响应面法优化木聚糖酶发酵培养基的研究

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1、研究报告中国酿造2010年第8期总第221期·77·响应面法优化木聚糖酶发酵培养基的研究武振军，石楠，吴启赐，单成呖，赵宗松，万红贵(南京工业大学生物与制药工程学院，江苏南京210009)摘要：采用响应面法对毕赤酵母发酵产木聚糖酶的培养基进行了优化。首先利用PlackeRBurman试验设计筛选出影响产酶的3个主要因素，即麸皮水解液浓度、酵母水解液浓度和甲醇添加量。在此基础上用最陡爬坡路径逼近最大响应区域，再利用Box—Behnken试验设计及响应面分析法确定最佳条件。结果表明，麸皮水解液402．5geL、酵母水解液49．9g／L~n甲醇添

2、加量为28．1mI／I时，木聚糖酶最大理论酶活为6566．79U／mL。经3次试验验证，实际平均酶活与预测酶活相近，比优化前木聚糖酶酶活提高了23．7％。关键词：响应面分析；发酵优化；木聚糖酶中图分类号：TQ920．6文献标识码：A文章编号：0254—5071(201O)08—0077—04OptimizationofxylanasefermentationbyresponsesurfacemethodologyWUZhenjun，SHINan，WUQici，SHANXianyang，ZHAOZongsong，WANHonggui(Coll

3、egeofBiotechnologyandPharmaceuticalEngineering,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009,China)Abslract：ResponsesurfacemethodologywasusedtooptimizethefermentationconditionsofxylanasebyPichiapastoris．Firstly，theimportantfac·torsinfluencingxylanaseproductionwereidentifiedb

4、ythemethodofPlackeR—Burmanasbranhydrolysate，yeasthydrolysateandmethano1．Thepathofsteepestascentwasappliedtoapproachtheoptimalregionofthethreesignificantfactors．Box—Behnkendesignandresponsesurfaceanalysiswereusedtofurtherinvestigatetheoptimalcentrallevelsandrelationshipsoft

5、hesefactors．Byusingthequadraticregressionmodelequationandanalyz-ingtheresponsesurfaceofxylanaseproduction，theoptimalfermentationconditionsweredeterminedasfollowed：branhydrolysate402．5g／L，methanol28．1ml／Landyeasthydrolysate49．9g／L．Undertheseconditons，themaximumtheoreticacti

6、vityofxylanasewas6566．79U／m1．Afterthreeverifications．themaximumtheoretic、aluewasconsistentwithmeanvalueofverificationtestandthexylanaseproductionWasincreasedby23．7％comparetothatbeforeoptimization．Keywords：responsesurfaceanalysis；fermentationoptimization；xylanase木聚糖酶(Xylana

7、se)是一类重要的木糖苷键水解酶，1．1材料能够特异降解植物中的木聚糖，在食品、造纸、能源、饲料1．1．1菌种以及生物转化等领域的应用广泛，如木聚糖酶用作饲料巴斯德毕赤酵母：南京工业大学生物与制药工程学酶制剂能促进畜禽对粗饲料的消化吸收；木聚糖酶水解院菌种保藏室。植物中的半纤维素，形成的戊糖进一步用于生产木糖醇、1．1．2培养基酒精、有机酸等产品，在可再生资源生物转化利用中具有斜面培养基：酵母膏10g／L，蛋白胨20g／L，葡萄糖20g／L，重要作用。琼)]~20g／L。响应面分析法是20世纪中后叶发展起来的优化试验种子培养基：酵母膏10g

8、in，蛋~a0gCL，葡萄~20g／L。条件方法[1J，该方法采用多元二次回归方程来拟合因素与发酵培养基：葡萄糖13g／L，麸皮水解液350g／L，酵母响应值之间的关系，对影响产