minitab软件在多杀菌素发酵条件优化中的应用

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1、Minitab软件在多杀菌素发酵条件优化中的应用【摘要】利用Minitab软件，采用响应面方法(responsesurfacemethods，RSM)对多杀菌素发酵条件进行优化。通过PlackeetBurman设计实验，从培养基中筛选出显著性影响因子：葡萄糖、棉籽粉、玉米浆的浓度以及初始pH，并确定非显著影响因素的水平；采用中心组合设计，对四个显著影响因素进一步的优化，根据建立的多元二次方程确定其最佳水平，得到最佳的培养条件(g/L)：葡萄糖68.5，麦芽糖10，棉籽粉26.0，玉米浆17.8，牛肉膏2.0，硫酸锌0.2，硫酸铵1.5，CaCO35；接种

2、量10%，初始pH7.0，摇床转速220r/min，培养7d。在此条件下，多杀菌素的产量为175mg/L，比优化前(120mg/L)产量提高了45.8%。【关键词】多杀菌素；Minitab软件；响应面方法(RSM)；优化ABSTRACTUsingresponsesurfacemethodsentationmaterialsized.Thesignificantimpactfactorofthedifferentfermentationconditionsanexperimentaldesign.Thelevelofsignificantfactorsize

3、dusingcentralpositedesign.Fromtheresultingofmultiquadraticequation,theoptimizedlevelsofinfluencingfactorscouldbeestablished.Theoptimizedmediumaltose10g/L;cottonseedmeal26.0g/L;cornsteepliquor17.8g/L;beefextract2.0g/L;zincsulfate0.2g/L;ammoniumsulfate1.5g/L;CaCO35g/LandthepHadjust

4、edto7.0.Theoptimizedculturecondition:shakerspeed220r/min;inoculumsize10%v/v;andcultivatedfor7days.Theproductiontiterofthisconditioninshakeflaskreached175mg/L,ethods;Fermentationoptimization多杀菌素(spinosynA和D的混合物)是一种新型生物农药，可以有效的防治鳞翅目害虫［1～3］，不仅杀虫活性高，与化学农药相当，而且半衰期短，降解完全，对动物和昆虫天敌安全［4］，

5、科学家们对其生物学特性和生物防治的应用条件进行了大量的研究［5，6］。目前多杀菌素的生产都是放线菌刺糖多孢菌经有氧发酵得到的，而改善发酵培养条件，使生产菌的性状得以充分高效的表达，是提高次级代谢物产量的有效途径。为了找到一个快速有效而且简单的统计软件对发酵培养基和工艺条件进行优化，本文尝试使用Minitab软件。该软件不仅可以进行PlackeetBurman和中心组合(Centralpositedesign)等实验设计，而且包含对应实验的方差分析，回归分析和模型方程的拟合，不用编程和计算就能快速而有效的找出主要影响因素以及各因素间的交互作用，软件自动生成

6、的二维和三维图可以帮助我们直观的分析各因素间的关系，最终得到合理的最佳组合。建立的回归方程还能对实验结果进行预测，进一步检查实验设计和结果的准确性。整个优化过程，从实验设计到结果分析，从方程拟合到图形建立，在Minitab软件中都能很好的实现。近年来，Minitab软件在国外已经被广泛的应用在质量控制、管理和科研等领域，国内仅有关于其使用方法的报道［7］，关于应用的报道还很少。本文利用Minitab软件对生物农药多杀菌素的发酵培养条件进行优化。1材料和方法1.1菌种刺糖多孢菌(Saccharopolysporaspinosa)U4213，本实验室保藏。1

7、.2培养基斜面培养基(g/L)葡萄糖10，NZAmineA30，酵母膏1.0，牛肉膏1.0，琼脂15；pH7.0～7.5(用NaOH调节)。种子培养基(g/L)葡萄糖10，NZAmineA30，酵母膏3.0；pH7.0～7.5(用NaOH调节)。初始发酵培养基(g/L)葡萄糖60，麦芽糖10，棉籽粉20，玉米浆15，硫酸锌0.2，硫酸铵1.5，CaCO35；pH7.0～7.5(用NaOH调节)。1.3培养方法(1)菌种活化和种子培养将4℃保藏的斜面菌种转接到新鲜的斜面上，30℃生化培养箱中培养7～10d；取一环斜面活化菌种接入30ml种子培养基，在

8、30℃温度下220r/min摇床中振荡培养60h。(2)发酵培养取