响应面法优化生防暹罗芽孢杆菌JZ1-4-10的发酵参数

【目的】优化暹罗芽孢杆菌JZ1-4-10的发酵培养基组分配比和发酵条件,以提高其对马铃薯干腐病菌的抑菌活性,为后续相关生防制剂的工业开发及农业应用打下理论基础。【方法】通过单因素试验筛选菌株JZ1-4-10生长的最佳碳源、氮源、无机盐及适宜浓度,通过响应面法获得菌株JZ1-4-10的最佳发酵培养基组分配比,在此基础上优化菌株JZ1-4-10的发酵温度、pH、接种量、装液量和摇床转速等发酵条件。【结果】菌株JZ1-4-10的最佳碳源、氮源和无机盐分别为玉米粉、大豆蛋白胨和KCl。以玉米粉(A)、大豆蛋白胨(B)和KCl(C)为因变量,菌株JZ1-4-10对马铃薯干腐病病原菌茄病镰刀菌的抑菌活性为响应值,拟合得到菌株JZ1-4-10抑菌率(y)的二次多项回归方程为y=64.02+0.4937A+2.31B-2.19C-1.17AB+138AC-1.81BC-4.73A2-4.58B2-3.86C2,其中,玉米粉、大豆蛋白胨和KCl间的交互作用对菌株JZ1-4-10抑菌活性的影响均达显著水平(P<0.05),尤其玉米粉与KCl及大豆蛋白胨与KCl的交互作用对抑菌活性的影响达极显著水平(P<0.01)。响应面分析优化得到菌株JZ1-4-10的最佳发酵培养基组分配方:玉米粉0.94%、大豆蛋白胨1.23%、KCl 0.72%,且该条件下菌株JZ1-4-10的抑菌活性的实际值为65.20%,与试验预测的64.63%非常接近。经单因素优化后菌株JZ1-4-10的最佳发酵条件为装液量90 mL/250 mL、接种量1.5%、摇床转速160 r/min、培养温度30℃、pH 7。【结论】优化后的培养基提高了菌株JZ1-4-10的产孢量和抑菌活性,优化的发酵方案可用于快速、大批量培养菌株JZ1-4-10菌悬液。

基于响应面法的切削参数多目标优化

采用正交切削实验,获得不同切削参数下的切削力、工件表面粗糙度和工件尺寸偏差,利用响应面法,建立对应的响应函数,最后建立以切削力、工件表面粗糙度和工件尺寸偏差为优化目标的多目标优化模型,并采用粒子群算法对目标模型寻优求解。另外,对比不同权重下的优化结果,结果显示,利用熵权法确定多目标优化模型中各目标的权重得到的优化结果优于主观赋权。

鱼类肠道益生地衣芽孢杆菌FA6发酵工艺的响应面法优化

研究以地衣芽孢杆菌FA6活菌数为指标,采用单因素实验和响应面法实验优化了地衣芽孢杆菌FA6发酵培养基和发酵条件,获得了地衣芽孢杆菌FA6最佳发酵培养基:70 g/L可溶性淀粉、40 g/L酪蛋白胨、2 g/L K2HPO4、1 g/L KH_(2)PO_(4)、2 g/L Na_(2)HPO_(4)、2 g/L MgSO_(4)和8 g/L NaCl;以及最佳发酵条件:初始pH 7.0、接种量1%、发酵温度28.8℃、发酵时间31h、装液量50 mL/250 mL和转速160 r/min。在此发酵培养基和发酵条件下,地衣芽孢杆菌FA6活菌数为7.97×10^(9)CFU/mL,较优化前提高了8.1倍。最佳发酵工艺的获得,将能够为鱼源芽孢杆菌的高密度生产,产业化应用提供基础。

响应面法优化荞麦食醋酒精发酵工艺

为了提高荞麦食醋发酵过程中酒精发酵阶段的乙醇产量,以发酵醪酒精度为响应值,以固液比、酵母接种量、接种温度、发酵温度、发酵时间等因素为自变量,利用单因素结合响应面试验,优化荞麦醋酒精发酵工艺条件。结果表明,最佳酒精发酵工艺为固液比1∶4(g∶mL)、酵母接种量30%、酵母接种温度30℃,发酵温度28℃,发酵时间7 d。在此优化条件下,酒精度为9.52%vol,比优化前(8.51%vol)提高了11.9%。

基于非参数回归响应面法的高精车铣复合机床床身多目标联合优化设计

精密化是机械加工领域追求的目标,数控车铣复合机床作为高端机械加工装备,其床身的动静态特性对机床加工精度有显著影响。针对当前床身结构优化方法效率低、效果差的问题,文章提出一种非参数响应面法的多目标联合优化方案。该方案首先根据有限元分析结果挑选出模型的优化尺寸,并将床身质量、最大形变、一阶固有频率作为联合优化目标;通过建立参数试验对尺寸进行敏感性分析,精准选出敏感性较大尺寸;基于非参数回归法建立响应面,导入所选尺寸,计算试验样本的响应值,建立非参数回归响应面优化模型,并采用多目标遗传算法找出最优设计方案。最优方案优化结果为:机床床身最大形变降低约14.667%,一阶固有频率提升约3.187%,质量降低约1.208%。结果表明该优化方案能够高效提升机床床身动静态特性,为机床优化设计提供理论依据。

响应面法优化百香果艾尔精酿啤酒发酵工艺

以大麦芽、小麦为主要原料,百香果汁为辅料制备百香果艾尔精酿啤酒。选择大麦芽与小麦质量比、酒花添加量、百香果汁添加量、酵母添加量和主发酵温度为影响因素,探究各单因素对精酿百香果艾尔精酿啤酒发酵特性及感官评价的影响,进而通过响应面试验优化百香果艾尔精酿啤酒生产工艺。结果表明,最优发酵工艺条件为大麦芽与小麦质量比1∶1,酒花添加量0.5 g/L,百香果汁添加量50 g/L,酵母添加量8%,主发酵温度24℃。在此优化条件下,百香果艾尔精酿啤酒果香明显,风味协调,泡沫细腻,感官评分为93分。

响应面法优化枇杷发酵液发酵条件

该试验以枇杷汁为原料、短乳杆菌(Lactobacillus brevis)为发酵菌株,制作枇杷发酵液。在单因素试验基础上,以感官评分为响应值,利用响应面法优化枇杷发酵液的发酵条件。结果表明,枇杷发酵液最佳发酵条件为白砂糖添加量6%、发酵时间72 h、发酵温度37℃、接种量6%,以此优化条件得到的枇杷发酵液感官评分为91分,总黄酮含量为8.90 mg/100 mL,维生素C含量为1.05 mg/100 g,总酚含量为11.56 mg/100 mL,超氧化物歧化酶(SOD)活力为36.70 U/mL,制备的枇杷发酵液澄清透明,酸甜可口,具有较高的营养价值,为枇杷的深加工产业及其衍生产品的开发提供参考依据。

基于相关性分析和响应面法的复合旋流器结构参数优化

为了提高旋流器优化参数的准确性,得到其在结构优化中的最优解,以一种新型复合旋流器为研究对象,基于相关性的单因素分析寻优法,以相关性分析的结果来指导优化范围的选取,提高其结构参数优化范围的准确性。结合响应面优化方法,以分离效率为优化目标,确定旋流器的最优结构参数,建立了分离效率和结构参数之间的回归模型。结果表明:不同的结构参数和各性能指标之间的显著关系并不相同,根据相关性分析的结果确定各结构的优化范围为:上锥角为0°~4°,下锥角为8°~12°,底流口直径为12~16 mm;响应面优化得到旋流器最优结构为:上锥角为2.565°,下锥角为11.719°,底流口直径为12.889 mm,在本组参数下旋流器固体分离效率达到了99.945%,气体分离效率达到了93.807%。为旋流器的结构优化提供了一种新方法。

基于田口法和响应面法的柔索冲击除锈机工艺参数优化研究

柔索冲击接触除锈是一种很好的钢板表面除锈及强化工艺方法,合理的工艺及结构参数组合对除锈质量有较大的影响,找到较优的参数组合对提高除锈质量有重要的意义。以项目组前期研发的柔索冲击接触钢板表面除锈机为研究对象,提出一种针对直接影响装置除锈质量的相关工艺参数的优化方法。建立除锈机的接触力学模型,根据力学模型影响因素,确定柔索直径、滚筒高度、滚筒转速为待优化参数;采用田口法及响应面优化方法,计算参数组合信噪比值评价方案稳定性,构建面向冲击接触应力的预测优化模型,进一步全局预测优化,获取稳定性最佳、接触应力最佳参数组合,实现除锈效果提升的同时,提高钢板表面机械性能。最后以最佳参数组合调整柔索冲击除锈机进行除锈测试,验证了所提出优化方法实现了柔索冲击除锈机的除锈性能提升的目标。

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。

响应面法优化混菌发酵膏状腐乳前发酵工艺

为满足市场对腐乳的多样化需求,采用多菌株混菌发酵制备膏状腐乳。以蛋白酶活力为评价指标,响应面法优化前发酵条件,并测定膏状腐乳理化指标、游离氨基酸组分及感官评分。结果表明,混菌发酵膏状腐乳前发酵的最优工艺条件为:少孢根霉(Rhizopus oligosporus):毛霉(Mucor)∶酵母∶植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)接菌比例为4∶2∶2∶2,接菌浓度1.0×10^(6)CFU/mL,发酵温度32℃,发酵时间60 h,在此条件下,混菌发酵膏状腐乳的蛋白酶活力为123.84μg/g,显著高于少孢根霉(90.07μg/g)和毛霉(102.14μg/g)单菌发酵腐乳(P<0.05)。混菌发酵膏状腐乳前发酵结束时游离氨基酸总量为5.77 mg/g,其中34.35%是必需氨基酸,含量为1.98 mg/g,高于单菌株少孢根霉(4.25 mg/g)和毛霉(3.66 mg/g)发酵腐乳的游离氨基酸总量。对比单菌和混菌发酵剂发酵膏状腐乳前发酵终点时的感官品评结果,混菌发酵膏状腐乳的综合评分最高,香气浓郁,且滋味丰富。综合来看,混菌发酵膏状腐乳在各方面均优于单菌发酵膏状腐乳。

基于响应面法优化库德毕赤酵母强化发酵工艺生产清香型白酒

为了稳定和提升清香型白酒中乙酸乙酯的含量,以高产乙酸乙酯库德毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)FJZ强化发酵生产清香型白酒。以酒醅中乙酸乙酯和总酯含量为评价指标,采用单因素试验探究接种量、大曲添加量、料液比、发酵时间、发酵温度对清香型白酒酒醅中乙酸乙酯和总酯含量的影响,并在此基础上,基于响应面法优化发酵工艺条件。结果表明,最佳发酵工艺条件为:接种量4%、大曲添加量10%、料液(高粱与水)比1∶1(g∶mL)、发酵时间21 d、发酵温度27℃。该优化条件下,酒醅中总酯含量为(4.75±0.06)g/kg,乙酸乙酯含量为(1.25±0.02)g/kg,分别比未强化发酵提高了55.74%和76.06%。

基于响应面法的激光熔覆工艺参数优化

为了实现熔覆层精确成型控制,揭示激光熔覆工艺参数对熔覆层形貌的影响规律。基于响应面分析法,利用Design-Expert软件设计中心复合实验,探究激光功率、送粉速率和扫描速度对熔覆层几何形状高度和宽度的影响规律。送粉速率对熔覆层高度的影响是极为显著的,扫描速度次之;激光功率对熔覆层宽度的影响是极为显著的,扫描速度次之。在对工艺参数进行优化之后,得出最佳工艺参数组合激光功率为2.382 kW,送粉速率为4.3 r/min,扫描速度为3 mm/s,此时熔覆层的高度为2.93 mm,熔覆层宽度为4.78 mm,预测较准确。

响应面法优化贝莱斯芽孢杆菌XY40-1发酵条件

为降低发酵成本,增加贝莱斯芽孢杆菌XY40-1的发酵有效活菌数,采用全因子试验、正交试验、单因素试验结合响应面试验对贝莱斯芽孢杆菌XY40-1的培养体系进行系统优化。结果表明:贝莱斯芽孢杆菌XY40-1最佳发酵培养基配方为葡萄糖0.7%、豆粕1.0%、七水硫酸镁0.5%;XY40-1最佳培养条件为初始pH值7.3、发酵温度36.4℃、转速196.4 r/min、接菌量1.0%,该条件下XY40-1的有效活菌数达到3.57×10^(9)CFU/mL,比优化前提高了92.97%;200 L发酵罐扩大培养的活菌数达到8.23×10^(9)CFU/mL。

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。

基于模糊数学感官评价和响应面法优化传统青稞酒发酵工艺

该研究以青稞为原料,以酒曲为糖化发酵剂制备传统青稞酒。以酒精度和感官评分为评价指标,通过模糊感官评价法和响应面法优化传统青稞酒的发酵工艺条件,并对其理化指标进行分析。结果表明,传统青稞酒最优发酵工艺条件为酒曲添加量3.6‰、发酵温度28℃、发酵时间2d,料液比1:2(g:mL)。在此优化条件下,传统青稞酒酒精度为6.50%vol,感官评分为93.16分,酒体微黄透亮,酒香突出,绵甜爽洌,醇厚细腻。传统青稞酒酸度、总糖、非糖固形物、氨基酸态氮含量分别为3.42 g/L、5.50 g/L、14.66 g/L、0.17 g/L。

响应面法优化凝固型红小扁豆酸奶发酵工艺

该试验以红小扁豆为原料制作凝固型红小扁豆酸奶,以感官评分和酸度作为评价指标,通过单因素和响应面试验对凝固型红小扁豆酸奶的发酵工艺进行优化。结果表明,凝固型红小扁豆酸奶的最佳发酵工艺为低聚果糖添加量13%、发酵剂添加量0.3%、发酵温度38℃、发酵时间8 h。在此优化条件下,凝固型红小扁豆酸奶的感官评分为84.5分,蛋白质含量为7.16 g/100 g,脂肪含量为3.09 g/100 g,酸度为54°T,黏度为4695.7 mPa·s,酵母菌和霉菌活菌数为12 CFU/g,口感和风味均能满足大众要求。

基于响应面法的黄豆酱生产工艺优化及色泽分析

以鹤壁本地黄豆、面粉为原料,以黑曲霉和米曲霉(质量比为1∶1)混合成发酵剂,调整发酵温度(30,36,42℃)、发酵时间(35,40,45 d)和盐水浓度(占固体物质质量比10%、15%、20%)制作发酵黄豆酱。利用响应面法优化其发酵工艺,并对发酵黄豆酱的色差、感官评分、还原糖、氨基酸态氮及主要挥发性风味物质进行比较分析。结果表明,在盐水浓度15%、发酵温度36℃和发酵时间35 d条件下发酵的黄豆酱效果最佳,其感官评分可达到48.2±1.73(满分50);L^(*)值为47.57±1.62,a^(*)值为11.49±2.74,b^(*)值为36.32±1.73;还原糖含量为12.55%,氨基酸态氮含量为0.6831 g/100 g。以此方法进行黄豆酱发酵,可使黄豆酱色泽光亮、酱香浓郁、咸香适中、形态良好。

基于响应面法的枸杞低温真空干燥工艺优化

为了提升枸杞的干燥品质,减少它的营养物质流失和色泽褐变等问题,采用低温真空干燥技术加工枸杞,研究了不同干燥温度、真空度、热水流速对枸杞干燥品质及特性的影响。在前期单因素的基础上,以枸杞的平均干燥速率、干燥不均匀度、色差、复水率4个指标进行响应面分析,建立了枸杞低温真空干燥的二次多项式回归模型。试验结果表明,各因素对枸杞干燥品质综合评分的影响从大到小为:干燥温度、真空度、热水流速;枸杞的最佳工艺参数为干燥温度67℃、真空度0.086 MPa、热水流速2.2 m/s,综合评分值为0.713,与预测结果偏差仅为1.5%。低温真空干燥提高了枸杞的品质与特性,为枸杞低温真空干燥技术的应用提供参考。

基于响应面法的黄芪发酵工艺条件探讨

为了优化黄芪发酵工艺条件,对影响黄芪微生物发酵的六因素(酶解种类、酵母接种量、料液比、温度、时间和pH值)进行单因素试验,并基于影响较显著的三因素(时间、温度、 pH值),以总黄酮含量和酒精度为响应值构建了三因素三水平的Box-Behnken实验模型,优化了发酵条件.结果表明:黄芪最适发酵条件为时间8d、温度32℃和pH=4,该条件下黄芪总黄酮含量和酒精度分别为0.77mg/mL和2.53%vol,经实试验证优化结果可靠.该工艺对黄芪微生物发酵优化效果显著,可为黄芪发酵产品的开发应用提供实验依据.