基于MATLAB的发酵液恒压过滤比阻计算方法——以解淀粉芽孢杆菌Q-426发酵液为例

介绍了用MATLAB的Curve Fitting Toolbox计算解淀粉芽孢杆菌Q-426发酵液恒压过滤比阻的方法。通过在图形界面下导入恒压过滤实验数据及平滑处理、采用平滑样条拟合数据以及数值微分等操作,确定了解淀粉芽孢杆菌Q-426发酵液恒压过滤的滤饼比阻。研究表明,该方法运行可靠,无需编程,易于掌握。与传统计算方法相比,操作更为便捷,强有力的图形界面也使计算变得更加简单而直观。

响应面法与遗传算法优化解淀粉芽孢杆菌Q-426发酵的kLa

为了实现解淀粉芽孢杆菌Q-426发酵过程溶氧的优化控制,将响应面法与遗传算法结合,研究了搅拌速度x_1及通气速率x_2对分批发酵的体积溶氧传递系数k_La的影响。响应面分析表明:当搅拌速度>680 r·min^(-1)及通气速率>140 L·h^(-1)时,k_La有最大值。将二阶回归方程作为遗传算法优化的目标函数,经过51次迭代,获得了最优值,k_La最大值为:7.3801×10^(-5)s^(-1)(x_1=755.311 r·min^(-1),x_2=171.362 L·h^(-1))。

基于BP神经网络的pH对解淀粉芽孢杆菌Q-426发酵影响的研究

为控制解淀粉芽孢杆菌Q-426发酵过程,研究了在3.7 L发酵罐中pH对菌株Q-426发酵过程的影响。选取发酵时间、pH作为自变量,菌体浓度、底物浓度、发酵产物活性作为目标量,通过构建自变量矩阵和参考序列,构建了基于BP神经网络的菌株Q-426发酵过程的预测模型。通过运用MATLAB神经网络工具箱进行训练,得出优化网络模型,并根据建立的模型进行预测。将预测值与实测值对比,拟合及预测的平均相对误差均在4%以内,说明该模型有较好的适用性。

脂肽产生菌解淀粉芽孢杆菌HY2-1的发酵条件优化

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)HY2-1系前期筛选到的产芬原素和表面活性素等脂肽类物质的海洋微生物。为提高菌株HY2-1脂肽类抑菌活性,以菌株抑菌圈直径为响应值,通过单因素和响应面试验设计对菌株HY2-1的发酵培养基碳氮源及发酵条件进行优化。结果表明,菌株HY2-1发酵培养基最佳碳氮源为可溶性淀粉80 g/L,酵母浸粉和蛋白胨(1∶1)10 g/L,最佳发酵条件为:装液量50 mL/250 mL,发酵时间48 h,接种量1%,转速200 r/min,在此条件下其发酵液对指状青霉的抑菌圈直径为(18.6±0.1)mm,较优化前(14.7±0.5)mm提高26.5%;该研究通过发酵培养基碳氮源及发酵条件优化,对提高菌株HY2-1脂肽抑菌活性效果显著。

解淀粉芽孢杆菌H15产抗菌肽的发酵条件优化和提取方法比较研究

以尖孢镰刀菌为指示菌,无菌滤液抑菌圈直径为考察指标,对解淀粉芽孢杆菌H15所产抗菌肽的发酵和提取条件进行优化。获得优化后的最佳培养基为L-1培养基,最佳培养条件为:接种量3%、初始pH 6.68、培养温度30.79℃、培养时间48.61 h、转速160 r/min。在此优化条件下,发酵液抑菌圈直径可高达25.21 mm,比优化前(16.40 mm)提高了53.48%。以4株玉米中携带的优势霉菌(草酸青霉、串珠镰刀菌、尖孢镰刀菌、黑曲霉)为指示菌,比较分析不同质量浓度硫酸铵沉淀和盐酸沉淀不同有机溶剂抽提对解淀粉芽孢杆菌H15抗菌肽提取的影响,结果均表明盐酸沉淀丙酮抽提法获得的抗菌肽活性最高。

解淀粉芽孢杆菌HF-01发酵条件优化

为探讨解淀粉芽孢杆菌BacillusamyloliqruefaciensHF-01菌株液体发酵条件，提高其活性次级代谢产物的产量，以茵体生物量和发酵液拮抗柑桔绿霉病菌PenicilliumdigitatumSacc．活性为指标，采用单因子试验和正交设计方法对菌株的最适发酵培养基成分及发酵条件进行优化。结果表明，菌株HF-01最适发酵培养基为葡萄糖3．0％、酵母提取粉0．5％、氯化钠0_3％、硫酸镁0．1％；最佳发酵培养条件为初始pH值6．0～6．5、培养温度28℃、培养时间48h、250mL三角瓶装液量90mL、接种量体积分数6％、摇床转速130r·min-1。在最佳发酵培养基和培养条件下，菌株HF-01抑菌能力提高37．3％；25℃条件下，优化后所得发酵滤液处理柑橘果实4d后，发病率为31．7％，病斑直径为25．9mm，显著低于优化前所得发酵滤液的发病率56．7％和病斑直径48．1mm。

内生解淀粉芽孢杆菌TF28液体发酵条件研究

采用单因子和正交试验方法从碳氮源、培养温度、初始pH、通气量、接种量等方面对内生解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens TF28液体发酵条件进行优化。确定菌株TF28最佳培养基配方为:葡萄糖1%,牛肉膏0.5%,酵母膏0.3%,硫酸锰0.01%,碳酸钙0.5%;最佳发酵条件为:初始pH 7.5,培养温度30℃,发酵周期48 h,装液量:250 mL三角瓶装50 mL培养液,接种量2%,转数200 r·min-1。该项研究可为内生解淀粉芽孢杆菌应用奠定基础。

解淀粉芽孢杆菌胞外多糖发酵条件的优化

解淀粉芽孢杆菌PB6可以生产胞外多糖,通过单因素和响应面实验,对其进行发酵优化研究。实验结果表明,最优发酵培养基:蔗糖浓度400g/L、酵母粉2.5g/L、Na Cl 10g/L、p H7.0;发酵条件为:接种量4%、温度30℃、转速150r/min、发酵时间26h。在此条件下发酵的解淀粉芽孢杆菌胞外多糖的产量可高达104.37g/L。

解淀粉芽孢杆菌L-H15固态发酵参数优化与试验

解淀粉芽孢杆菌是一种植物根际促生细菌。通过响应面试验和正交试验,对分离筛选得到的解淀粉芽孢杆菌L-H15的最大活菌数进行了优化,确定了发酵工艺最佳参数。在黄瓜育苗期施用高活性固态菌剂,进行实际效果试验验证。结果表明,在优化的发酵条件下,即由1∶2.8的麦麸和豆粕组成固态基质,外加20%的稻谷壳,0.2%乳糖,0.38%大豆蛋白胨,并用0.4 mL/g的液料比混合均匀;装瓶量46%,解淀粉芽孢杆菌L-H15活菌数高达1.68×10^(10)CFU/g;L-H15固态发酵菌剂能明显促进黄瓜幼苗的茎粗、株高、叶面积及生物量的累积(P<0.05),根系活力增强,矿质元素含量也有显著性提高。因此,解淀粉芽孢杆菌L-H15能够有效促进植株生长,固态菌剂的研发为减少农药化肥的施用提供了技术支撑,是一种提高农作物产量的新型方法。

解淀粉芽孢杆菌固态发酵黄芪中有效成分的变化

运用解淀粉芽孢杆菌发酵黄芪,研究发酵对黄芪有效成分含量的影响。将黄芪中添加解淀粉芽孢杆菌在37℃条件下发酵72 h培养,对照组为同等条件下黄芪固体培养基单独培养,利用紫外分光光度法测定两组黄芪多糖、总黄酮和总皂苷含量。结果表明,发酵组较不添加解淀粉芽孢杆菌对照组多糖、总黄酮和总皂苷含量分别提高了39.59%、41.59%、22.63%。因此,利用解淀粉芽孢杆菌在一定条件下发酵黄芪,可促进其有效成分释放。

解淀粉芽孢杆菌L-H15产促生物质分析及发酵工艺优化

植物根际促生菌可以分解转化土壤中的有机质和矿物质,预防和控制农作物病害,减少农药和化肥的使用,将其应用于农业被认为是一种提高农作物产量的新型方法。实验室分离筛选到一株优良的解淀粉芽孢杆菌L-H15,通过前期L-H15全基因组测序的提示,考察L-H15能够产生的促生物质,并优化其发酵工艺,开发出高活性的固态菌剂。结果表明:解淀粉芽孢杆菌L-H15能够产生相对表达量为65.53%的铁载体;其产1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶的能力也较强,比活力测定结果为0.401 U/mg;采用酶联免疫吸附法检测到该菌株亦能产生植物激素吲哚乙酸和细胞分裂素,产细胞分裂素的能力尤为显著,可达到2.157 7×10^(-10) mol/L;运用气相色谱-质谱检测出L-H15产生的挥发性物质中含有乙酰甲基原醇。这些因素均可有效刺激植物的生长发育。采用Box-Behnken响应面试验优化解淀粉芽孢杆菌L-H15的发酵工艺,L-H15的最佳发酵条件为:接种量8%、装液量67.8%、发酵时间11.5 h、发酵温度32℃、转速196 r/min。此时,解淀粉芽孢杆菌L-H15活菌数最高可达到1.21×10~9 CFU/mL。综合评定,解淀粉芽孢杆菌L-H15是一株优良的植物根际促生菌,具有广阔的开发成生物肥料的前景。

解淀粉芽孢杆菌YN-1发酵条件的优化

采用正交试验设计方案,对解淀粉芽孢杆菌YN-1菌株的发酵条件进行了优化。研究了发酵温度、摇床转速和培养时间对发酵液抑菌效果的影响,同时研究了其对脂态类抗生素含量的影响。结果表明:对发酵液抑菌效果和脂态类抗生素含量2种指标的优化培养条件均为:温度25℃、转速140r/min、培养时间60h。

内生解淀粉芽孢杆菌TB2液体发酵条件的研究

采用单因素试验和正交试验对具有广谱拮抗作用的内生解淀粉芽孢杆菌TB2菌株的摇瓶发酵培养基和发酵条件进行优化。结果表明,最佳培养基组份为:玉米淀粉1.0%、豆粉1.0%、(NH4)2SO40.5%、MgSO4·7H2O0.1%、FeSO4·7H2O0.03%、K2HPO4·3H2O0.02%、KH2PO40.01%;培养条件为:初始pH值为7.5,温度35℃,接种量3%,装液量50mL/250mL三角瓶,摇床转速200r/min,发酵周期22～26h。优化条件下发酵水平活菌数达到8.52×1010cfu/mL。

解淀粉芽孢杆菌LJ1摇瓶发酵条件优化

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)LJ1是从天津土壤中分离筛选出的一株具有广谱抑菌效果的生防菌株,该实验旨在明确B.amyloliquefaciens LJ1的抑菌谱并通过优化发酵培养基和发酵条件提升其抑菌效果。通过对峙培养检测菌株LJ1对14种病原真菌的抑制效果;采用单因素试验、正交试验优化发酵培养基和摇瓶发酵条件;最后用孢子萌发法和盆栽试验验证优化后发酵液的抑菌效果。实验结果表明B.amyloliquefaciens LJ1对黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)、苹果炭疽病菌(Glomerella cingulata)、苹果腐烂病菌(Valsa ceratosperma)等11种病原真菌有抑制作用;优化后的摇瓶发酵条件为温度30℃、初始p H 5、转速200 r/min、装液量50 m L/250 m L;优化后的发酵培养基为马铃薯200 g,蔗糖10 g,黄豆粉20 g,Mg Cl2·6H2O 1.5 g,蒸馏水1 000 m L。经发酵条件与培养基优化后,B.amyloliquefaciens LJ1发酵液对Botrytis cinerea孢子萌发的抑制率达99.7%,盆栽实验防效达51.08%。

抗菌海洋解淀粉芽孢杆菌GM-1-2菌株摇瓶发酵培养基和发酵条件优化

海洋解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)GM-1-2菌株是在连云港海域海水中分离得到的GM-1菌株的自发突变菌株,对白色念珠菌(Canidia albicans)的生长具有明显的抑制作用。为提高GM-1-2菌株发酵液的抑菌效果,以GM-1-2菌株发酵液的D600 nm及其无菌滤液对白色念珠菌的抑制作用为检测指标,采用单因素试验和正交试验对其发酵培养基和发酵条件进行优化。结果表明,GM-1-2菌株生长及产生抑菌物质的适宜培养基配方为200.00 g/L马铃薯、17.50 g/L葡萄糖、12.50 g/L酵母膏、0.12 g/L硫酸亚铁。最佳发酵条件:p H值为7,温度为28℃,摇床转速为180 r/min,培养时间为30 h,装液量为60 m L(250 m L三角瓶),种子液浓度为108CFU/m L时接种量为10%。优化后,菌株GM-1-2的抑菌带宽度和菌体生长量均有明显提高,D600 nm由1.228 0增加至1.672 7,抑菌带宽度由20.00 mm增加至38.67 mm。

解淀粉芽孢杆菌SC1150的抑菌活性及其液体发酵条件的优化

通过比较解淀粉芽孢杆菌SC1150菌株发酵液对香蕉枯萎病菌4号生理小种的抑菌活性,对解淀粉芽孢杆菌SC1150菌株液体发酵条件进行了优化研究。结果显示:在固体培养条件下解淀粉芽孢杆菌SC1150菌株对测试的8种作物病原菌均有抑制作用,其中对香蕉枯萎病菌4号生理小种的抑制作用特别强烈,其抑菌圈直径达到23.31 mm。以香蕉枯萎病菌4号生理小种为指示菌,对该活性SC1150菌株的液体发酵条件进行优化,液体发酵培养基各组分的最佳配比为0.5%可溶性淀粉(碳源)、1.5%蛋白胨+酵母粉(1︰1)的混合氮源、0.1%Na Cl;最佳培养条件:pH 6.5、30℃、摇床转速确180 r?min–1。优化后SC1150菌株对香蕉枯萎病菌4号生理小种的抑菌圈直径达到28.33 mm。

内生解淀粉芽孢杆菌Xe01的鉴定及其发酵条件优化

为获得对烟草青枯病菌具有拮抗作用的生防菌,从湖南永州青枯病发病较重烟田的健康烟株根系中分离获得1株对烟草青枯病菌具有较强抑菌活性的菌株,对峙培养其抑菌圈直径达到30.5 mm,将其命名为Xe01。利用形态观察、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析鉴定其为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),温室盆栽和小区试验中Xe01对烟草青枯病的防治效果分别达到56.32%和61.46%。对其发酵培养基及发酵条件进行单因素试验及正交设计优化,最适培养基碳源、氮源和无机盐种类及浓度为葡萄糖9.0 g/L、牛肉膏3.0 g/L、氯化钙4.0 g/L;最佳发酵条件为pH 7.0,30℃,180 r/min,培养52 h,使用优化后的发酵条件培养,抑菌圈直径由优化前的30.5 mm提高至42.5 mm,提高了39.34%。研究结果为解淀粉芽孢杆菌Xe01生防菌剂的开发及应用提供了理论基础。

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)XZ-1发酵条件的优化

采用单因素试验和正交试验,对解淀粉芽孢杆菌菌株XZ-1的发酵培养基成分和发酵条件进行了优化。结果表明:XZ-1的发酵培养基的最佳碳源、氮源和无机盐分别为糊精、蛋白胨和氯化钾;其培养基最佳组分为糊精10 g/L,蔗糖5 g/L,蛋白胨10 g/L,氯化钠7 g/L;最佳发酵培养条件为培养基初始p H值6,发酵温度27℃,发酵时间36 h,装液量100 m L/250 m L,接种量3%,转速150 r/min。

解淀粉芽孢杆菌HRH_(317)抑菌物质发酵条件的优化

该试验研究解淀粉芽孢杆菌HRH_(317)抑菌物质的发酵条件。首先采用单因素试验研究发酵时间、温度、初始pH、接种量及菌龄、摇床转速、装液量对发酵液抑菌活性的影响,然后采用正交设计对这7个因素进行筛选,分析极差结果确定接种菌龄、接种量、发酵时间为影响抑菌圈大小的3个关键因素,在此基础上,采用Box-Behnken设计及响应面进行分析,在发酵温度37℃、初始p H7.0、摇床转速150 r/min、装液量30 mL/100 mL条件下,确定菌株HRH317抑菌物质的最佳发酵条件为接种菌龄21 h、接种量3.8%、发酵时间25.5 h。拟合试验模型结果显示,抑菌活性物质的抑菌圈直径大小从未优化前的18.63 mm提高至22.95 mm,抑菌圈大小增加23.19%。

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)DC-4产豆豉溶栓酶发酵条件的优化

解淀粉芽孢杆菌DC 4是从豆豉中筛选得到 ,产生的豆豉溶栓酶具有较好的体外溶栓效果。利用单因素实验和正交分析获得该菌株产生豆豉溶栓酶的最佳发酵条件为 :接种量为 7% ;发酵培养基组分为纤维蛋白 2 0 % ,蛋白胨 0 5 % ,糊精 2 0 % ,酵母膏 0 1 5 % ,K2 HPO40 4% ,NaH2 PO40 0 4 % ,CaCO30 3% ,pH7 0 ;培养温度为 32℃ ;2 5 0mL三角瓶装量为 5 0mL ;2 1 0r/min振荡培养 72h ,其发酵上清液纤溶活性可达到 82 0U/mL。