北虫草液体菌种培养基优化及胞外多糖抗氧化性初探

针对北虫草人工栽培中菌丝液体发酵培养菌丝长速慢,产量不高的问题。研究引入了用于人工栽培的北虫草菌种(Cordyceps militaris),对其液体发酵培养基进行了优化并提取北虫草胞外多糖测定其抗氧化活性。结果表明,单因素筛选实验及Plackett-Burman分析表明最佳碳源、氮源、无机盐分别为蔗糖、酵母粉、磷酸二氢钾。爬坡试验进一步得出,当蔗糖浓度为25 g·L^(-1)、酵母粉为6 g·L^(-1)、磷酸二氢钾为2 g·L^(-1)时,北虫草生物量达到较大值2.113 g·L^(-1)。最后经中心组合试验设计和响应面法分析得出,最佳培养基配方为:蔗糖26.364 g·L^(-1)、酵母粉6.699 g·L^(-1)、磷酸二氢钾2.093 g·L^(-1),此时菌丝干重达到最大值为2.314 g·L^(-1)。验证实验表明结果准确,产量提升了107.34%。对胞外多糖提取物的DPPH自由基及ABTS自由基清除率,超氧阴离子自由基与脂质过氧化抑制率测定试验表明清除率与样品浓度呈正相关。

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。

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。

海洋放线菌JMC06001发酵培养基优化及抑菌物质性质的初步研究

目的对具抑菌活性的海洋放线菌JMC06001发酵培养基进行优化，并对其产生的抑菌物质的性质进行初步研究。方法采用单因子试验和正交试验对其发酵培养基进行优化，并观察光照，温度和pH对其中抑菌物质稳定性的影响，以及了解了抑菌物质的疏水特性。结果与结论产生抑菌物质的最佳发酵培养基为：葡萄糖15g·L^-1，蛋白胨10g·L^-1，大豆粉14g·L^-1，NaCl30g·L^-1，CaCO31g·L^-1复合盐A液20mL·L^-1，复合盐B液1mL·L^-1，pH7．0。所产生的抑菌物质具有较好的热稳定性和光稳定性，在pH5～7的条件下有抑菌活性，而在强酸和碱性环境下失活。抑菌物质易溶于氯仿、乙酸乙酯、正丁醇等有机溶剂。

植物乳杆菌BLPC002产苯乳酸发酵培养基的优化

以L-苯丙氨酸为底物,对植物乳杆菌BLPC002产苯乳酸的发酵培养基进行了优化。通过单因素试验,研究了不同碳源及其他因素对苯乳酸产量的影响,采用Plackett-Burman试验设计法,从7个影响因素中筛选出苯丙氨酸、葡萄糖和牛肉浸粉3个主要影响因素,通过最陡爬坡试验和响应面法(RSM)优化了培养基的配方。结果表明,最佳培养基配方为苯丙氨酸8.3 g/L、葡萄糖30.0 g/L、牛肉浸粉1.8 g/L,优化后植物乳杆菌BLPC002产苯乳酸产量达到1.67 g/L,是优化前(0.36 g/L)的4.6倍。

德氏乳杆菌DMLD-H1的生物学特性研究及发酵培养基优化

从内蒙古家庭自制酸奶中筛选出一株乳杆菌,经生理生化与形态学鉴定,并结合16S rDNA同源性分析可知,该菌株为德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii DMLD-H1)。对菌株的生物学特性进行研究,阐明菌株的胃肠道耐受性、抑菌效果及益生特性,通过溶血性实验和急性毒理学实验对菌株进行安全性评估,采用响应面法优化菌株发酵培养基。结果表明,DMLD-H1菌株适合在37℃与pH 3.0~7.0的条件下快速生长。血平板研究表明该菌株不具有溶血活性,急性毒理学实验证明德氏乳杆菌DMLD-H1对小鼠经口无急性毒性,具有食用安全菌的特性。在pH 3.0~4.0的人工胃肠液条件下孵育3 h后,菌株存活率大于85%,具有良好的耐受性,菌发酵产物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有抑制效果,表明德氏乳杆菌DMLD-H1具有潜在的益生特性。当发酵培养基最佳组分优化为20.2 g/L低聚果糖、19.7 g/L细菌学蛋白胨及0.596 g/L硫酸镁时,多元回归模型预测德氏乳杆菌DMLD-H1的活菌浓度为1.32×10^(9)CFU/mL,在此条件下与实测值的拟合率为98.48%,表明多元回归模型能较好地预测培养基优化后的菌体生长特性。

响应面分析优化早酥梨醋发酵培养基

为了提高早酥梨醋的产量及品质,该实验以工业化菌种为研究对象,研究碳源、氮源和无机盐添加对总酸含量的影响,采用单因素实验确定碳源添加方式以及氮源和无机盐的添加范围,利用中心组合设计与响应面分析法获得较优发酵培养基。结果表明,早酥梨汁中分3批加入总量6%的蔗糖可促进发酵,提高总酸含量;通过响应面实验设计及结果分析,获得最优发酵培养基为:早酥梨汁中添加氯化铵0.27%、硫酸镁0.23%、磷酸二氢钾0.05%。采用此培养基进行早酥梨醋发酵,总酸含量可达到57.03 g/L,与优化前培养基相比总酸含量提高了16.3%,可为工业化生产提供理论依据。

响应面法优化波赛链霉菌JMC 06001发酵培养基

采用响应面法对产生抑菌活性物质的波赛链霉菌(Streptomyces peucetius)菌株JMC06001的发酵培养基进行优化。首先采用Minnimum Run Equireplicated ResⅣ设计对初始发酵培养基的8个营养因素进行筛选,获得影响产生抑菌活性物质的3个主影响因素:葡萄糖、大豆粉和NaCl;然后用最陡爬坡实验快速逼近最大响应区域;最后,结合Box-Behnken设计及响应面分析,确定主影响因素的最佳浓度,得出该菌株产抑菌活性物质的最优发酵培养基配方为:葡萄糖1.2%,麦芽糖0.7%,蛋白胨0.9%,大豆粉1.4%,NaCl 3.7%,CaCO_3 0.1%,复合盐A液2.0%,复合盐B液0.1%,起始pH值7.0。用优化后的培养基发酵所得发酵液对敏感指示菌藤黄八叠球菌的抑菌圈直径达31.5 mm,与预测值的相对偏差仅为1.59%,与用初始发酵培养基发酵所得发酵液的抑菌效果(抑菌圈直径26.5 mm)相比提高了18.9%。

响应面法优化纤维堆囊菌SoF5-76产埃博霉素B发酵培养基

以纤维堆囊菌SOF5-76为试验菌株,用响应面分析法对其产埃博霉素B的培养基进行优化,以提高埃博霉素B的产量。在单因素试验的基础上,利用Plackett-Burman筛选出对埃博霉素B产量有显著影响的3个因素为马铃薯淀粉、脱脂奶粉和无水氯化钙,在此基础上通过最陡爬坡试验逼近最佳响应面区域;再运用Box-Behnken试验设计和响应面分析法进行回归分析,确定重要因素的最优浓度。得到最佳发酵培养基为:马铃薯淀粉3.9 g/L、脱脂奶粉2.2 g/L、无水氯化钙1.3 g/L、葡萄糖1 g/L,豆饼粉1.5g/L,七水硫酸镁2.5 g/L,EDTA-Fe3+3 mL/L,微量元素(TE)0.5 mL/L,VB121 mL/L。在此最优条件下发酵埃博霉素B的产量为29.95 mg/L,与模型预测值接近,发酵产量比优化前提高了1.1倍。

响应面法优化P.acidipropionici产酸发酵培养基

利用响应面分析法优化产酸丙酸杆菌发酵产酸培养基。在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken试验设计,选定甘油、混合氮源(酵母提取物:胰酶大豆肉汤=2:1)和磷酸氢二钾3个关键因子为响应因子,以丙酸产量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,确定了产酸丙酸杆菌发酵产酸的最优培养基为:甘油44.4g/L、混合氮源(酵母提取物:胰酶大豆肉汤=2∶1)27.0g/L、K2HPO42.0g/L,丙酸产量最大预测值为20.75g/L。经过优化,丙酸产量提高了151%,实验值与预测值基本相符。

枯草芽孢杆菌FS106杆菌肽发酵培养基优化

对枯草芽孢杆菌FS106产杆菌肽的发酵培养基进行优化。单因素优化结果表明最佳碳源是玉米粉,最佳有机氮源是蛋白胨,最佳无机氮源是KNO3,最佳生长因子是牛肉膏。通过二水平Plackett-Burman试验设计确定最佳的培养基配方为(g/L):玉米粉7.5、蛋白胨15、KNO31、牛肉膏7.5、NaCl 5、CaCO30.75、ZnSO4.7H2O 0.0075。

响应面法优化Paenibacillus sp.JX426产黄原胶降解酶发酵培养基

从土壤中分离筛选出1株具有较强黄原胶降解能力的类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)JX426。为了获得高活力的黄原胶降解酶,研究借助Minitab15软件,采用Plackett-Burman试验设计方法、最陡爬坡试验设计方法和响应面分析方法对菌株JX426进行了液体发酵条件的优化。首先通过Plackett-Burman方法对7个相关影响因素的效应进行了评价,并筛选出有显著正效应的黄原胶、CaCl2添加量和有显著负效应的酵母粉添加量等3个因素,然后利用最陡爬坡试验设计方法和响应面分析方法确定了上述3个因素的最佳工艺参数,即黄原胶、CaCl2和酵母粉的添加量分别为0.39%、0.02%和0.042%。试验结果表明,在最佳浓度和组成条件下,黄原胶降解酶的酶活能达到4.20U/mL,较优化前的3.05U/mL提高了37.7%,为黄原胶降解菌的实际应用奠定了基础。

产低温蛋白酶酵母菌株的筛选及发酵培养基优化

该研究从新疆本地分离获得的200株酵母菌中筛选产低温蛋白酶的菌株,并通过形态观察、生理生化试验及分子生物学方法对菌株WLY1、WLY2和MLY1进行鉴定,最后通过响应面法对20℃条件下蛋白酶活力高的菌株的发酵培养基配方优化。结果表明,共筛选到14株产低温蛋白酶菌株,其中3株(WLY1、WLY2和MLY1)于20℃条件下仍具有较强的产低温蛋白酶能力,其蛋白酶酶活力依次为69.03 U/m L、34.20 U/m L、29.70 U/m L;鉴定菌株WLY1、WLY2和MLY1分别为双倒卵形红冬孢酵母(Rhodosporidium diobovatum)、Cryptococcus adeliensis、Barnettozyma californica;其中菌株WLY1产低温蛋白酶能力强,且其最佳产蛋白酶培养基配方为酵母浸粉1.64%、蛋白胨1.21%、干酪素1.48%。在此最优条件下,菌株WLY1的蛋白酶活力达到251.51 U/m L,约为优化前的4倍,同比其他产蛋白酶功能菌具有较大的工业应用潜力。

响应面法优化L-谷氨酰胺发酵培养基的研究

目的:采用响应面法对L-谷氨酰胺发酵培养基成分进行优化,以提高L-谷氨酰胺发酵产量。方法:首先利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响L-谷氨酰胺产量的主要因素葡萄糖、玉米浆和(NH4)2SO4,在此基础上采用最陡爬坡实验逼近最大响应区域,并利用中心组合设计及响应面分析法进行回归分析。结果:通过求解回归方程得到L-谷氨酰胺发酵培养基最佳浓度为葡萄糖100 g/L、玉米浆4.5 ml/L、(NH4)2SO437.2 g/L,L-谷氨酰胺产量理论最大值达41.0 g/L。结论:经模型验证,预测值与验证试验平均值接近,在优化条件下谷氨酰胺产量提高了37.6%。

芽孢杆菌C产亚硝酸还原酶的发酵培养基优化及酶学性质研究

通过单因素试验和响应面分析对亚硝酸还原酶产生菌c的发酵条件进行优化，获得最佳发酵培养基为：葡萄糖2．26％，蛋白胨0．2％，NH4C10．12％，K2HPO4·H2O0．2％，MgSO40．075％，KCl0．1％，FeSO40．004％，NaNO20．2％，在此条件下，酶活达到317．82U／mL，比优化前的190．26U／mL提高了67．05％。产生的亚硝酸还原酶的酶学性质表明，该酶被Mn^2＋、Mg^2＋、Na^＋激活，受Fe^2＋、EDTA抑制；最适温度和pH值分别为30℃和7．4；当温度低于50℃、pH值在7．0～8．0时，酶能保持较高的活性。与现有文献报道的筛选细菌相比较，该菌株亚硝酸还原酶产量处于较高水平。

基于均匀设计法的枯草芽孢杆菌me-1的发酵培养基优化

为提高枯草芽孢杆菌me-1对食用菌绿霉病的防治效果,以常见绿霉病病原真菌长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)为指示菌,采用单因素试验和均匀设计法对菌株me-1发酵培养基的碳源、氮源、无机盐进行了筛选及优化,最终确定其最适发酵培养基:可溶性淀粉35 g,蛋白胨20 g,水1000 mL,pH 7.2,培养条件:30℃,150 r/min,接种量7.0%。优化后对木霉的抑菌率达94.55%,比优化前提高了38.03%。选用优化后的培养基,绘制菌株生长曲线,结果表明,其发酵液培养3.0 d至3.5 d可使菌株me-1的菌量达到最大。该研究结果为枯草芽孢杆菌me-1的工业化生产奠定了基础。

应用遗传算法和神经网络优化多杀菌素发酵培养基

通过优化刺糖多孢菌发酵合成多杀菌素培养基成分,改善培养条件,从而提高多杀菌素产量.在单因素以及Plackett-Burman试验设计的基础上,采用Box-Behnken试验设计方法对发酵培养基组分中的玉米浆、可溶性淀粉、丙酸钠进行研究,运用遗传算法优化的BP神经网络建立多杀菌素产量与培养基组分浓度之间的预测模型,采用循环算法对此模型进行寻优,得到三种组分的最佳配比为:玉米浆7 g/L、可溶性淀粉16 g/L、丙酸钠2 g/L,多杀菌素产量达到(550.22±3.84)mg/L,采用上述方法优化后的培养基使得多杀菌素产量比原始培养基产量(225mg/L)提高145%.本研究结果可为培养基优化提供一种有效的建模方法.

响应面法优化Bacillus subtilis AS35产β-葡聚糖酶发酵培养基的研究

为了获得高活力的β-葡聚糖酶,通过响应面法结合中心组合设计优化Bacillus subtilisAS35产β-葡聚糖酶的培养基组成,试验结果表明,当麦糟粉质量浓度为47.476g/L、蛋白胨质量浓度为11.539g/L、磷酸氢二钾质量浓度为2.310g/L和Tween-80质量分数为0.096%时,Bacillus subtilisAS35的β-葡聚糖酶活力达到32.12U/mL,优化后获得的实验值与模型的预测值(31.33U/mL)基本相符,且较优化前的酶活力(15.83U/mL)提高了103%。

一株γ-聚谷氨酸高产菌株的筛选鉴定及发酵培养基优化

从传统食品腐乳中分离得到一株谷氨酸依赖型γ-聚谷氨酸(γ-PGA)高产菌株,经过比对16S rRNA和gyrA基因序列将该菌株命名为Bacillus amyloliquefaciens YB-9.为了增强菌株生产能力,使用Plackett-Burman试验结合单因素试验结果筛选出谷氨酸、柠檬酸和六水三氯化铁3个最显著因素.针对上述因素,应用最陡爬坡试验和Box-Behnken试验完成响应面模型的构建.并使用该模型预测最佳的发酵培养基.在220 r/min,30℃震荡培养48 h条件下γ-PGA实际产量最大值为19.39 g/L,比优化前增加了132.25%.

发酵乳杆菌JN-2的分离鉴定及其发酵培养基优化

采用改良MRS固体培养基,利用稀释平板涂布法从健康奶牛新鲜粪便中分离筛选到一株肠道乳酸菌,经16S rDNA鉴定为发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum),并暂命名为发酵乳杆菌JN-2。为提高发酵乳杆菌JN-2的生物量,首先单因素试验设计对碳源、氮源、微量元素的种类进行了优化,并进一步利用正交设计确定了最佳发酵培养基配方:葡萄糖30 g/L、酵母浸粉40 g/L、硫酸镁0.25 g/L、磷酸氢二钾2 g/L、柠檬酸氢二铵2 g/L、乙酸钠5 g/L、吐温-80 1 mL/L。在该优化发酵培养基下,发酵乳杆菌JN-2的菌体生物量吸光光度值达到1.79。