響應面法優化蘇云金芽孢桿菌產耐熱蛋白酶的發酵培養優化

邱婷玉 鄭 毅 陳 燕

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響應面法優化蘇云金芽孢桿菌產耐熱蛋白酶的發酵培養優化

邱婷玉 鄭 毅 陳 燕

福建師范大學生命科學學院

采用二水平Plackett-Burman實驗設計對影響發酵培養基的8個成分進行顯著性分析，確定最重要的3因素為葡萄糖、酵母膏和ZnSO4；應用響應面分析法對這3個因素進行3水平優化，獲得它們的最優組合，得到優化后的最佳發酵培養基配方(g/L)：黃豆餅粉12、酵母膏4.24、葡萄糖5.43、KH2PO42、ZnSO40.39、MnSO40.42。優化后產酶水平達到6473U/mL, 與響應面數學模型的預測值僅有0.49%的誤差。

蘇云金芽孢桿菌 Plackett-Burman設計 響應面分析法 蛋白酶

0 引言

蛋白酶是一種重要酶制劑，廣泛應用于食品工業、生物制藥工業、化學洗滌劑工業、皮革工業，具有很高的應用前景和商業價值。耐熱蛋白酶又因其具有較強的熱穩定性而逐漸被人們重視[1]。本文對篩選到的1株產耐熱蛋白酶的蘇云金芽孢桿菌FS42的產酶培養基進行優化，采用Plackett-Burman實驗設計和響應面分析法（Response Surface Methodology，簡稱RSM）對發酵培養基進行優化，以快速提高該菌株產酶能力。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 菌種

蘇云金芽孢桿菌(，簡稱Bt)菌株FS42，為本實驗室保藏菌種。

1.1.2 培養基

（1）斜面培養基(g/L)：牛肉膏 5g、蛋白胨 10g、瓊脂 20g、NaCl 5g 、pH 7.0～7.2；

（2）種子培養基(g/L)：牛肉膏 5g、蛋白胨 10g、瓊脂 20g、NaCl 5g 、pH 7.0～7.2；

（3）始發酵培養基(g/L)：黃豆餅粉1.5g、葡萄糖0.5g、酵母膏0.7g、KH2PO40.25g、MgSO4·7H2O 0.035g、CaCO30.05g, pH為7.0。

1.2 方法

1.2.1 發酵培養方法

由斜面接一環到50mL(250mL的三角瓶）的種子培養基中，于31℃、230 r/min 的恒溫搖床培養13h，制成液體菌種，然后按2%的接種量接入到裝液量為35mL(250mL的三角瓶)的發酵培養基中，在31℃、230r/min的條件下進行發酵培養。

1.2.2 Plackett-Burman設計優化

采用多因素二水平的Plackett－Burman試驗設計方法，對培養基各成分進行顯著性篩選，并進行排序，以期獲得三個顯著性因素，進行響應面設計優化[2,3]?！?br>