响应面方法在优化微生物培养基中的应用.pdf

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1、2006.Vol.27.NO.1食品研究与开发技术研究38响应面方法在优化微生物培养基中的应用1，21，2郝学财，余晓斌，刘志钰，王蓓（1.江南大学生物工程学院，无锡214036；2.工业生物技术教育部重点实验室，无锡214036）摘要：多种统计优化方法已被成功地运用于微生物培养基优化工作中，本文根据响应面分析法的基本原理，针对响应面方法的优点、试验设计的方法以及实验数据的处理进行了简述，并结合里氏木霉RutC-30发酵生产纤维素酶培养基成分的确定说明了响应面方法的具体应用。关键词：SAS；响应面；优化；里氏木霉THEAPPLICAT

2、IONOFRESPONSESURFACEMETHODOLOGYINOPTIMIZATIONOFMICROBIALMEDIA1，21，2HAOXue-cai，YUXiao-bin，LIUZhi-yu，WANGBei1.SchoolofBiotechnology,SouthernYangtzeUniversity；2.TheKeyLaboratoryofIndustrialBiotechnology,MinistryofEducation，SouthernYangtzeUniversity，Wuxi214036）Abstract：Stat

3、isticalmethodsandoptimizationtechniqueshavebeenwidelyusedtodeterminemicro-bialmedia.Accordingtotheprincipleoftheresponsesurfaceanalysis,theadvantagesofresponsesur-facemethodology(RSM),themethodofexperimentaldesignanddatahandlingarediscussedinthispaper.Theconcreteapplica

4、tionofRSMwasilluminatedthroughthedecisionofmediumingredientsforproducingcellulasebyTrichodermareeseiRutC-30.Keywords：SASaresponsesurfaceaoptimizationaTrichodermareesei利用微生物发酵生产各种有用代谢产物，其培不能在给出的整个区域上找到因素和响应值之间养基成分种类繁多，各成分间的相互作用也错综复的一个明确的函数表达式即回归方程，从而无法找杂。因而，微生物培养基的优化工作就显

5、得尤为重到整个区域上因素的最佳组合和响应值的最优值。要，数学统计中的多种优化方法已开始广泛地应用因此，人们期望找到一种试验次数少、周期短，求得于微生物发酵培养基的优化工作中，其中以响应面的回归方程精度高、能研究几种因素间交互作用的方法的效果最为显著。响应面方法(ResponseSur-回归分析方法，响应面分析方法则在很大程度上满［3］faceMethodology,简称RSM)是利用合理的试验设计足了这些要求。并通过实验得到的一定数据，采用多元二次回归方2响应面方法的应用实例程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回利用SAS软件来

6、进行培养基的优化具体可以归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问分为4个步骤，以下就结合里氏木霉RutC-30发酵题的一种统计方法。RSM在优化研究中应用频繁，生产纤维素酶培养基成分的确定来说明响应面方是降低开发成本、优化加工条件、提高产品质量、解法的具体应用。决生产过程中的实际问题的一种有效方法，它已广2.1确定主要因素［1］泛地应用于农业、生物、食品、化学、制造等领域。确定要考察的过程中的关键因素，即研究范围1常用的培养基优化设计方法内主要影响发酵过程和产品产量的重要因素。如果通常优化发酵培养基的方法是单次单因子法预先不知道哪

7、些是重要因素，可以通过极差试验或和正交试验设计法。采用单次单因子法时，只是讨Plackett-Burman试验来确定这些因素。为了简单起论一种因素的影响，由于考察因素间经常存在交互见，用RSM来研究的因素一般为2～3个；当然RSM［2］作用，使得该方法并非总能获得最佳的优化条件。也可以研究多变量问题，但其结果比较复杂。在里正交试验设计则注重如何科学合理地安排试验，可氏木霉RutC-30发酵生产纤维素酶的研究中，通过同时考虑几种因素，寻找最佳因素水平组合，但它Plackett-Burman试验来确定主要因素。技术研究食品研究与开发200

8、6.Vol.27.NO.1392.1.1Plackett-Burman设计法2.2确定因素水平Plackett-Burman(PB)法是一种近饱和的2水响应面拟合方程只在考察的紧接邻域里才充平试验设计方法。它基于非完全平