应体系为,1×PCR Buffer、MgCl22.0mmol/L、dNTP0.2mmol/L、引物0.8μmol/L、Taq DNA聚合酶0.75U、模板DNA 80ng;最佳反应程序为:在94℃下进行3min预变性;随后循环扩增35次(包括94℃变性1min,54℃退火1min,72℃延伸1min);最后在72℃下延伸10min。本研究建立的广西甜茶的最佳ISSR-PCR反应条件为进一步进行遗传多样性研究奠定了基础。

贵州山核桃ISSR-PCR反应体系建立及优化

为建立贵州山核桃ISSR-PCR最佳反应体系,采用单因素试验的方法,对影响ISSR-PCR反应体系的模板DNA浓度、MgCl2浓度、d NTPs浓度、Taq酶用量、引物浓度等各因素进行了研究,确立了贵州山核桃ISSR-PCR的最佳反应体系。结果显示:最优反应体系的模板DNA浓度为40ng/u L、引物浓度为0.3umol/L、Mg2+的浓度2.9mmol/L、酶浓度0.3U、d NTPs浓度0.2mmol/L,退火温度为54℃。建立该反应体系可为贵州山核桃ISSR标记开发、物种分类鉴定、遗传图谱构建等后续分析奠定基础。

生防细菌蜡样芽孢杆菌BCCY-22发酵条件优化

[目的]蜡样芽孢杆菌BCCY-22是有效防治多种线虫病害的生防细菌。本研究旨在探明生防菌蜡样芽孢杆菌BCCY-22的最优培养条件,为实现该菌株的高效发酵奠定基础。[方法]以蜡样芽孢杆菌BCCY-22的OD_(600)为指标,采用单因素试验和响应面法对该菌株发酵条件进行优化。[结果]高温、低初始pH和供氧不足显著影响蜡样芽孢杆菌BCCY-22的生长,最适发酵条件:发酵温度21.5℃、初始pH 7.3、种子液接种量3%、装瓶量23%、发酵时间36 h。[结论]蜡样芽孢杆菌BCCY-22优化发酵条件后,缩短了发酵时间6 h,生物量是优化前的135.94%,研究为蜡样芽孢杆菌BCCY-22生防菌的发酵生产和开发利用提供了依据。

发酵液中水溶性热凝胶提取工艺的优化

为提取纯化发酵液中水溶性热凝胶,首先采用单因素结合响应面分析方法优化Sevag法去除发酵液中的蛋白,在单因素优化基础上,根据中心组合实验设计(Central Composite Design)实验原理,设计3因素5水平的响应面分析实验,最终得到最优去蛋白工艺:氯仿与正丁醇体积比为3.5的Sevag试剂,按发酵上清液与Sevag试剂体积比3.75的比例加入上述试剂,振荡混匀后静置33 min,重复上述操作5次;此条件下蛋白去除率为85.73%,水溶性热凝胶回收率为90.29%。对去蛋白后的处理液进行有机溶剂法的最佳提取工艺优化,优化得到乙醇为最佳提取试剂,加入乙醇至终浓度为90%,混匀后静置4 h,最后得到水溶性热凝胶的提取率为40.12%,纯度为89.10%。

油茶产黄酮内生真菌的发酵工艺优化

在单因素试验的基础上,采用正交试验法对油茶产黄酮内生真菌的发酵条件进行研究,结果表明,油茶产黄酮内生真菌YUH-2的最适发酵条件为:培养基起始p H值为7,接种量为5%,培养温度为28℃,转速170 r/min,其黄酮产量为3.18 mg/100 m L,比未优化时高出42%。

银杏内生细菌JX-3生长条件优化

为提高银杏内生细菌JX-3的生长速度,缩短培养时间,试验选取培养温度、pH、接种量和培养时间进行单因素试验,来确定菌株的最佳生长条件;再由单因素试验结果选择3个影响较大的因素进行正交试验,根据正交试验结果获得更优化的生长条件。结果表明,单因素优化试验得出菌株JX-3生长的最优条件为:温度35℃,pH值7.0,最佳接种量12%,培养时间4 h;正交试验得出的JX-3最佳生长条件为:时间5 h,pH值7.0,接种量8%。

鲁氏接合酵母产葡萄糖醛酸发酵条件优化

以1株产葡萄糖醛酸的鲁氏接合酵母ZSR2为研究对象,通过单因素优化确定了鲁氏接合酵母ZSR2发酵产葡萄糖醛酸的最佳发酵条件(发酵培养基含有80 g/L蔗糖、30 g/L大豆蛋白胨,培养基初始pH 5.0,种龄9 h,接种量为3%)。在此条件下,鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸水平提高到14.68 g/L,是优化前的3.8倍。此外,通过在发酵过程中采用补料策略,使葡萄糖醛酸产量进一步提高到 22.36 g/L,是目前纯菌发酵法产葡萄糖醛酸的最高水平。研究结果可为微生物发酵法生产葡萄糖醛酸的工业化进程奠定基础。

基于响应面法优化印度梨形孢培养基

印度梨形孢(Serendipita indica)是一种能在人工培养基上培养的根内生真菌。为了提高S.indica的生长速率,进一步优化S.indica培养基。本研究通过单因素实验探究6种影响因子对S.indica生长的影响,并通过响应面法对S.indica培养基进行精细优化。结果表明,S.indica菌株生长的最适温度为31±2℃,最适pH为6.9±0.2,最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为NaNO_(3),最佳无机盐为MgSO_(4)·7H_(2)O。应用RSM最终确定S.indica菌株优化后的培养基配方如下:MgSO_(4)·7H_(2)O为0.824 g/L、KH_(2)PO_(4)为1.118 g/L、NaNO_(3)为1.055 g/L、NaCl为0.03 g/L、CaCl_(2)为0.05 g/L、蔗糖为10 g/L;在此条件下,S.indica的平均生长速率为1.8083 cm/d,远大于原MMN培养基继代培养的平均生长速率。该研究通过RSM优化S.indica培养基成分,提高S.indica生长速率,为S.indica菌株规模化生产并在田间试验中的应用奠定基础。