纤维素酶液体发酵工艺条件的响应面分析优化

响应面法优化厌氧细菌产纤维素酶发酵培养基张海健;刘占英;黄恒猛;魏爱花【期刊名称】《中国酿造》【年(卷),期】2012(031)006【摘要】通过单因素试验确定了厌氧纤维素降解细菌—溶纤维丁酸弧菌WHQ产纤维素酶的最佳培养条件,结果表明,最适产酶条件为培养时间48h,接种量10％,初始pH值8.5,温度37℃.在此基础上,应用响应面法优化该菌株产纤维素酶培养基.在初期研究中,葡萄糖和尿素确定为最佳的碳氮源,利用Plackett-Burman设计从10种培养基成分中筛选出对WHQ产内切纤维素酶有重要性的因素,结果表明葡萄糖、NaHCO,和MgSO4·7H2O对WHQ产内切纤维素酶有重要影响,利用Box-Behnken设计研究这3种因素对WHQ产内切纤维素酶的综合效应,结果表明3种因素的最佳值为MgSO4·7H2O 0.14g/L、葡萄糖14.3g/L、NaHCO3 6.92g/L,此时的内切酶酶活力最大值为206.548μg/(mL.min),与实验值相接近199.324μg/(mL·min),比未优化前的内切纤维素酶活力71.254μg/(mL·min)提高179％.【总页数】5页(P110-114)【作者】张海健;刘占英;黄恒猛;魏爱花【作者单位】内蒙古工业大学化工学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学化工学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学化工学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学化工学院,内蒙古呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】TQ920.6【相关文献】1.响应面法优化康宁木霉产纤维素酶固态发酵培养基 [J], 陈晓萍;孙付保;陈晓旭;张建华;张宏建;毛忠贵2.响应面法优化产细菌素屎肠球菌BC-3发酵培养基 [J], 韩曦;朱昆;闵钟熳3.产纤维素酶的枯草芽孢杆菌C－11发酵培养基的响应面法优化 [J], 胡斌4.响应面法优化康宁木霉产纤维素酶的发酵培养基 [J], 陈浩;谭忠元;冯昆达;谢模意;汪兆成;龚大春5.响应面法优化芽孢杆菌BY-3产纤维素酶发酵培养基 [J], 孟凡旭;马丽;杨伟平;姬生跃;辛海云;曹斌云因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

用响应面法优化油茶籽壳发酵产羧甲基纤维素酶的条件杨俊换;郭华;欧阳晶【摘要】以羧甲基纤维素酶(Carboxymethyl cellulase enzyme,CMCase)的酶活力作为响应值,用响应面法对康宁木霉利用油茶籽壳发酵产纤维素酶的发酵条件进行优化.在油茶籽壳预处理方法、氮源、起始pH、发酵时间、接种量、营养液体积对CMCase酶活力单因素试验的基础上,筛选出主要影响因素培养时间、起始pH 和营养液体积进行正交试验,通过Box-Behnken设计,利用Design Expert软件进行回归分析,得出3种因素的交互作用及最佳发酵条件.结果表明,用碱法处理油茶籽壳较为适宜;油茶籽壳发酵产纤维素酶的适宜氮源为0.2％的(NH4)2SO4;其他适宜条件为接种量5％、初始pH5.8、营养液体积22 mL、发酵时间5d.在此条件下,CMCase的酶活力达179.15 U/mL,比单因素试验最高酶活力提高了24.52％.【期刊名称】《湖南农业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(040)004【总页数】5页(P416-420)【关键词】油茶籽壳;康宁木霉;羧甲基纤维素酶;响应面法【作者】杨俊换;郭华;欧阳晶【作者单位】湖南农业大学食品科学技术学院,湖南长沙410128;湖南农业大学食品科学技术学院,湖南长沙410128;湖南农业大学食品科学技术学院,湖南长沙410128【正文语种】中文【中图分类】TS201.1据国家粮油信息中心统计，1990年中国油茶籽产量为52.3万t，2012年为109.2万t，累积增长了108.8%，平均年增长5.4%[1]。

油茶籽壳的主要成分为木质素、纤维素与半纤维素。

目前国内对油茶籽壳的利用仍处于研究阶段，主要用来制备活性炭、木糖醇和糠醛等产品，利用率较低。

利用康宁木霉发酵油茶籽壳产纤维素酶，不仅可以缓解资源浪费与环境破坏问题，还可以增加油茶籽壳利用的附加值，生产的纤维素酶可以用于食品、农业和饲料等行业。

响应面法优化产细菌纤维素菌发酵条件贺晓凌1，张先楠2，孟红艳1，邓时煜1，宋浩德1，魏东盛3，韩馨4（1.天津工业大学化学与化工学院，天津300387；2.天津工业大学环境科学与工程学院，天津300387；3.南开大学生命科学学院，天津300071；4.天津市融泰水务有限公司，天津300380）Optimization of fermentation conditions for enhanced bacterial cellulose productionby using response surface methodHE Xiao-ling 1，ZHANG Xian-nan 2，MENG Hong-yan 1，DENG Shi-yu 1，SONG Hao-de 1，WEI Dong-sheng 3，HAN Xin 4（1.School of Chemistry and Chemical Engineering ，Tiangong University ，Tianjin 300387，China ；2.School of Environ原mental Science and Engineering ，Tiangong University ，Tianjin 300387，China ；3.College of Life Science ，Nankai Uni原versity ，Tianjin 300071，China ；4.Tianjin Rongtai Water Corporation ，Tianjin 300380，China ）Abstract ：In order to increase the yields of bacterial cellulose渊BC冤袁the new BC-producing strain Komagataeibacter rhaeti鄄cus TJPU03渊K.rhaeticus TJPU03冤screening in our laboratory was chosen to explore the high-production condi鄄tion of BC by response surface method 渊RSM冤.The optimization included fermentation medium components and external condition.Design expect 8.0was used to design the experiment and calculate the optimal conditions.The results showed that the actual production of BC could reach 6.7432g/L at the optimal fermentation mediumcomponents 渊glucose 1.58%袁yeast paste 0.66%袁peptone 0.42%袁citric acid 0.12%and disodium hydrogen phosphate 0.3%冤and optimal external condition渊temperature of 28.52益袁initial pH value of 3袁and inoculation amount of 8.87mL冤.The production of BC was improved obviously after optimization.Key words ：Bacterial cellulose （BC ）；optimization ；response surface method ；Box-Behnken design ；Komagataeibacterrhaeticus TJPU03摘要：为了提高细菌纤维素（bacterial cellulose ，BC ）的产量，以本实验室筛选出的产BC 菌Komagataeibacter rhaeticus TJPU03（K.rhaeticus TJPU03）作为研究对象，通过响应面法设计实验优化BC 的生产条件。

79--加工贮藏•检测分析　引用格式：郭建军，王　通，吴庆华，等. 镰刀菌YL2产纤维素酶液体发酵工艺优化[J]. 湖南农业科学，2023（11）：79-86.　DOI:DOI:10.16498/ki.hnnykx.2023.011.015纤维素是由D-葡萄糖基通过β-1,4-苷键联结而成的线状高分子量碳水化合物[1]，广泛分布于自然界，如林木[2]、种植业废弃物[3]和食草动物粪便[4]等都含有大量纤维素，是一种易获取且廉价的可再生资源。

将天然的纤维素物质降解为葡萄糖，进而转化为生物燃料以及其他高附加值产品[5-6]，对于人类的可持续发展具有重要意义。

目前，自然界含纤维素材料的利用大多通过物理或化学手段进行预处理使其结构和性能发生改变[7-9]，如酸或碱浸泡、蒸汽爆破等，但这些处理方式效率较低、能耗较大、污染较严重[10]；而若能使用纤维素酶进行降解[11]，既环保又高效，但是成本较高，耗时较长[12]。

纤维素酶是能将纤维素水解为葡萄糖的复合酶的总称[13]，包括多种内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶[14]，现已广泛应用于动物饲料、酿造[15]、果汁与蔬菜汁加工[16]、粮食加工、中草药有效成分提取[17]、纺织[18]、洗涤剂和造纸等生产领域。

由于天然纤维素分子链内或链间存在大量氢键，导致其形成了髙结晶度的结构[19]，从而具有较高的机械强度和化学稳定性[20]，难以被分解利用。

天然的纤维素酶产生菌产酶活性低[21]、酶系组分不完全是纤维素酶不能被广泛利用的主要原因[22]。

因此，发酵生产高活性的纤维素酶具有重要的现实意义。

目前研究较多的产纤维素酶微生物多是真菌，真菌产生的纤维素酶具有产酶量大、酶活性高和酶系组成丰富合理等优点[23]，同时分泌的胞外酶易于分离提纯和工业生产放大[24]。

笔者以课题组实验室筛选保镰刀菌YL2产纤维素酶液体发酵工艺优化郭建军1，王　通1，吴庆华2，曾　静1，袁　林1（1. 江西省科学院微生物研究所，江西 南昌 330096；2. 临川区连城乡便民服务中心，江西抚州 344117）摘　要：为提高镰刀菌YL2发酵产纤维素酶的效率，采用Plackett-Burman 试验设计和响应面法设计优化了镰刀菌YL2产纤维素酶的发酵工艺，确定该菌种的最适产酶培养基及最优产酶条件。

响应面法优化黑曲霉产纤维素酶的发酵条件刘松;李祝;周礼红;葛永怡;刘吴娟;张传萍【期刊名称】《食品科学》【年(卷),期】2013(034)017【摘要】采用单因素试验和响应面法对黑曲霉(Aspergillus niger)xj产纤维素酶的液体发酵条件进行优化并以羧甲基纤维素酶活力作为响应值.首先通过单因素试验初步确定葡萄糖2g/100mL、酵母膏1g/100mL和聚乙二醇体积分数0.1％,初始pH7.0,250mL三角瓶装30mL液体培养基、接种种龄为24h、接种量10％.再利用Plackett-Burman(PB)设计筛选出影响羧甲基纤维素酶(CMCase)活力的显著因素:接种量和碳源.通过最陡爬坡试验逼近最大酶活力区域.最后用中心复合设计及响应面分析确定产酶的最佳发酵条件为在PDA的基础上,葡萄糖2.7g/100mL、酵母膏1.25g/100mL和聚乙二醇0.1％、种龄30h、装液量37.5mL(250mL三角瓶)、接种量8％(3.3mL)、初始pH7.0、28℃、150r/min培养96h.经过优化,CMCase活力最高为(63.5±1.7)U/mL,比未优化的条件(在PDA的基础上,种龄24h、装液量30mL(250mL三角瓶)、接种量10％(3mL)、葡萄糖2g/100mL、初始pH7.0、28℃、150r/min培养96h)得到的酶活力最高值(49.0±1.7)U/mL提高了29.59％.【总页数】5页(P225-229)【作者】刘松;李祝;周礼红;葛永怡;刘吴娟;张传萍【作者单位】贵州大学生命科学院,贵州贵阳 550025;贵州大学生命科学院,贵州贵阳 550025;贵州大学生命科学院,贵州贵阳 550025;贵州大学生命科学院,贵州贵阳550025;贵州大学生命科学院,贵州贵阳 550025;贵州大学生命科学院,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】S476.1【相关文献】1.响应面法优化黑曲霉产纤维素酶发酵条件 [J], 冯培勇;赵彦宏;张丽2.响应面法优化黑曲霉HQ-1产纤维素酶固体发酵条件 [J], 张辉;桑青3.响应面法优化黑曲霉发酵豆粕产大豆多肽发酵条件的研究 [J], 管风波;宋俊梅4.响应面法和变温培养优化海洋黑曲霉产纤维素酶发酵条件 [J], 陈作国;郑刚;蔡勇;薛栋升;杨志坚;姚善泾5.黑曲霉ZD利用棉花秸秆固体发酵产纤维素酶条件优化 [J], 郭凯;崔卫东;王宁;侯敏;包慧芳;房世杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

响应面法优化纤维素酶辅助提取青蒿素的工艺研究目的优化纤维素酶提高青蒿素提取率的反应条件。

方法应用响应面实验方法采用中心组合实验设计研究酶反应过程中时间、加酶量、温度对提取率的影响，并对提取工艺条件进行优化。

结果纤维素酶辅助提取青蒿素的最优工艺条件：酶反应时间2.9 h，酶添加量0.20 g，反应温度42.6℃。

结论响应面试验方法能够有效提高纤维素酶辅助提取青蒿素的提取率。

标签：青蒿素；纤维素酶；提取；响应面青蒿素（Artemisinin）是从菊科植物黄花蒿（Art-emisia annua L.）的干燥地上部分提取分离得到[1]，因其含有过氧基团的倍半萜内酯结构，使其对疟疾具有“高效、速效、低毒”的突出疗效[2]，被世界卫生组织（WHO）称为“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”。

尽管青蒿素的化学合成、生物合成及组织培养相继成功，但由于其产率低、成本高而难以投入工业化生产。

青蒿素药物的生产主要依靠从天然青蒿中提取[3]。

工业化青蒿素提取方法中应用最广的是常规有机溶剂提取法[4]，常用溶剂包括乙醇、溶剂汽油和石油醚等[5]。

由于青蒿素在黄花蒿中含量低，常规有机溶剂提取法存在提取率低、耗时长、溶剂消耗大等问题[6]。

近年来，一些用于天然产物提取的新技术不断涌现，如微波、超声波和酶技术等，取得了显著成效。

其中酶技术具有反应效率高、条件温和、提取时间短、专一性强、易于控制和有效成分破坏少等优点[7]，是众多研究的热点。

可用于辅助提取的酶的种类很多，纤维素酶是最常用的酶类之一，它能够水解纤维素-1，4-糖苷鍵，破坏细胞壁的致密结构，从而提高提取率，因而在中草药有效成分的分离提取方面取得了不少成果[8]。

我国是黄花蒿的主产国，资源丰富，植物提取青蒿素的产量占全球青蒿素产量的90%以上。

将酶技术应用于青蒿素的提取过程，对提高青蒿素的提取效率、充分利用资源有重要意义。

本研究考察了纤维素酶辅助提取青蒿素的条件，利用响应面试验分析酶反应过程各因素对提取率的影响，并优化酶辅助提取工艺，为纤维素酶在青蒿素提取工艺上的应用提供参考。

响应面法优化产纤维素酶菌株深层液体发酵的条件
藏金萍;韩志校;姜军坡
【期刊名称】《江苏农业科学》
【年(卷),期】2016(044)002
【摘要】为提高解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）Tu－115菌株产纤维素酶的能力，以滤纸酶活力为指标，根据Box－Benhnken中心组合试验的设计原理，设计4因素3水平试验，建立以滤纸酶活力为响应值的二次回归方程模型，并利用响应面法分析得到深层液体发酵的最优条件是：葡萄糖含量为4．4％，豆饼粉含量为0．7％，接种量为3．0％，装瓶量为67．6 mL，此时供试菌株相应的滤纸酶活力达到12．32 U／mL，菌株产纤维素酶活力提高了27．4倍。

【总页数】4页(P368-370,374)
【作者】藏金萍;韩志校;姜军坡
【作者单位】河北农业大学生命科学学院，河北保定071001;河北农业大学国资处，河北保定071000;河北农业大学生命科学学院，河北保定071001
【正文语种】中文
【中图分类】TQ920.1
【相关文献】
1.黑曲霉2277菌株产纤维素酶最佳液体发酵条件的研究 [J], 武谮;卜可华;李平;杜先锋
2.响应面法优化小刺青霉16-7产纤维素酶液体发酵工艺 [J], 李悦;薛桥丽;李世俊;王晶;胡永金
3.响应面法优化产纤维素酶菌株的产酶条件研究 [J], 刘延娟;刘守成;李娟
4.响应面法优化西藏黄牛源产纤维素酶菌株发酵条件 [J], 张庆芳;王泽坤;姜南;于爽;迟乃玉
5.以滤纸酶活力为指标优化解淀粉芽孢杆菌Tu-115菌株产纤维素酶液体发酵条件[J], 姜军坡;朱宝成;王世英
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发酵纤维-正交优化/响应面实验方法一、发酵前准备（1）发酵底物混合发酵底物（菊苣叶：菊苣粕：麸皮=1：3：3）；尿素（2）培养基梭菌增殖培养基（RCM）：1000mL水中加蛋白胨10g，牛肉粉10g，酵母粉3g，葡萄糖5g，可溶性淀粉1g，氯化钠5g，醋酸钠3g，L-半胱氨酸盐酸盐0.5g，琼脂0.5g，pH值6.8±0.1。

马铃薯培养基（PDA）：200g马铃薯去皮，切成块加水，煮沸30min(注意火力的控制，可适当补水)，用纱布过滤，滤液加葡萄糖20g，琼脂15-20g补足水至1000ml，pH值5.6±0.2。

乳酸菌培养基（MRS）：蒸馏水1000mL，蛋白胨10g，牛肉膏10g，酵母膏5g，柠檬酸氢二铵[（NH4）2HC6H5O7] 2g，葡萄糖20g，吐温-80 1mL，乙酸钠（CH3COONa·3H2O）5g，磷酸氢二钾2g，硫酸镁（MgSO4·7H2O）0.58g，硫酸锰（MnSO4·H2O）0.25g，琼脂18g，pH值6.2-6.6。

二、单因素发酵（1）菌种活化及种子液的制备丁酸梭菌：将菌种接种于装有增值培养基RCM的试管中，培养基上覆盖2cm 左右液体石蜡，培养基提前灭菌，37℃静置培养48h以形成芽孢。

将上述芽孢培养物置于80℃水浴处理10min，再分别以1mL的接种量转接到灭过菌的装有9mL 增殖培养基的试管中，以灭菌后空白培养基作为对照，在650nm处测吸光值，确定菌液浓度。

或采用厌氧菌双层培养法。

黑曲霉：将斜面生长的黑曲霉，转接种于PDA固体培养基上，28℃恒温培养箱中培养至表面铺满孢子，用液体培养基冲洗孢子获得孢子悬液，用双层纱布过滤掉菌丝后于4℃保存备用。

然后用血球计数板计数/紫外分光光度计确定孢子浓度，视情况调整孢子浓度至0.8-1.2×108个/mL，发酵培养基的含水量包含接入的菌液。

乳酸菌：将乳酸菌冻干粉接入乳酸菌（MRS）培养基进行活化，再将其转入乳酸菌液体培养基中进行扩大培养，制备种子液，菌液浓度参考冻干粉每克的活菌数。