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。     

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.     

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。     

印尼热泉菌Bacillus sp. BI-3产琼胶酶的发酵条件优化

采用响应面法对1株高产琼胶酶的印度尼西亚热泉菌Bacillus sp. BI-3的发酵条件进行优化。首先以温度、pH、不同碳源、不同氮源、不同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, 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、氯化锶和氯化钙与酶活存在着显著的相关性, 通过求解回归方程得到Bacillus sp. BI-3的发酵条件系统优化的结果为: 酵母粉0.3%、D-甘露糖0.66%、蛋白胨0.6%、氯化钙7.21mmol/L、氯化锶6.00mmol/L、氯化钠添加量6‰、培养温度为55℃、接种量1%、初始pH 6.0, 优化后发酵上清液的酶活达到6.0U/mL, 比优化前提高了2.4倍。     

热稳定k-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(Gene Bank: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Cu~(2+)浓度和培养基中Na Cl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℃、Cu~(2+)浓度6.93 mmol/L、Na Cl浓度37.03 g/L,培养基p H为6,接种量1%,培养时间36 h,半乳糖浓度0.3 g/L,硝酸铵浓度7 g/L,卡拉胶浓度0.5 g/L。优化后发酵上清液酶活力达到15.21 U/m L,与优化前相比提高了1.5倍。     

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.     

拉恩氏菌Rahnella sp. PJT09发酵产胞外多糖的研究

研究拉恩氏菌(Rahnella sp. PJT09)胞外多糖的发酵条件,并进行多糖结构分析。通过单因素试验及正交试验确定拉恩氏菌Rahnella sp. PJT09发酵产糖的最适培养基组成为(g/L):蔗糖40,酵母膏3,NaCl 0.5,ZnCl20.3,K2HPO41;最佳发酵条件为每250 mL三角瓶装液量为100 mL,接种量为3%(体积分数),初始pH值为6.0,28℃,160 r/min培养54 h。在此条件下,Rahnella sp. PJT09多糖产量可达18.51 g/L。采用高效凝胶渗透色谱技术(HPGPC)测定了多糖的分子量,13C-NMR技术确定多糖的结构。研究表明,Rahnella sp. PJT09多糖为重均分子量320 kDa的-β2→6-D-果聚糖。     

产复合酶菌株Pseudomonas sp.NJ197产酶发酵条件的研究

从南极普利兹湾深海900m的沉积物中筛选到一株同时产多种低温复合酶的菌 株NJ197,作者对其进行碳源、氮源、无机盐、起始pH值、培养时间、接种量等发酵条 件的优化实验．实验结果证明,在以0．5％可溶性淀粉为碳源,以0．5％豆饼粉为氮 源,无机盐:0．424％NH4H2PO4、0．075％K2HPO4、0．02％MgSO4、0．5％CaCO3,起始 pH值8．5,接种36h种龄的种子10％,20℃、250r／min的条件下在旋转摇床中培养 72h,产复合酶菌株产脂肪酶和淀粉酶活性最高．最佳的生理条件下复合酶中的碱性 脂肪酶和淀粉酶的产量分别提高到22．4U／cm3和30．9U／cm3,该产复合酶菌株可以 作为诱变育种、基因工程菌改造的出发菌株,在洗涤和制革工业中有良好的应用前 景．     

海洋细菌QY202产κ-卡拉胶酶的分离纯化和性质研究

为获得高效降解卡拉胶菌株,从青岛太平角海域采集的角叉菜表面分离到1株高产κ-卡拉胶酶的海洋交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)QY202,经硫酸铵沉淀、脱盐、DEAE阴离子交换层析等步骤从该菌株发酵液上清中分离纯化得到1种专一性降解κ-卡拉胶的κ-卡拉胶酶,并研究了该酶的基本酶学性质.结果表明该酶被纯化了23.1倍,回收率为43.9%,分子量大小为33.2 kDa.酶的最适反应温度为40 ℃,最适反应pH为8.0,在0～40 ℃,pH=7.0～8.0之间酶活力较稳定.酶对底物κ-卡拉胶的米氏常数Km值为1.6 mg/mL.Na~+、K~+对酶活有促进作用,而Hg~(2+)、Cu~(2+)强烈抑制酶的活性.酶解κ-卡拉胶的主产物为硫酸新κ-卡拉二糖和硫酸新κ-卡拉四糖.     

褐藻胶裂解酶产生菌Vibro sp.QY102的发酵条件优化

对海洋来源的Vibro sp.QY102的产褐藻胶裂解酶的发酵条件进行研究。结果表明,该菌株最适液体培养基成分为(w/v):0.5%褐藻酸钠;0.4%蛋白胨;0.3%KH2PO4;0.7%K2HPO4.3H2O;2%NaCl;0.01%MgSO4.7H2O,pH=6.0。按3%的接种量接入培养基,30℃150 r/min振荡培养120 h,产酶达到10.2 U/mL,为优化前的4.5倍。Mg2 是该菌株产酶所必需的,这在其他褐藻胶裂解酶生产菌株中未见报道。该菌株产酶发酵条件的研究,为褐藻胶裂解酶的大规模制备及应用奠定了基础。     

一株海藻多糖降解菌的分离鉴定及产酶条件优化

从大型褐藻藻体分离获得一株具有高效降解琼胶和褐藻胶能力的革兰氏阴性菌菌株ST-6。16S rDNA序列分析结果表明,该菌株与海绵假单胞菌的相似度达到99%,NJ法构建系统进化树也与海绵假单胞菌归为一类,鉴定为海绵假单胞菌Pseudomonas pachastrellae ST-6。在2216E培养基、30℃培养条件下,海绵假单胞菌ST-6的生长曲线表明,接种10~48 h为菌株的指数生长期,48~72 h为生长稳定期。产酶结果表明,菌株ST-6在指数生长期时菌液的胞外琼胶酶相对酶活力较高,在接种48 h时,菌液的琼胶酶相对酶活力最高为249.15 U/m L。此外,发现菌株ST-6的琼胶酶和褐藻胶酶的分泌类型分别为非诱导型和诱导型。采用单因素分析法对其生长和产酶条件进行分析,结果表明,海绵假单胞菌ST-6最适生长条件为:温度25~35℃,33值5~9;最适产琼胶酶条件为:温度30℃,33值为7,琼胶浓度0.3%。最适产褐藻胶酶条件为:温度35℃,33值为9。在温度30℃、339和褐藻酸钠浓度0.15%的培养条件下,海绵假单胞菌ST-6获得最高胞外褐藻胶酶相对酶活力为135.54 U/m L。     

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。     

响应面法优化罗非鱼(Oreochromis niloticus)鱼排蛋白分段酶解工艺

采用生物蛋白酶酶解罗非鱼鱼排蛋白,以水解度(DH)为指标,进行了单酶、复合酶酶解效果的比较分析,并利用响应面分析方法(RSM)对酶解参数进行优化。结果表明,采用风味蛋白酶和木瓜蛋白酶双酶组合分段酶解,固定总酶添加量为3.0%、双酶复合比2:1、酶解时间3h、分段酶解时间比0.6:1,酶解温度56℃,分段酶解pH为7.0和6.2时,酶解效果最佳,罗非鱼鱼排蛋白水解度达到32.49%,酶解产物中游离氨基酸含量达32.84mg/g鱼排,占罗非鱼鱼排总氨基酸含量的25.43%,其中呈味氨基酸含量达18.48%,必需氨基酸含量达67.96%。     

响应面法优化重组大肠杆菌生物合成别藻蓝蛋白(holo-apcA)的发酵条件

采用响应面法对重组大肠杆菌生物合成别藻蓝蛋白(holo-apc A)的发酵条件进行优化,提高了蛋白的表达量。以对重组别藻蓝蛋白α亚基在大肠杆菌中表达量影响较大的几种因素用于中心组合设计;中心组合设计试验结果表明诱导温度、培养基初始p H和诱导时机对诱导结果影响显著;经Design Expert 8.0软件优化后的最佳诱导条件为:诱导温度28℃,培养基初始p H 8.5,IPTG终浓度0.1 mmol/L,以及诱导时机3 h。最后验证试验得到的蛋白表达量在已有文献报道结果的基础上提高了70%~580%。中心组合设计-响应面法能够在有限的实验次数下,对影响生物过程的因子进行优化及对其交互作用进行评价,蛋白表达量达20.4 mg/L;IPTG用量由原来的1 mmol/L减少至现在的0.1 mmol/L,降低了发酵成本。     

环境因子对南极菌Pseudoalteromonas sp.S-15-13多糖合成关键酶UGD基因表达的影响

以南极菌Pseudoalteromonas sp.S-15-13为材料,采用实时定量PCR的方法研究了温度、冻融循环及培养基中NaCl、葡萄糖含量和pH对多糖合成关键酶基因ugd表达水平的影响。结果表明,低温有利于ugd的表达,在2℃和10℃培养温度下,培养24h后ugd的表达量约为20℃时的4倍;冻融循环后,ugd的表达量上调,第2个冻融循环后ugd的表达量较对照提高了6.85倍;NaCl对ugd的影响表现为低促高抑,即NaCl含量为6.0%时ugd的表达量是对照(3.0%)的3.97倍,但含量达9.0%时ugd表达量仅为对照的2/5;葡萄糖能够提高ugd的表达量,当含量为2.0%时ugd表达量为对照的13.68倍;在一定范围内(pH5.0—8.0),pH的改变会促进ugd的表达,当pH为6.0时ugd表达量约为pH7.0时的2.15倍。     

褐藻酸降解菌A7的发酵及产酶条件研究

以海藻废弃物堆肥中分离到的薄壁杆菌属（Gracillibacillus）的褐藻酸降解菌A7为研究对象,对该菌的生长及产酶条件进行了研究。结果表明,该菌的最适产酶条件为：温度30℃,海藻酸钠的质量分数0．5％,pH9．5,NaCl浓度0．5mol／L,以蛋白胨为主要氮源。在最佳条件下培养96h达到最高酶活力12．79U／mL。     

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。     

基于响应面法对丹参毛状根诱导条件的优化研究

目的：应用响应面法优化丹参毛状根诱导条件,提高其诱导率。方法：采用发根农杆菌ATCC15834侵染丹参无菌苗获得毛状根,在单因素实验的基础上,利用Box-Benhnkcn设计和响应面分析方法对丹参毛状根诱导过程的培养条件（叶片大小、农杆菌活力、侵染时间、共培养时间、抗生素浓度）进行分析,优选最佳培养条件。结果：丹参毛状根在无外源激素的MS培养基上自主生长,表现出典型的发根特征。毛状根的最优培养条件为：叶片大小0.8cm,农杆菌OD600为1.0,共培养时间2d,农杆菌侵染时间5min,头孢噻吩浓度400ng/L。在此条件下,丹参毛状根的诱导率为69.8%。结论：该研究优化了丹参毛状根的培养条件,为丹参的进一步开发利用提供了依据。     

南极适冷菌Pseudoaltermonas sp.S-15-13胞外多糖低温保护作用的研究

研究了南极适冷菌Pseudoaltermonas sp.S-15-13胞外多糖(Exopolysaccharides,EPSs)对重复冻融的菌体的保护作用。结果表明,重复冻融循环后,有胞外多糖包被的菌体仍能保持较好的生长能力,无胞外多糖包被的菌体生长缓慢,甚至死亡;不同浓度的胞外多糖均可降低水溶液的冰点,其效果较浓度相同的葡聚糖明显。说明南极适冷菌S-15-13对反复冻融的耐受能力与菌体分泌的胞外多糖直接相关,除了形成机械隔离屏障,胞外多糖还可能通过降低冰点等途径使菌体免受伤害。     

响应面法优化浒苔半纤维素的提取条件及其组分分析

以浒苔(Enteromorpha prolifera)为原料,采用响应面法优化碱性过氧化氢提取半纤维素的条件。在单因素实验的基础上,运用Box-Benhnken中心组合原理,设计四因素三水平实验,确定半纤维素最佳提取条件。采用红外光谱(FT-IR)和离子色谱(IC)分析浒苔半纤维素组分。结果表明,各因素对浒苔半纤维的提取率的影响为:时间温度料液比氢氧化钠浓度。碱性过氧化氢法提取半纤维素的最佳条件为:氢氧化钠浓度为4.8 g/L,提取温度为92℃,提取时间为5 h,料液比1︰70,半纤维素的提取率为56.75%,与预测值57.30%基本一致。FT-IR结果显示,浒苔半纤维素红外吸收光谱中含有明显的木糖和阿拉伯糖的特征吸收峰,为吡喃环结构,由β-糖苷键连接。离子色谱结果表明,浒苔半纤维素主要由木糖和阿拉伯糖组成,含有少量葡萄糖和半乳糖。木糖含量为54.4%,其次为阿拉伯糖,含量为15.3%,葡萄糖和半乳糖含量分别为5.6%和2.7%。