响应面法优化产琼胶酶南极菌Pseudoalteromonassp. NJ21的发酵条件

采用响应面法对1株高产琼胶酶的南极海冰菌Pseudoalteromonassp. NJ21的发酵条件进行优化。首先分别以温度、pH、不同碳源、不同氮源、不同金属离子作为唯一变量进行单因素实验, 筛选出对酶活有显著影响的单因素取值范围; 参考单因素实验结果, 采用Plackett-Burman实验设计筛选出影响酶活主要因素, 再利用Box-Behnken设计及响应面分析法进行回归分析以确定最佳发酵条件。结果表明, D-甘露糖、蛋白胨、CaCl2和培养温度与酶活存在着显著的相关性, 通过求解回归方程得到Pseudoalteromonassp. NJ21的最佳培养基组成为D-甘露糖5.52g/L; 蛋白胨7.4g/L; CaCl25.84mmol/L; 最佳发酵温度为15℃; 优化后发酵液中琼胶酶酶活由3.5U/mL提高到25.76U/mL, 比优化前提高了6.36倍。     

响应面法优化热泉菌Bacillus sp.Lc50-1的发酵产卡拉胶酶条件

采用响应面法对1株高产卡拉胶酶的印度尼西亚热泉菌Bacillus sp.Lc50-1的发酵条件进行优化。分别以培养温度、pH值、C源、N源、金属离子及接种量作为唯一变量进行单因素实验,筛选出对酶活有显著影响的单因素取值范围;参考单因素实验结果,再利用Box-Behnken设计及响应面分析法进行回归分析以确定最佳发酵条件。结果表明,培养温度、卡拉胶浓度(C源)、蛋白胨浓度(N源)、KCl浓度(金属离子)与酶活存在着显著的相关性,通过求解回归方程得到Bacillus sp.Lc50-1的最佳发酵条件为:培养温度47.5℃、蛋白胨0.25%、卡拉胶0.3%、KCl 21.55mmol·L-1,优化后发酵上清液的酶活达到8.9U·mL-1,比优化前提高了1.5倍。     

热稳定κ-卡拉胶酶产生菌Bacillus sp. Car19的发酵条件优化

对一株分泌热稳定κ-卡拉胶酶印尼热泉菌进行了种属鉴定, 并采用响应面法对该菌发酵产酶条件进行了优化。鉴定结果表明, 该菌株属于芽孢杆菌属(Bacillus), 命名为Bacillus sp. Car19(GeneBank: KT865196)。发酵条件优化结果显示, 9个环境因子影响Bacillus sp. Car19产酶量。其中影响Bacillus sp. Car19产酶量的三个主要因素分别为培养温度、培养基中Cu²⁺浓度和培养基中NaCl浓度。综合次要因素对Bacillus sp. Car19产酶影响, Bacillus sp. Car19最佳产酶发酵条件为: 培养温度52.31℃、Cu²⁺浓度6.93 mmol/L、NaCl浓度37.03 g/L, 培养基pH为6, 接种量1%, 培养时间36h, 半乳糖浓度0.3 g/L,硝酸铵浓度7g/L, 卡拉胶浓度0.5g/L。优化后发酵上清液酶活力达到15.21 U/mL, 与优化前相比提高了1.5 倍。     

海洋弧菌QJH-12发酵产琼胶酶条件的优化

从中国南海海域分离到了一株具有较高琼胶降解活性的弧菌Vibrio sp.QJH-12,该菌株为革兰氏阴性菌,呈弯曲杆状,极生单根鞭毛,氧化酶阳性,过氧化氢酶阳性,O/129试验阳性。在琼胶平板上生长可软化琼胶,并在菌落周围产生凹陷。通过单因子实验和正交实验确定了培养基的最佳组成:琼胶2.0‰,柠檬酸三铵1.0‰,K2HPO41.0‰,NaCl1.0%。确定该菌株的最适发酵产酶条件:装液量为250mL的三角瓶中装入125mL的液体发酵培养基,培养基起始pH6.5,摇瓶转速150r/min,30℃发酵培养26h,发酵液的酶活力达到332U/mL。结果表明,该菌株从产酶活力和发酵特点等各方面具备工业化开发的潜力。     

响应面法优化南极菌Psychrobacter sp.B-3的发酵产糖条件

为对南极菌Psychrobacter sp.B-3产胞外糖的发酵条件进行优化,以温度、pH、不同碳源、不同氮源、不同金属离子及海水配比作为唯一变量进行单因素实验,筛选出对产糖有显著影响的单因素取值范围;在此基础上,利用Plackett-Burman实验设计筛选出影响产多糖的3个主要因素,即酵母粉、陈海水配比和装液量.然后通过Box-Behnken实验设计及响应面分析法进行回归分析,得出了南极菌Psychrobacter sp.B-3发酵条件系统优化的结果为:酵母粉1.1 g/L,陈海水与自来水的配比为2:1,装液量为50％,蛋白胨6.0 g/L,接种量1.5％,培养时间64 h,BaCl20.03 g/L,温度10℃,转速150 r/min,pH为7.0.优化后发酵液中的糖含量由优化前的444 μg/mL提高到624 μg/mL,相比初始糖产量提高了40％.结果表明,响应面法可显著优化南极菌Psychrobacter sp.B-3液体发酵产胞外糖的条件.     

4株琼胶降解菌的分离、鉴定及产酶条件分析

从海藻及海参中分离筛选得到4株琼胶降解菌HD、JL、QJ和HS,均为革兰氏阴性菌,确定了它们发酵产酶的最佳条件均为：2216E海水培养基、初始 Ph 7.5、琼胶底物浓度0.30%、培养温度28℃、培养时间36 h。大部分酶分泌到细菌细胞外。生理生化检测、16SrDNA序列同源性及聚类分析结果表明, HD、JL、HS为白色噬琼胶菌(Agarivorans albus);QJ的16SrDNA序列与Simiduia sp.,糖噬胞菌属( Saccharophagus sp.)和船蛆杆菌(Teredinibacter sp.)的相似性为93%~94%,在进化树上单独形成一个分支,但生理生化特征与它们有所不同,分类地位需要进一步确定。从HD、JL和HS中能克隆到β-琼胶酶基因,它们与其他物种的β-琼胶酶基因序列的相似性为97%~98%。     

南极产低温脂肪酶菌株Psychrobacter sp.G发酵条件优化研究

从南极第24次科学考察采集的样品中分离出产低温脂肪酶菌株Psychrobacter sp.G,通过PlackettBurman法及响应面法对其产脂肪酶条件进行优化,得出最适条件为:蛋白胨0.75％、酵母粉0.2％、NaCl 2％、MgSO40.1％、(NH4)2SO4 0.1％、K2HPO40.2％、Tween-80 1.5％、培养温度15℃、培养时间72 h、装液量150 mL/500 mL、振荡转速150 r/min.在此条件下发酵的脂肪酶活力为16.5 U/mL.     

Flammeovirga sp. SJP92琼脂酶的分离纯化及其酶学性质

琼胶酶是一类能够降解琼脂糖生成琼胶寡糖的酶类,具有广泛的应用范围.从海洋性高产琼胶酶菌株Flammeovirga sp. SJP92的发酵液经硫酸铵沉淀,DEAE 琼脂糖离子层析,分离纯化获得了一个分子量约为70KDa的琼胶酶AgaB.经过酶学性质分析,它的最适pH值为70,最适温度为40℃,在最适温度下能够保持较好的稳定性.进一步的分析表明, MgSO4和β Me对该酶有明显的促进作用,而CaCl2、MnCl2、ZnCl2、CoCl2、FeCl3、CuSO4等则会强烈抑制它的活性.此外,通过产物分析表明,该酶能够通过内切作用将琼脂糖最终降解成6糖和4糖.AgaB的分离纯化及其酶学性质分析为其工业应用奠定了基础.     

琼胶降解菌F-6筛选、培养条件及对条斑紫菜(Porphyra yezoensis)细胞解离作用的研究

利用琼胶作为唯一的碳源从青岛太平角海域的海水和红藻样品中筛选分离得到一株高产琼胶酶的海洋菌F-6,对其最适的产酶条件,利用琼胶酶分离条斑紫菜的原生质体和原生质体的培养进行研究。结果表明,通过单次单因子和正交实验确定琼胶降解菌株F-6最适产酶培养基配方为(W/V):琼胶0.7%;酵母粉0.3%;蛋白胨0.5%;NaCl2.0%;K2HPO40.1%;CaCl20.02%;MgSO4·7H2O0.05%;FeSO4·7H2O0.002%;起始pH=7.5,最适的发酵产酶条件为:26℃培养36h。经条件优化后,粗酶液的酶活高达631.6U/ml。发酵液经过6000g离心30min得到粗酶液,粗酶液经过8k分离膜超滤,加入1mol/L渗透剂,0.22μm滤膜过滤除菌后降解条斑紫菜组织块,成功地分离得到大量的紫菜原生质体,其产率为3×106个原生质体/g新鲜紫菜组织。原生质体经初步培养发育成愈伤组织,其成活率为60%。     

一株海洋红法夫酵母Phaffia rhodozyma RP-306产虾青素的发酵条件优化

为提高海洋红法夫酵母Phaffia rhodozyma RP-306的虾青素产量,本研究利用单因素和响应面实验对其发酵条件进行了优化。首先用单因素实验确定了蔗糖、酵母粉、硫酸铵、pH、温度和装液量6个因素的初始值,再利用Plackett-Burman实验筛选出了影响较大的3个因素:蔗糖、pH、温度,并采用最陡爬坡实验确定了因素的合理范围,最后采用响应面法中的中心组合设计进行优化,其优化发酵条件为:蔗糖29.93 g/L,酵母粉2.0 g/L,硫酸铵5.0 g/L,pH 5.27,温度19.9℃。在此条件下虾青素产量从13.46 mg/L提高到17.04 mg/L,比优化前提高了26.61%。以优化后发酵条件进行分批发酵,虾青素产量达到28.86 mg/L,为进一步发酵放大研究奠定了良好基础。     

印尼热泉菌产热稳定褐藻胶裂解酶的酶学性质研究

以印尼热泉菌为材料,采用以褐藻酸钠为唯一碳源的培养基筛选产褐藻胶裂解酶的菌株,通过16S rDNA序列对产酶菌株进行种属鉴定,并通过硫酸铵沉淀、离子交换层析和凝胶过滤层析从高产酶菌株Aly-B5发酵液上清中纯化获得褐藻胶裂解酶,并对该酶的酶学性质进行了研究。结果表明:高产酶菌株经鉴定为Bacillus属;聚丙烯酰胺凝胶电泳(Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)显示纯化的褐藻胶裂解酶Aly-B5分子量为45kDa,该酶最适作用温度为65°C,75°C时的半衰期为110min,最适pH为7.0;Zn~(2+)、Mg~(2+)、Fe~(2+)对酶活具有明显的抑制作用,但该酶对乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)并不敏感;同时,底物特异性实验表明Aly-B5是一种偏好降解聚古罗糖醛酸(poly G)的双功能裂解酶,降解产物主要是二糖。该酶优良的耐热性使其在海藻高值化利用领域具有潜在的应用前景。     

海洋细菌B-9987 胞外代谢产物的纯化及抑菌机理初探

由渤海海泥中分离得到 30 0株菌株 ,从中筛选获得海洋生境芽孢杆菌B 9987菌株 ,其胞外物质经乙醚萃取、硅胶G薄层层析、官能团显色反应及紫外扫描 ,测其组分 ;以不同浓度B 9987菌株的抑菌液测定对植物病原真菌的抑制效果。结果表明 ,B 9987菌株的胞外抑菌物质可能是酚类化合物 ;该物质对植物病原真菌茄交镰孢菌、大丽轮枝菌、黄枝孢菌、立枯丝核菌的抑制作用 ,主要是造成真菌孢子或菌丝末端膨大成球状 ,继而胞壁崩解 ,原生质外泄。对尖刀镰孢菌和莴苣霜霉菌的抑制作用 ,则表现为孢子萌发率降低和菌丝长度明显变短。该抑菌物质可望开发为农用抗生素     

海洋解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefacien)产抗生素Macrolactin A的碳源优化

为提高一株海洋解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)ESB-2生产大环内酯类抗生素Macrolactin A的能力,利用大孔树脂对发酵液进行粗提取,利用高速逆流色谱法,高效、快速分离制备出高纯度的Macrolactin A。采用高效液相色谱法检测不同碳源对Macrolactin A产量的影响,且在优化基础上采用摇瓶发酵得到海洋解淀粉芽孢杆菌的发酵过程曲线。结果表明:高速逆流色谱法能够高效快速的制备出Macrolactin A纯品,纯度达到95%以上,明显优于高效液相色谱;添加葡萄糖、蔗糖和麦芽糖均有利于Macrolactin A的生成,麦芽糖为最佳碳源,最佳浓度为1%,其产量达到18.5mg/L,是优化前的2倍多。本研究可为提高Macrolactin A的产量、解决其药源问题、实现规模化生产打下了良好的基础。     

响应面法优化热泵-热风联合干燥小黄鱼(Pseudosciaena polyactis)的节能参数

为了减少小黄鱼(Pseudosciaena polyactis)干燥过程的能耗, 在前期实验的基础上, 采用响应面分析法, 以单位能耗除湿值(SMER)和挥发性盐基总氮值(T-VBN)两者的综合指标Y为最终评价指标, 对热泵干燥阶段的温度A、分阶段干燥的转换点含水率B、后期热风干燥阶段的温度C三个条件进行优化, 模拟得到回归方程的预估模型。结果表明, 小黄鱼联合干燥的最优条件为热泵干燥温度A=50℃、转换点含水率B=32.62%和热风干燥温度C=44.01℃, 在此条件下比较热泵干燥(HPD)、热泵-热风联合干燥(HPD+AD)、热风干燥(AD)三种干燥方式下的样品品质和耗能, 联合干燥得到的小黄鱼干品质高于热风干燥, 而且干燥能耗降低了34.8%。     

南极硅藻GJ01(Berkeleya rutilans)产谷胱甘肽条件的优化

以南极硅藻GJ01(Berkeleya rutilans)为对象,分别采用紫外、可见和荧光分光光度法,研究了营养条件等因子对GJ01生长和胞内谷胱甘肽含量的影响,并对培养的GJ01细胞合成谷胱甘肽的条件进行了优化。结果表明,在单因子影响条件下,1.2g/L的碳酸氢钠对南极硅藻GJ01的生长最好,且最有利于谷胱甘肽的积累;0.8mmol/L氯化钙对GJ01的生长最为有利,而0.2mmol/L氯化钙对谷胱甘肽的产生是适宜的;维生素B_(12)和生物素对GJ01胞内谷胱甘肽的产生影响较小。正交试验表明,GJ01细胞产生谷胱甘肽的最优条件是:光照周期为16h/8h、NaHCO_3为1.6g/L、Ca~(2 )为0.4mmol/L、Cys为10mmol/L。该结果为利用南极硅藻GJ01生产谷胱甘肽提供了参考和依据。     

生物技术清洁生产替代高污染化学法制备甲壳素的研究与应用

从虾壳中分离到一株乳杆菌BR-3,研究发现其最佳发酵起始pH为6.50,最佳培养温度为35℃,在此培养温度下达到对数生长期的时间为42h。采用乳杆菌发酵方法,进行了虾壳制备甲壳素的研究,比较了接种量、葡萄糖加入量、发酵时间等因素对产品质量的影响。结果表明,当接种量为10%、葡萄糖浓度为4.5%、固液比为1︰3、发酵温度为(35±2)℃、发酵时间为3—4d时,平均灰分去除率达95.67%,甲壳素产品灰分含量均小于6%,最低可达1%,产品质量等于或优于传统的酸碱生产方法。发酵液可部分或全部回收,洗涤废水可作下一轮发酵用水,生产废水接近零排放。虾壳乳酸发酵法生产甲壳素是一种清洁生产方法。BR-3培养时间短,培养条件粗放,温度和pH适应范围宽,产酸效率高,残糖少,适合于工业化生产。     

响应面法优化双髻鲨（Sphyrna zygaena）肌肉盐溶蛋白的提取和凝胶形成条件

采用响应面分析法,以双髻鲨肉盐溶蛋白凝胶保水性为依据,对盐溶蛋白的提取和凝胶形成条件NaCl浓度、pH和低温加热时间进行优化。结果表明：（1）根据中心组合试验设计,采用三因素三水平的响应面分析法,建立了双髻鲨肉盐溶蛋白凝胶保水性与其提取条件的数学模型：保水性（%）=65.440＋10.868X1＋1.835X2-0.5...     

响应面法优化冷熏调理贻贝(Mytilussp.)生产工艺

以新鲜贻贝(Mytilussp.)为原料, 在单因素试验基础上, 利用响应面法中的Box-Behnken程序设计, 对影响冷熏调理贻贝生产加工工艺的4个关键参数即盐水浓度、烟熏温度、烟熏时间和成熟时间进行优化, 建立并分析了各因素与贻贝加工成品感官评分关系的数学模型。结果表明: 冷熏调理贻贝的最佳工艺参数为腌制用盐水浓度17.0° Be、烟 熏 温 度25℃、烟熏时间1h、成熟时间2.5h。在此工艺条件下生产的冷熏贻贝肉色泽呈金黄色, 滋味鲜美独特, 并具有贻贝特有的风味。