利用响应面法优化出芽短梗霉As3.933产普鲁兰多糖发酵培养基
- 格式:docx
- 大小:41.14 KB
- 文档页数:8
响应面法优化酵母菌产胞外多糖培养基的研究杨迎凤;杨文娟;杨锟;闫家阔;姚淑敏【期刊名称】《中国酿造》【年(卷),期】2014(033)009【摘要】对能够影响酵母菌胞外多糖产量的基础培养基成分(碳源、氮源、无机盐离子)进行单因素试验,在单因素试验基础上,利用响应面法对主要影响因素进行优化,得出最适培养基配方为蔗糖6.0%、胰蛋白胨0.2%、硫酸铵0.1%、硫酸镁0.035%和磷酸二氢钾0.1%.此培养基在pH值为6、装液量50 mL/250 mL锥形瓶、温度28℃、转速170 r/min的条件下,在第8天酵母菌YF01-g胞外多糖产量最大,为4.672 g/L.【总页数】5页(P115-119)【作者】杨迎凤;杨文娟;杨锟;闫家阔;姚淑敏【作者单位】曲阜师范大学生命科学学院,山东曲阜273165;曲阜师范大学生命科学学院,山东曲阜273165;曲阜师范大学生命科学学院,山东曲阜273165;曲阜师范大学生命科学学院,山东曲阜273165;曲阜师范大学生命科学学院,山东曲阜273165【正文语种】中文【中图分类】TS201.3【相关文献】1.响应面法优化假单胞菌产胞外多糖发酵培养基 [J], 王晓霞;赵晨;赵祥颖;刘建军;张家祥2.响应面法优化桑黄菌产胞外多糖的培养条件研究 [J], 牛广财;朱丹;李志江;左锋;关琛3.响应面法优化黑木耳胞外多糖液体培养基组成的研究 [J], 刘芳茗;胡耀辉;隋新4.柠檬明串珠菌TD1产胞外多糖条件的响应面法优化及其抗氧化性研究 [J], 叶广彬;陈源红;王长丽;杨睿睿;宾晓芸;银联飞5.齐整小核菌发酵产胞外多糖的培养基优化研究 [J], 张丽;柳昊睿;赵馨仪;翟丽;黄福山;黄正梅;王敏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
普鲁兰短梗霉产脂肪酶发酵条件的优化
徐伟;石海英
【期刊名称】《食品与发酵工业》
【年(卷),期】2011(037)005
【摘要】对普鲁兰短梗霉产脂肪酶的发酵条件进行优化研究。
在单因素试验的基础上,利用中心组合设计研究发酵工艺条件(温度、初始pH值、接种量)对产脂肪酶的影响。
结果表明,发酵温度、发酵液初始pH值和接种量3个因素对粗酶液的脂肪酶活力有显著影响,在实验水平范围内3个因素间均对响应值不产生交互影响作用。
拟合得到了该发酵过程的回归模型方程(R2=0.9556),优化得到的发酵温度、初始pH值和接种量分别为26.02℃、5.87和6.38%。
说明回归模型方程能较好地反映普鲁兰短梗霉的产酶量与发酵温度、初始pH和接种量之间的关系
【总页数】4页(P101-104)
【作者】徐伟;石海英
【作者单位】聊城大学生命科学学院,山东聊城,252059;聊城大学生命科学学院,山东聊城,252059
【正文语种】中文
【中图分类】TQ925
【相关文献】
1.碳源对出芽短梗霉发酵生产普鲁兰多糖的影响 [J], 刘鑫;周文红;韦海;刘慧霞
2.酵母粉对出芽短梗霉发酵普鲁兰多糖相对分子质量的影响 [J], 安超;马赛箭;常帆;上官亦卿;丁浩;薛文娇
3.利用响应面法优化出芽短梗霉As3.933产普鲁兰多糖发酵培养基 [J], 常帆;薛文娇;安超;马赛箭
4.秋水仙素诱发的产普鲁兰出芽短梗霉的变异性 [J], LI.,AA;郭慧云
5.出芽短梗霉新菌株RM1603产普鲁兰多糖条件优化及多糖分析 [J], 沈琦;张殿鹏;郝雅荞;罗翔莲;杨佳瑶;魏步云;李欧;赵洪新
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
专利名称:一种利用出芽短梗霉发酵生产超低分子量普鲁兰多糖的方法
专利类型:发明专利
发明人:曾伟,梁智群,陈桂光,蒋莉,邓英丽
申请号:CN202010971945.3
申请日:20200916
公开号:CN112094752A
公开日:
20201218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明属于微生物发酵领域,具体涉及到一种利用出芽短梗霉()GXZ‑6,保藏编号为CCTCC NO:M 2017517,发酵生产超低分子量普鲁兰多糖的方法。
该方法以出芽短梗霉为生产菌种,利用葡萄糖或蔗糖为底物,30℃条件下,采用分批发酵方式生产普鲁兰多糖,生产得到的普鲁兰多糖的产量可达110~120 g/L,底物转化率达78~85%,分子量低至2.5×10~9.0×10,具有发酵液粘度低、普鲁兰多糖产量和底物转化率高、以及普鲁兰多糖分子量低的优点,极具工业生产潜力。
申请人:广西大学
地址:530004 广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路100号
国籍:CN
代理机构:南宁市来来专利代理事务所(普通合伙)
代理人:来光业
更多信息请下载全文后查看。
响应面法优化假单胞菌HFE733产脂肪酶发酵培养基的研究胡珺;王常高;林建国;杜馨;蔡俊【期刊名称】《中国调味品》【年(卷),期】2017(042)012【摘要】研究采用响应面法对假单胞菌HFE733产脂肪酶的发酵培养基进行了优化.在前期运用单因素试验优化的基础上,利用Plackett-Burman试验设计筛选出培养基组分中影响脂肪酶活力的2个显著性因素:酵母膏和橄榄油.运用单因素试验研究非显著因素的最低添加量来降低生产成本,然后运用最陡爬坡试验找到中心复合试验的中心点,最后利用中心复合设计确定显著性因素之间的交互作用及最佳组成.结果表明:最佳培养基组分为酵母膏34 g/L、橄榄油5.92 mL/L、蔗糖12.5 g/L、CuSO4·5H2O 0.4 g/L、MnS O4·H2O 0.2 g/L,在此条件下脂肪酶酶活可达到9.27 U/mL,与模型预测值相近,且与单因素优化后的酶活(4.53 U/mL)相比,提高了104.64%.【总页数】5页(P12-16)【作者】胡珺;王常高;林建国;杜馨;蔡俊【作者单位】湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室工业发酵湖北省协同创新中心,武汉430068;湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室工业发酵湖北省协同创新中心,武汉430068;湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室工业发酵湖北省协同创新中心,武汉430068;湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室工业发酵湖北省协同创新中心,武汉430068;湖北工业大学发酵工程教育部重点实验室工业发酵湖北省协同创新中心,武汉430068【正文语种】中文【中图分类】TS201.25【相关文献】1.响应面法优化铜绿假单胞菌产鼠李糖脂发酵培养基的研究 [J], 巩志金;刘胜格;梁鑫鑫;魏贝贝;梁光杰;杨革;刘金锋;车程川2.响应面法优化假单胞菌产胞外多糖发酵培养基 [J], 王晓霞;赵晨;赵祥颖;刘建军;张家祥3.施氏假单胞菌 PS59产脂肪酶发酵条件及脂肪酶洗涤性能优化 [J], 刘金辉;李晓路;姜岩;王海宽4.响应面法优化洋葱假单胞菌产脂肪酶液体发酵工艺 [J], 尹利;阎金勇;杨江科;闫云君5.响应面法优化假单胞菌产低温淀粉酶发酵培养基 [J], 王继莲;任羽;李明源因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
响应面法优化假单胞菌产胞外多糖发酵培养基王晓霞;赵晨;赵祥颖;刘建军;张家祥【期刊名称】《中国酿造》【年(卷),期】2016(035)003【摘要】采用响应面法对假单胞菌(Pseudomonas sp.) FJY5-13生产胞外多糖的发酵培养基进行优化.通过Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及Box-Behnken试验构建回归方程,结果表明,最佳发酵培养基成分为甘油83.0 g/L、酵母浸粉5.7 g/L、NaC1 8.2 g/L、柠檬酸钠5 g/L、(NH4)2SO41 g/L、玉米浆粉7.5 g/L,在此条件下,胞外多糖的产量为10.50g/L,约为优化前多糖产量7.9 g/L的1.3倍.【总页数】4页(P80-83)【作者】王晓霞;赵晨;赵祥颖;刘建军;张家祥【作者单位】齐鲁工业大学食品与生物工程学院,山东济南250353;山东省食品发酵工程重点实验室,山东济南250013;山东省食品发酵工程重点实验室,山东济南250013;齐鲁工业大学食品与生物工程学院,山东济南250353;山东省食品发酵工程重点实验室,山东济南250013;山东省食品发酵工程重点实验室,山东济南250013【正文语种】中文【中图分类】Q939【相关文献】1.响应面法优化桑黄产胞内多糖液体发酵培养基 [J], 谢丽源;谭伟;郭勇;贾定洪;彭卫红;甘炳成2.响应面法优化铜绿假单胞菌产鼠李糖脂发酵培养基的研究 [J], 巩志金;刘胜格;梁鑫鑫;魏贝贝;梁光杰;杨革;刘金锋;车程川3.响应面法优化假单胞菌HFE733产脂肪酶发酵培养基的研究 [J], 胡珺;王常高;林建国;杜馨;蔡俊4.响应面法优化假单胞菌产低温淀粉酶发酵培养基 [J], 王继莲;任羽;李明源5.响应面法优化弗氏葡糖杆菌PFY-8产胞外多糖发酵工艺 [J], 裴芳艺;薛迪;马岩石;刘宇超;刘得水;李慧;刘韩;陈雪因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
响应面法优化短短芽孢杆菌S1039发酵培养基的研究王忠忠;佐静;毛雯;龚国利【期刊名称】《陕西科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(036)002【摘要】近年来,传统抗生素的过量使用导致动植物病害耐药性增强,这不仅使得抗生素的作用越来越小,而且严重威胁着人类的健康.因此寻找高产细菌素或类细菌素的微生物菌株成为研究的热点.本研究为了提高短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis S1039)类细菌素的抑菌活性,对其发酵培养基进行了响应面优化.通过单因素试验筛选出了适合短短芽孢杆菌产抗菌物质的最佳碳源、氮源分别是马铃薯淀粉和蛋白胨,并发现适量的CaCl2和Tween-20能够有效的促进类细菌素的产生.利用Box-Behnken实验设计及响应面分析确定了培养基四个因子的最佳浓度分别为:马铃薯淀粉12.9 g/L、蛋白胨27.6 g/L、CaCl21.2 g/L、Tween-201.05%.采用优化后的培养基发酵,类细菌素抑菌圈直径达到25.4 mm,比优化前提高了56.8%,说明响应面法优化短短芽孢杆菌发酵培养基能够明显的提高类细菌素的抑菌活性,为该菌株规模化生产类细菌素提供了基础应用参考.%In recent years,excessive use of traditional antibiotics has led to increased resistance of an-imal and plant diseases,which not only makes antibiotics less and less efficient,but also seriously threatens human health.Therefore,to screen microbial strains of high-yield bacteriocin or bacterio-cin-like substance(BLS)becomes a research hotspots.In order to improve the antibacterial activity of bacteriocin-like substance that produced from Brevibacillus brevisS1039,the fermentation medium was optimized by response surfacemethodology.The optimum carbon sources and nitrogen sources suitable for the production of bacteriocin-like substance were potato starch and peptone,respecively, it was also effectively promoted via addtion of CaCl2 and tween-20,and four factors were screened by Box-Behnken experimental design and response surface analysis.The optimized concentrations of four factors were as follows:12.9 g/L potato starch,27.6 g/L peptone,1.2 g/L CaCl2,1.05% Tween-20.The inhibition zone diameter of antimicrobial substance was 25.4 mm when used the op-timized medium for fermentation,which is 56.8% higher than before.The results showed that the optimized fermentation medium of B.brevis could effectively improve the activity of the antimicrobi-al substance,which provides a basic application reference for the production of bacteriocin-like sub-stance.【总页数】8页(P50-57)【作者】王忠忠;佐静;毛雯;龚国利【作者单位】陕西科技大学食品与生物工程学院,陕西西安 710021;陕西科技大学食品与生物工程学院,陕西西安 710021;陕西科技大学食品与生物工程学院,陕西西安 710021;陕西科技大学食品与生物工程学院,陕西西安 710021;西安市微生物药物工程实验室,陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】Q939.92【相关文献】1.响应面法优化短短芽孢杆菌FM4B的发酵培养基 [J], 芮广虎;胡雪芹;殷坤;张洪斌2.响应面法优化芽孢杆菌CJPE209产角蛋白酶发酵培养基的研究 [J], 蒋彪;王常高;杜馨;林建国;蔡俊3.响应面法优化短短芽孢杆菌S1039发酵培养基的研究 [J], 王忠忠;佐静;毛雯;龚国利;;4.1株短短芽孢杆菌产抗菌物质发酵培养基的优化 [J], 夏尚远5.响应面法优化贝莱斯芽孢杆菌CY30发酵培养基的研究 [J], 刘芳; 廖先清; 周荣华; 陈伟; 饶犇; 黄大野因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
响应面法优化短杆菌素的发酵张宇光;姜鹭;任发政;郭慧媛【期刊名称】《农产品加工·学刊》【年(卷),期】2011(000)009【摘要】为了提高短芽孢杆菌Bacillus Brevis (ATCC 8185)发酵液中的短杆菌素产量,采用一系列试验设计法对其发酵培养基及培养条件进行了优化.先用Plackett-Burman设计从8个因子中筛选出对短杆菌素产量有显著影响的因素,再用最陡爬坡试验确定3因素的取值范围,最后使用中央组合设计及响应面方法进一步优化.通过优化过程筛选出的影响因素取值为:酪蛋白胨10.28 g/L,NaCl 4.62 g/L和酵母浸粉11.03 g/L.在此优化培养条件下,发酵液中短杆菌素的质量浓度从优化前的265.32 μg/mL提高到594.50 μg/mL.【总页数】5页(P8-11,20)【作者】张宇光;姜鹭;任发政;郭慧媛【作者单位】中国农业大学食品与生物工程学院,北京100083;中国农业大学食品与生物工程学院,北京100083;中国农业大学食品与生物工程学院,北京100083;中国农业大学食品与生物工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】Q815【相关文献】1.短芽孢杆菌高产短杆菌素的分段供氧发酵条件优化 [J], 任倩然;张宇光;姜鹭;金君华;任发政2.响应面法优化椰浆蛋白发酵饮料发酵工艺 [J], 蔺志颖;张博文;李佳3.响应面法优化红心火龙果皮发酵饮料发酵工艺 [J], 廖明星; 吴华鑫; 缪园欣4.响应面法优化干酪风味发酵乳的发酵工艺 [J], 陈文璐;刘妍妍;巩燕妮5.模糊数学感官评价结合响应面法优化黑枸杞-刺梨风味发酵乳发酵工艺 [J], 贾庆超;梁艳美因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
山东农业大学学报(自然科学版),2016,47(5):659-663VOL.47NO.52016Journal of Shandong Agricultural University (Natural Science Edition )doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2016.05.004数字优先出版:2016-09-18响应面法优化普鲁兰多糖发酵工艺条件戎蓉,欧杰*上海海洋大学食品学院,上海水产品加工与贮藏工程技术研究中心,上海201306摘要:为了提高普鲁兰多糖的产量,本文利用响应面分析法对普鲁兰多糖的发酵工艺条件进行优化。
在前期单因素实验的基础上,通过Plackett-Burmen 实验确定时间、转速、初始pH 为影响出芽短梗霉发酵产普鲁兰多糖的三个显著因素。
在此基础上进行Box-Behnken 实验和响应面法分析来确定最佳的发酵条件。
最终确定优化条件为温度25℃,时间5.5d ,转速240r/min ,初始pH 6.6,装液量30mL ,接种量2%。
优化后的普鲁兰多糖产量达到26.31mg/mL,与预测值26.68mg/mL 接近,比初始产量16.13mg/mL 提高了63.1%。
关键词:响应面法;普鲁兰多糖;发酵工艺中图法分类号:Q939.97文献标识码:A 文章编号:1000-2324(2016)05-0659-05Optimization of Fermentation Technological Conditions for Pullulan Production by Response Surface MethodRONG Rong,OU Jie *College of Food Science and Technology/Shanghai Ocean University;Shanghai Aquatic Products Processing and Storage Engineering Technology Research Center,Shanghai 201306,ChinaAbstract :To improve the Pullulan production,the response surface method (RSM)was used to optimize the fermentation technological conditions of pullulan producing strain in this study.On the basis of single factor tests,Plackett-Burmen experiment was employed with six factors and showed culture time,agitation speed and initial pH were three significant factors.Then the optimized technological conditions were obtained by Box-Behnken RSM.The optimum fermentation technological conditions were determined,namely,25℃culture temperature;5.5d culture fermentation time;240r/min culture agitation speed,initial pH 6.6,30mL loaded liquid and 2%(V/V)inoculum concentration.Under these fermentation technological conditions,the predicted maximal pullulan production was 26.31mg/mL which closed to the predicted value 26.68mg/mL,it had increased by about 63.1%compared with the previous condition 16.13mg/mL.Keywords :Response surface method;Pullulan;fermentation technology普鲁兰多糖是由素有“黑酵母”之称的出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans )经发酵产生的一种天然的、类似葡聚糖、黄原胶的胞外水溶性粘质多糖[1],它是先由葡萄糖按α-1,4糖苷键结合成麦芽三糖,在其两端再以α-1,6糖苷键将麦芽三糖结合,如此反复连接而形成的一种线性高分子物质[2]。
产聚苹果酸出芽短梗霉的筛选、鉴定及发酵培养基优化
黄璐璐;李松;韩孟秀;魏胜华;李艳宾
【期刊名称】《安徽工程大学学报》
【年(卷),期】2024(39)1
【摘要】从自然土壤样本中筛选得到一株产聚苹果酸(PMLA)菌株,该菌株经形态学观察和分子进化分析鉴定为出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)。
筛选菌株同时具有聚苹果酸、普鲁兰多糖和liamocin胞外聚合物的合成能力。
通过单因素和响应面试验对该菌种产PMLA的发酵培养基组分进行优化,获得较优培养基组分为葡萄糖130 g/L、硝酸钠5 g/L、玉米浆1.22 g/L、氯化钾0.5 g/L、磷酸二氢钾0.1 g/L、七水硫酸镁0.2 g/L、碳酸钙30 g/L,采用该培养基获得聚苹果酸的最大产量为25.82 g/L,比优化前提高了70.72%。
【总页数】8页(P1-7)
【作者】黄璐璐;李松;韩孟秀;魏胜华;李艳宾
【作者单位】安徽工程大学生物与食品工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】Q815
【相关文献】
1.出芽短梗霉聚苹果酸发酵条件的优化
2.利用响应面法优化出芽短梗霉As
3.933产普鲁兰多糖发酵培养基3.培养基成分和培养条件对出芽短梗霉ZUST-I13产聚苹
果酸的影响4.出芽短梗霉发酵制备聚苹果酸研究5.基于出芽短梗霉发酵法制备β-聚苹果酸
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
利用响应面法优化出芽短梗霉As3.933产普鲁兰多糖发酵培养基常帆;薛文娇;安超;马赛箭【摘要】采用响应面分析法对出芽短梗霉As3.933产普鲁兰多糖的发酵培养基进行优化.首先利用Plackett-Burman实验筛选出影响普鲁兰多糖产量的主要因素为酵母膏、(NH4)2SO4和K2 HPO4,再利用最陡爬坡实验逼近最大响应区域,最后通过Box-Behnken实验并运用Design-Expert 8.0软件优化发酵培养基.确定优化培养基组成为:蔗糖62.5g· L-1,(NH4)2SO40.67 g· L-1,酵母膏2.84 g·L-1,K2 HPO4 7.12 g·L-1,NaCl 1.25 g·L-1,MgSO4· 7H2O 0.25g·L-1,pH值6.5,优化后的普鲁兰多糖产量达到22.29 g·L-1,较初始液体发酵培养基(17.32 g·L-1)提高了28.70%.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2013(030)005【总页数】4页(P42-45)【关键词】普鲁兰多糖;培养基优化;Plackett-Burman设计;响应面法(RSM)【作者】常帆;薛文娇;安超;马赛箭【作者单位】陕西省微生物研究所微生物代谢产物研究中心,陕西西安710043;陕西省微生物研究所微生物代谢产物研究中心,陕西西安710043;陕西省微生物研究所微生物代谢产物研究中心,陕西西安710043;陕西省微生物研究所微生物代谢产物研究中心,陕西西安710043【正文语种】中文【中图分类】TQ929.2普鲁兰多糖(Pullulan),又称茁霉多糖、短梗霉多糖等,是由出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)发酵产生的一类多聚糖[1],为右旋葡聚糖[2]。
普鲁兰多糖是由麦芽三糖通过α-1,6-糖苷键连接形成的高分子量的线形多糖[3],其中α-1,4-糖苷键与α-1,6-糖苷键的比例为2∶1,聚合度为200~5000,平均分子质量为4.8×104~2.2×106 Da[4]。
普鲁兰多糖因其易溶于水、不凝胶化、可以任意加工成型、无毒性等特点应用于食品、医药、化工等诸多行业[5,6],尤其是作为食品添加剂应用广泛[7]。
利用出芽短梗霉发酵产普鲁兰多糖时,碳源、氮源、营养因子、溶解氧水平、温度和pH值等因素都影响其形态特征和产物的形成[8]。
作者借助统计学软件Design-Expert 8.0,采用响应面设计法(RSM)对影响普鲁兰多糖产量的主要培养基参数进行优化,以期为生产中提高普鲁兰产量提供依据。
1 实验1.1 菌种与培养基出芽短梗霉As3.933,中国科学院普通微生物保藏中心。
PDA固体培养基(g·L-1):马铃薯200.0,葡萄糖20.0,琼脂20.0。
液体种子培养基(g·L-1):葡萄糖50.0,酵母膏2.5,NaCl 1.0,MgSO4·7H2O 0.2,K2HPO45.0,(NH4)2SO40.6,pH 值6.5。
液体发酵培养基(g·L-1):蔗糖50.0,酵母膏2.5,NaCl 1.0,MgSO4·7H2O 0.2,K2HPO45.0,(NH4)2SO40.6,pH 值6.5。
以上培养基均于115℃灭菌30min。
1.2 方法1.2.1 出芽短梗霉种子培养从保藏斜面挑取一环出芽短梗霉As3.933菌种接种于装有50mL液体种子培养基的锥形瓶中,于230r·min-1、28℃培养48h。
1.2.2 发酵培养产普鲁兰多糖将种子液以5%(2.5mL)接种量接入装有50mL液体发酵培养基的锥形瓶中,于230r·min-1、28℃培养120h。
1.2.3 生物量和多糖含量的测定将发酵液于6000r·min-1离心15min,沉淀用水洗涤2次后,105℃烘干至恒重。
向上清液中加入2 BV无水乙醇,振荡摇匀,4℃放置12h,10 000r·min-1离心5min,沉淀于80℃烘干至恒重,即得普鲁兰多糖粗品,称量。
1.2.4 Plackett-Burman实验设计根据单因素实验结果,以粗普鲁兰多糖产量为指标进行Plackett-Burman实验设计。
选择实验次数N=12,对蔗糖(X1)、(NH4)2SO4(X2)、酵母膏(X3)、MgSO4·7H2O(X4)、NaCl(X5)、K2HPO4(X6)和pH值(X7)7个因素进行考察,另外取4个虚拟项进行误差估计。
每个因素取2个水平,高水平编码为+1,低水平编码为-1。
各因素水平取值见表1。
以普鲁兰多糖产量为响应值,每组3个平行,取平均值。
用Design-Expert 8.0进行数据处理。
表1 Plackett-Burman实验因素与水平/g·L-1Tab.1 Factors and levels of Plackett-Burman experiment/g·L-1X1.蔗糖50 75 X2.(NH4)2SO4 0.6 0.9 X3.酵母膏 2.5 3.75 X4.MgSO4·7H2O 0.2 0.3X5.NaCl 1.0 1.5 X6.K2HPO4 5.0 7.5 X7.pH 值6.25 6.75 1.2.5 最陡爬坡实验最陡爬坡实验以Plackett-Burman(PB)实验的实验值变化方向为爬坡方向,根据PB实验结果设计步长,尽快逼近最大响应区域。
1.2.6 响应面分析在最陡爬坡实验结果的基础上进行3因素3水平实验,利用Design-Expert 8.0软件优化培养基组成。
2 结果与讨论2.1 Plackett-Burman设计方案与结果Plackett-Burman实验设计及结果见表2,各因素效应及显著性分析见表3。
由表3可知,对普鲁兰多糖产量产生正效应的因素为蔗糖、MgSO4·7H2O、NaCl 和 K2HPO4,产生负效应的因素为(NH4)2SO4、酵母膏和pH值。
而可信度在95%水平上时酵母膏、(NH4)2SO4和 K2HPO4差异显著。
2.2 最陡爬坡实验Plackett-Burman 实验结果表明,(NH4)2SO4(X1)、酵母膏(X2)为负效应,K2HPO(X3)4为正效应根据效应大小决定步长、其它因素分别取中心点水平,进行最陡爬坡实验。
最陡爬坡实验设计与结果见表4。
表2 Plackett-Burman实验设计与结果Tab.2Design and results of Plackett-Burman experiment1 -1 1 1 1 -1 1 1 18.573 2 1 -1 1 1 -1 1 -1 19.873 3 -1 -1 1 1 1 -1 1 17.769 4 -1 1 -1 -1 -1 1 1 19.642 5 1 1 1 -1 1 1 -1 18.609 6 1 -1 1 -1 -1 -1 1 18.929 7 1 1 -1 1 1 -1 1 18.913 8 1 -1 -1 -1 1 1 1 22.480 9 -1 1 1 -1 1 -1 -1 17.429 10 -1 -1 -1 1 1 1 -1 22.127 11 1 1 -1 1 -1 -1 -1 19.749 12 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 19.833表3 Plackett-Burman实验结果分析Tab.3Significance analysis of Plackett -Burman experimentX1.蔗糖1.37 0.244 4 X2.(NH4)2SO4 -3.48 0.025 3 X3.酵母膏-4.96 0.008 1 X4.MgSO4·7H2O 0.04 0.974 7 X5.NaCl 0.31 0.770 6 X6.K2HPO4 3.73 0.020 2 X7.pH 值-0.56 0.603 5表4 最陡爬坡实验设计与结果Tab.4 Design and results of the steepest ascent experiment1 0.75 3.0 6.25 21.88 2 0.65 2.6 7.05 22.91 3 0.55 2.2 7.85 20.837 4 0.45 1.8 8.65 14.837 5 0.35 1.4 9.45 8.55 6 0.25 1.0 10.25 4.778由表4可知,(NH4)2SO40.65g·L-1、酵母膏2.6g·L-1、K2HPO47.05g·L-1时普鲁兰多糖产量最高,因此将第2组作为Box-Behnken的中心点进行进一步优化。
2.3 Box-Behnken实验设计和响应面分析根据Plackett-Burman实验和最陡爬坡实验确定的中心点,以普鲁兰多糖产量(Y)为响应值对普鲁兰多糖的发酵培养基进行3因素3水平的Box-Behnken 实验,实验的因素和水平见表5,设计和结果见表6。
表5 Box-Behnken实验因素与水平/g·L-1Tab.5Factors and levels of Box -Behnken experiment/g·L-1X1.(NH4)2SO40.55 0.65 0.75X2.酵母膏 2.2 2.6 3.0 X3.K2HPO46.25 7.05 7.85用 Design-Expert 8.0软件对 Box-Behnken实验结果进行二次回归分析,得到的回归方程为:Y=21.6313+1.3188 X1+1.9666 X2-0.7932 X3-2.076-1.5833-1.5943-1.2165 X1X2+1.6225 X1X3+1.3133X2X3。
表6 Box-Behnken实验设计与结果Tab.6Design and results of Box-Behnken experiment1-1 -1 0 12.694 2 1 -1 0 18.467 3-1 1 0 19.91 4 1 1 0 20.857 5-1 0 -1 19.62 6 1 0 -1 18.317-1 0 1 14.427 8 1 0 1 19.507 9 0 -1 -1 18.837 10 01 -1 22.254 11 0 -1 1 15.047 12 0 1 1 20.717 13 0 0 0 22.09 14 0 0 0 21.954 15 0 0 0 20.85二次响应模型的方差分析结果见表7。