Plackett-Burman联用正交设计优选川牛膝多糖制备工艺

目的:运用Plackett-Burman实验设计联用正交实验考察各影响因素显著性,筛选出川牛膝多糖制备最佳工艺,为其开发与应用提供依据。方法:运用Plackett-Burman实验设计筛选主要影响因素,以洗脱液浓度、洗脱剂用量、洗脱流速为考察因素,浸膏收率及多糖含量为考察指标,采用综合评分法,利用正交试验优选最佳工艺,并进行验证分析。结果:川牛膝多糖的最佳纯化工艺:S-8大孔树脂用4 BV的0.3 mol/L NaCl溶液以洗脱流速为4 BV/h条件下富集纯化。多糖含量达到90%,浸膏收率为45%。结论:利用Plackett-Burman实验设计联用正交试验确定了川牛膝多糖的纯化工艺,该方法稳定,简便易行。

Plackett-Burman饱和设计下数据分析方法的标准化研究

为了比较Plackett-Burman饱和设计下10种数据分析方法的优劣,以试验错误率为标准进行标准化,通过SAS/IML语言模拟出各种方法在P-B设计下的临界值,并以势为评价标准,提出12次Plackett-Burman设计下的比较研究结论.

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。

Plackett-Burman联用正交设计优选干蟾皮总生物碱纯化工艺

目的:运用Plackett-Burman实验设计联用正交实验考察各影响因素显著性,筛选出干蟾皮吲哚类生物碱纯化最佳工艺,为其开发与应用提供依据。方法:运用Plackett-Burman实验设计筛选主要影响因素,采用正交试验优选干蟾皮总生物碱富集工艺。以乙醇浓度、乙醇用量、洗脱流速为考察因素,生物碱含量为考察指标,利用正交试验优选最佳工艺,并进行验证分析。结果:干蟾皮吲哚类生物碱的最佳纯化工艺为:6BV的90%乙醇在洗脱流速为4ml·min-1条件下富集纯化,吲哚类生物碱含量为5.21%,浸膏收率为3.45%。结论:利用Plackett-Burman实验设计联用正交试验确定了干蟾皮总生物碱的纯化工艺,该方法稳定,简便易行。

茯苓菌液体发酵产胞内多糖条件的优化

以不同碳源、氮源、pH、温度、接种量、转速、时间为单一变量,通过单因素试验和Plackett–Burman试验从7个因素中筛选显著性因素,对筛选出的显著性因素进行最陡爬坡试验,采用Box–Behnken试验探究茯苓菌液体发酵产胞内多糖的最优条件。结果表明:接种量、pH、葡萄糖质量分数和酵母膏质量分数是茯苓菌液体发酵产胞内多糖的显著性因素;在接种量9%、pH 5.7、葡萄糖质量分数4%、酵母膏质量分数1%、时间7 d、温度28℃、转速170 r/min的条件下,茯苓胞内多糖的含量为(5.82±0.18)g/L,生物量为(14.63±0.21)g/L,分别为未优化前的1.6倍和2.0倍。与常规栽培相比,茯苓菌液体发酵产胞内多糖的时间大大缩短,减少了松材消耗,且茯苓菌液体发酵培养基成本低廉。

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%。

Plackett-Burman试验设计与正交试验相结合优化复方肤清洗剂提取工艺

目的 优选复方肤清洗剂的提取工艺.方法 采用Plackett-Burman试验设计法和正交试验相结合的方法,研究水提取复方肤清洗剂的影响因素;用HPLC梯度洗脱法同时测定复方肤清洗剂中绿原酸、芍药苷、咖啡酸含量;以多指标综合评分法进行数据分析,优选工艺条件.结果 复方肤清洗剂提取的最佳条件为：过80目筛,浸泡2 h,加12倍量水,回流提取3次,每次1 h.结论 该提取工艺合理、稳定,可用于复方肤清洗剂中药材的提取.

生防菌PTS-394发酵培养基及培养条件的优化

生防菌PTS-394是前期筛选获得的一株对番茄青枯病有较好田间防效的枯草芽孢杆菌。通过Plackett-Burman试验设计及Box-Behnken设计的响应曲面法(RSM)对影响该菌发酵的培养基及培养条件进行优化,以提高PTS-394发酵量,增强其生防效果。结果表明:获得了PTS-394发酵达最大孢菌含量和抑菌活性时培养基关键因子的最优配比,此时菌含量和抑菌带宽的预测值分别为4.43×109 cfu·mL-1和6.20mm,与初始培养基相比,分别提高104.7%和44.8%,以优化的培养基为基础,得到了最优培养条件,此时发酵活菌数和抑菌带宽的最大预测值为6.32×109 cfu·mL-1和8.24mm,与初始发酵条件下相比分别提高39.2%和46.0%;且结果均得到了1L摇瓶发酵实测验证。结果证明所建模型对PTS-394发酵工艺的模拟是有效的,说明生防菌PTS-394发酵工艺可应用响应曲面法进行有效的优化。

响应面法优化蓝莓叶多酚提取工艺

采用乙醇提取蓝莓叶中多酚。在单因素试验的基础上,通过Plackett Burman试验筛选出对蓝莓叶多酚提取具有显著影响的因子:乙醇体积分数(P=0.0025)、提取温度(P=0.0091)、料液比(P=0.0236)、提取时间(P=0.0156);采用响应面法优化,得到最佳工艺条件为乙醇体积分数62.05%、提取温度67.54℃、料液比1:23.65、提取时间2.06h,在此条件下,多酚提取率为90.49%。同时,建立了醇提蓝莓叶多酚的二次数学模型,对蓝莓叶多酚提取具有良好的预测作用。

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。

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。

真姬菇液体培养用菌种及其营养因子筛选

以菌体生长速度和多糖产量为依据,从5株真姬菇菌种中筛选出1株在液体培养中生长良好、多糖产量高的菌株,用于营养条件优化,并分析了各菌株在液体培养中的生长与多糖产生特点。采用Plackett-Burman试验设计,对影响真姬菇生长及产多糖的相关因子进行了筛选。在培养过程中,所有菌株均呈Logistic生长,胞内多糖和胞外多糖均呈先上升后下降的趋势,在菌体的对数生长期达到峰值。菌株ZJ-029的生长速度和多糖产量最大。在11种营养因子中,葡萄糖、麦芽糖、玉米淀粉和豆粕粉对真姬菇菌丝生长有显著影响;葡萄糖、麦芽糖和MgSO_4对胞外多糖产量有显著影响;葡萄糖、玉米淀粉和MgSO_4对胞内多糖产量有显著影响。在PB设计的水平范围内,各因子对各指标的影响均为正效应。

响应面分析优化菊粉的羧甲基改性工艺

研究菊粉的羧甲基改性工艺条件,以碱化时间、醚化温度、醚化时间、碱用量以及氯乙酸用量为影响因素,以羧甲基的取代度为考察指标,运用Plackett-Burman设计筛选出3个对菊粉羧甲基取代度影响显著因素,即碱化时间、醚化温度和氯乙酸用量,采用响应面分析试验优化菊粉的羧甲基改性工艺。菊粉的羧甲基改性最优工艺条件为菊粉用量6.8g、碱化时间30min、醚化温度81℃、氯乙酸用量2.96g,此时菊粉的羧甲基取代度为0.66±0.000167。

壳聚糖固定化纤维素酶的条件优化

采用Plackett-Burman试验设计和正交试验设计对影响固定化纤维素酶活的因素进行了筛选和优化。探讨了纤维素酶、壳聚糖、乙酸、乙醇、戊二醛、氢氧化钠等试剂对固定化效果的影响,筛选出制备固定化纤维素酶过程中的主要影响因素。结果表明:壳聚糖、乙酸、乙醇浓度、酶浓度分别为15g/L、2.0%、40%、100%时,以壳聚糖为载体制备固定化纤维素酶的活力最高,成型效果最好。

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。

响应面法对重金属絮凝剂MASPAM的优化制备

为提高重金属废水的处理效果,以聚丙烯酰胺(PAM)、甲醛、亚硫酸氢钠、巯基乙酸(TGA)为原料,先经磺甲基化反应制备中间产物磺甲基化聚丙烯酰胺(SPAM),再通过酰胺化反应将重金属离子的强配位基巯基(-SH)接入SPAM,得到重金属絮凝剂巯基乙酰化磺甲基聚丙烯酰胺(MASPAM).以含铜废水为处理对象,采用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及响应面试验优化MASPAM制备条件.结果表明:MASPAM最优制备条件为SPAM质量分数为0.5%,SPAM与TGA物质的量比为1∶2.84,反应介质pH值为5,反应温度为45℃,反应时间为2 h.此条件下制备的MASPAM在投药量为150 mg/L时对Cu(Ⅱ)的去除率为92.44%,与模型预测值的相对误差仅为0.05%,表明采用响应面法优化MASPAM的制备条件合理可行.

利用混料设计优化多杀菌素发酵培养基

利用Plackett-Burman试验设计从8种营养成分中筛选出4种对多杀菌素产量影响较显著的因子:葡萄糖、棉籽粉、玉米浆、豆饼粉,而后通过D-最优混料设计,对这4种成分进行优化设计。以多杀菌素的产量为期望,进行回归分析并建立关于多杀菌素产量的二阶拟合方程,确定4种成分的最佳比例为:葡萄糖59 g/L、棉籽粉28 g/L、玉米浆6.5g/L、豆饼粉6.5g/L,根据方程预测产量理论最高值为256.75mg/L,按此配方进发酵验证,产量为249.9mg/L,证明该方程的拟合性较好。

拮抗农业致病菌放线菌G5发酵条件的优化

微生物的发酵过程十分复杂,培养基配方的组成以及培养条件的变化都会对菌体的代谢造成很大的影响。为了使抗生素的产量达到最大化,试验运用了Plackett-Burman试验设计、最陡爬坡试验、BoxBehnken试验设计对放线菌(Actinomycetes)G5进行了发酵条件优化。利用Plackett-Burman试验设计对影响放线菌G5发酵的诸多相关因素进行评估并筛选出3个主要因素,即碳源含量、培养温度和培养时间;之后根据3个主要因素的作用大小和方向进行了最陡爬坡试验;最后运用Box-Behnken试验设计确定最优值,得出其最优培养条件为淀粉含量21.66 g/L、培养温度27.70℃、培养时间7.75 d。在此条件下,抗生素对苹果轮纹病菌的抑菌圈直径为23.00 mm,与模型预测值基本一致。

天然饲用着色剂β-胡萝卜素发酵培养基优化研究

以三孢布拉氏霉菌(+-、)为菌种,研究了β-胡萝卜素合成的发酵培养基,通过对不同碳、氮源的组合筛选,确定最佳的碳、氮源及发酵终止时间。结果表明:淀粉作为碳源,黄豆粉作为氮源,发酵144 h,β-胡萝卜素合成量最大,在此基础上,利用Plackett-Burman设计分析了发酵培养基中各成分对β-胡萝卜素产量的影响,发现β-紫罗酮、维生素B1、淀粉、植物油是影响β-胡萝卜素产量的主要因素。对上述因素以L(9 34)正交设计进一步优化,得到最佳的培养基组成淀粉41g/L、黄豆粉20g/L、植物油35mL/L、磷酸二氢钾2 g/L、硫酸镁1 g/L、维生素B10.030 g/L、发酵40～44 h后,添加0.05%的异烟肼12 mL/L及10%的β-紫罗酮15 mL/L。β-胡萝卜素的发酵产量较比优化前发酵培养基提高了16.78%。

基于SVM-PSO的羰基还原酶产酶条件优化

构建优化模型对羰基还原酶的产酶培养条件进行优化,获得较优的发酵产酶条件。通过Plackett-Burman设计筛选出羰基还原酶产酶培养条件的4个显著影响因子;设计正交试验进一步探究显著影响因子对羰基还原酶产酶的影响;以正交试验结果为样本数据,采用支持向量机(SVM)模型对正交试验结果进行拟合回归;构建SVM-PSO优化模型对拟合函数进行全局寻优,寻优结果即为羰基还原酶较优产酶条件。实验结果表明在预测的最优产酶条件下培养菌体,羰基还原酶酶活达到299.19 U/L,比优化前提高了16.81%,证明构建的SVMPSO模型对于产酶条件优化问题有较好处理能力。