亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        紅酵母Y-5產(chǎn)類胡蘿卜素培養(yǎng)基無(wú)機(jī)鹽組分的優(yōu)化

        2011-03-30 10:00:24黃乾明楊群峰
        食品科學(xué) 2011年3期
        關(guān)鍵詞:無(wú)機(jī)鹽胡蘿卜素回歸方程

        唐 棠,黃乾明,楊群峰

        紅酵母Y-5產(chǎn)類胡蘿卜素培養(yǎng)基無(wú)機(jī)鹽組分的優(yōu)化

        唐 棠,黃乾明*,楊群峰

        (四川農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與理學(xué)院,四川 雅安 625014)

        為提高紅酵母菌株Y-5發(fā)酵產(chǎn)類胡蘿卜素的產(chǎn)量,對(duì)培養(yǎng)基中無(wú)機(jī)鹽組分進(jìn)行優(yōu)化。采用Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)從8種無(wú)機(jī)鹽中篩選出對(duì)提高類胡蘿卜素產(chǎn)量具有顯著效應(yīng)的無(wú)機(jī)鹽組分KH2PO4、MgSO4和NaCl。通過(guò)Box-Behnken設(shè)計(jì)及響應(yīng)面分析確定其質(zhì)量濃度為KH2PO4 0.58g/L、MgSO4 0.49g/L、NaCl 0.28g/L時(shí),菌株的類胡蘿卜素產(chǎn)量達(dá)到14.51mg/L,與未添加無(wú)機(jī)鹽組分培養(yǎng)基相比,類胡蘿卜素產(chǎn)量提高了25.09%。

        紅酵母Y-5;類胡蘿卜素;無(wú)機(jī)鹽;Plackett-Burman設(shè)計(jì);響應(yīng)面分析

        類胡蘿卜素(carotenoids)是一類重要的天然色素,在動(dòng)物、植物、真菌、藻類和細(xì)菌中都有發(fā)現(xiàn),主要化學(xué)成分包括β-胡蘿卜素和γ-胡蘿卜素。類胡蘿卜素作為人和動(dòng)物體內(nèi)的一類重要生物活性物質(zhì),在增強(qiáng)機(jī)體免疫、防治腫瘤、治療光敏性疾病等方面有重要的作用。在食品、化妝品、醫(yī)藥和飼料添加劑等方面都有著廣泛的應(yīng)用[1-3]。類胡蘿卜素的生產(chǎn)方法主要有天然產(chǎn)物提取和化學(xué)合成。從植物、藻類等中提取類胡蘿卜素容易受到自然條件限制,化學(xué)合成的產(chǎn)品鑒于其自身存在毒性,已不為人們所接受[4]。許多微生物具有合成類胡蘿卜素的能力,紅酵母發(fā)酵生產(chǎn)類胡蘿卜素因其安全無(wú)毒、生產(chǎn)周期短、發(fā)酵易于調(diào)控,其研究日益受到重視。但紅酵母產(chǎn)類胡蘿卜素的產(chǎn)量普遍較低[5],影響其產(chǎn)量的眾多因素中,培養(yǎng)基中無(wú)機(jī)鹽組分對(duì)紅酵母菌株的生長(zhǎng)以及類胡蘿卜素產(chǎn)量有重要的作用[6-7]。

        利用Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)可用最少的試驗(yàn)次數(shù)從眾多考察因素中快速有效地篩選出顯著因素[8]。響應(yīng)面法能夠建立連續(xù)變量曲面模型,對(duì)影響生產(chǎn)過(guò)程的各因素及其交互作用進(jìn)行評(píng)價(jià),并對(duì)最優(yōu)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)。與傳統(tǒng)優(yōu)化方法相比,響應(yīng)面法所需的試驗(yàn)組數(shù)更少[9]。這兩種方法目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于培養(yǎng)基組分的優(yōu)化。

        本實(shí)驗(yàn)采用Plackett-Burman法和響應(yīng)面法對(duì)本實(shí)驗(yàn)室選育的紅酵母菌株Y-5發(fā)酵培養(yǎng)基無(wú)機(jī)鹽組分進(jìn)行了優(yōu)化,以提高類胡蘿卜素產(chǎn)量,為紅酵母發(fā)酵產(chǎn)類胡蘿卜素工業(yè)化應(yīng)用提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1 菌種

        紅酵母(Rhodotorula sp.)菌株Y-5,由本實(shí)驗(yàn)室分離保藏。

        1.1.2 培養(yǎng)基

        斜面活化培養(yǎng)基:葡萄糖20g、蛋白胨20g、酵母粉10g、瓊脂20g、蒸餾水1000mL,pH值自然;液體種子培養(yǎng)基:葡萄糖20g、蛋白胨10g、酵母粉10g、蒸餾水1000mL,pH值自然;發(fā)酵培養(yǎng)基:葡萄糖50g、蛋白胨8g、酵母粉10g、蒸餾水1000mL,pH5.0。

        1.2 方法

        1.2.1 培養(yǎng)方法

        將菌種從斜面活化培養(yǎng)基中接入裝有50mL液體種子培養(yǎng)基的250mL三角瓶中,28℃、150r/min培養(yǎng)24h后,再將其以10%的接種量接入裝有50mL液體種子培養(yǎng)基的250mL三角瓶中,28℃、150r/min培養(yǎng)13h;最后將種子液以10%接種量接入到裝有30mL發(fā)酵培養(yǎng)基的250mL三角瓶中,按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)加入不同種類無(wú)機(jī)鹽組分,28℃、150r/min振蕩培養(yǎng)120h。

        1.2.2 生物量與類胡蘿卜素含量測(cè)定

        將發(fā)酵液于4000r/min離心10min,移除上清液,將菌體水洗再次離心,所得菌體55℃烘干至質(zhì)量恒定,稱量即為生物量。準(zhǔn)確稱取干菌體0.1g,加6mL 3mol/L HCl于室溫下振蕩提取1h,沸水浴處理4min,迅速冷卻,洗滌菌體,4000r/min離心10min,所得沉淀用6mL丙酮與石油醚(1:1,V/V)混合液在室溫下振蕩提取3~4次至菌體無(wú)色,將各次離心液收集即得類胡蘿卜素提取液。提取液用722型分光光度計(jì)在453nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度[10-12],并按下式計(jì)算類胡蘿卜素含量。

        式中:A453nm為453nm波長(zhǎng)處的吸光度;D為稀釋倍數(shù);V為提取所用溶劑量體積/mL;0.16為類胡蘿卜素摩爾消光系數(shù)/(mol·cm)-1;m為酵母菌體質(zhì)量/g。

        類胡蘿卜素產(chǎn)量/(mg/L)=生物量/(g/L)×類胡蘿卜素含量/(mg/g)

        1.2.3 無(wú)機(jī)鹽組分優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        采用Plackett-Burman設(shè)計(jì),最陡爬坡設(shè)計(jì)[13],Box-Behnken設(shè)計(jì)[14]與響應(yīng)面分析法[15]。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 Plackett-Burman設(shè)計(jì)篩選無(wú)機(jī)鹽組分

        表1 Plackett-Burman設(shè)計(jì)因素水平表Table 1 Factors and levels of Plackett-Burman experimental design

        表2 Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2 Experimental design and responses of Plackett-Burman design

        表3 Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果分析表Table 3 Analysis for results of Plackett-Burman tests

        根據(jù)紅酵母菌株生長(zhǎng)以及發(fā)酵特性,選取可能影響紅酵母發(fā)酵產(chǎn)類胡蘿卜素產(chǎn)量的8種無(wú)機(jī)鹽X1(KH2PO4)、X2(Na2HPO4)、X3(MgSO4)、X4(CaCl2)、X5(NaCl)、X6(MgCl2)、X7(NaNO3)和X8(K2SO4)作為Plackett-Burman試驗(yàn)的8個(gè)因素進(jìn)行篩選。其因素水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2,表2數(shù)據(jù)利用Minitab 15軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知,X1(KH2PO4)、X3(MgSO4)和X5(NaCl)對(duì)紅酵母發(fā)酵類胡蘿卜素產(chǎn)量有顯著影響,可信度在95%以上。且KH2PO4、MgSO4、NaCl對(duì)類胡蘿卜素產(chǎn)量的影響均為正效應(yīng),應(yīng)提高其實(shí)際水平。

        2.2 最陡爬坡設(shè)計(jì)及結(jié)果

        為了建立有效的響應(yīng)面擬合方程,必須對(duì)Plackett-Burman試驗(yàn)篩選出的顯著影響因素進(jìn)行最陡爬坡試驗(yàn),從而逼近類胡蘿卜素最大產(chǎn)量區(qū)。根據(jù)Plackett-Burman試驗(yàn)結(jié)果,顯著因素KH2PO4、MgSO4和NaCl的質(zhì)量濃度變化方向及步長(zhǎng)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見(jiàn)表4,由于3種組分均表現(xiàn)為正效應(yīng),所以取高水平。

        表4 最陡爬坡試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 4 Experimental design and results of steepest ascent

        由表4可知,當(dāng)KH2PO40.6g/L、MgSO40.5g/L、NaCl 0.25g/L時(shí),對(duì)應(yīng)的類胡蘿卜素產(chǎn)量達(dá)到最大值,故以試驗(yàn)組5對(duì)應(yīng)無(wú)機(jī)鹽組分的質(zhì)量濃度作為B o x-Behnken試驗(yàn)的中心點(diǎn)。

        2.3 響應(yīng)面分析法確定顯著因素的最佳水平

        表5 響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素水平表Table 5 Variables and levels in RSM

        表6 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 6 Experimental design and response of Box-Behnken design

        根據(jù)Plackett-Burman試驗(yàn)和最陡爬坡試驗(yàn)分析結(jié)果,確定了具有顯著影響的無(wú)機(jī)鹽組分以及響應(yīng)面試驗(yàn)中心點(diǎn)。響應(yīng)面因素和水平設(shè)計(jì)如表5所示。根據(jù)Box-Behnken中心組合試驗(yàn)原理,設(shè)計(jì)三因素三水平共15個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的響應(yīng)面分析試驗(yàn),其中12個(gè)是析因點(diǎn),3個(gè)零點(diǎn)重復(fù)試驗(yàn)用于估計(jì)實(shí)驗(yàn)誤差,每組實(shí)驗(yàn)3個(gè)平行,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果見(jiàn)表6。以類胡蘿卜素產(chǎn)量(Y)為響應(yīng)值,運(yùn)用Minitab軟件進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合,得到52.66,方程的相關(guān)系數(shù)R2=0.9522,P=0.008,剩余標(biāo)準(zhǔn)差s=0.2177,說(shuō)明該回歸方程具有較好的擬合度。回歸方程系數(shù)顯著性檢驗(yàn)及方差分析見(jiàn)表7、8。

        表7 回歸方程系數(shù)顯著性檢驗(yàn)Table 7 Significance test of each coefficient of developed quadratic regression model

        表8 回歸方程方差分析Table 8 ANOVA analysis for regression equation

        由表7、8可知,回歸方程一次項(xiàng)、二次項(xiàng)的影響均超過(guò)了顯著水平。交互項(xiàng)(X1X3、X3X5)影響顯著,說(shuō)明KH2PO4與MgSO4、MgSO4與NaCl的交互作用對(duì)紅酵母發(fā)酵生產(chǎn)類胡蘿卜素產(chǎn)量影響顯著。圖1、2為響應(yīng)面分析的響應(yīng)面圖以及等高線圖。對(duì)回歸方程進(jìn)行求解,可知當(dāng)X1(KH2PO4)為0.58g/L,X3(MgSO4)為0.49g/L,X5(NaCl)為0.28g/L時(shí),類胡蘿卜素產(chǎn)量(Y)極大值為14.57mg/L。為檢驗(yàn)?zāi)P皖A(yù)測(cè)結(jié)果,在該條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次,得類胡蘿卜素產(chǎn)量平均值為14.51mg/L,與模型預(yù)測(cè)結(jié)果接近,說(shuō)明培養(yǎng)基中無(wú)機(jī)鹽組分優(yōu)化有效。與未加無(wú)機(jī)鹽組分的培養(yǎng)基相比,紅酵母發(fā)酵類胡蘿卜素產(chǎn)量提高了25.09%。

        圖1 KH2PO4與MgSO4對(duì)類胡蘿卜素產(chǎn)量影響的響應(yīng)面圖(a)及等高線圖(b)Fig.1 Response surface and contour plots showing the effects of KH2PO4and MgSO4on carotenorid production

        圖2 MgSO4與NaCl對(duì)類胡蘿卜素產(chǎn)量影響的響應(yīng)面圖(a)及等高線圖(b)Fig.2 Response surface and contour plots showing the effects ofMgSO4 and NaCl on carotenorid production

        3 結(jié) 論

        通過(guò)Plackett-Burman試驗(yàn)分析了紅酵母發(fā)酵產(chǎn)類胡蘿卜素培養(yǎng)基中8種無(wú)機(jī)鹽組分對(duì)類胡蘿卜素產(chǎn)量的影響,篩選出了具有顯著影響的3種無(wú)機(jī)鹽組分:KH2PO4、MgSO4和NaCl。采用Box-Behnken中心組合試驗(yàn)和響應(yīng)面分析法確定,當(dāng)KH2PO4為0.58g/L、MgSO4為0.49g/L、NaCl為0.28g/L時(shí)類胡蘿卜素產(chǎn)量為14.57g/L。通過(guò)對(duì)預(yù)測(cè)模型試驗(yàn)驗(yàn)證,類胡蘿卜素產(chǎn)量為14.51g/L,與模型預(yù)測(cè)值接近。在此優(yōu)化條件下,與未添加無(wú)機(jī)鹽組分培養(yǎng)基搖瓶發(fā)酵相比,類胡蘿卜素產(chǎn)量提高了25.09%。

        [1]AKSU Z, EREN A T. Production of carotenoids by the isolated yeast of Rhodotorula glutinis[J]. Biochemical Engineering Journal, 2007, 35 (2): 107-113.

        [2]MAIDONADE I R, RODRIGUEZ-AMAYA D B, SCAMPARINI A R P. Carotenoids of yeasts isolated from the Brazilian ecosystem[J]. Food Chemistry, 2008, 107(1): 145-150.

        [3]PARK P K, KIM E Y, CHU K H. Chemical disruption of yeast cells for the isolation of carotenoid pigments[J]. Separation and Purification Technology, 2007, 53(2): 148-152.

        [4]陳碧娥, 劉祖同. 紅酵母sp.8生物合成類胡蘿卜素的研究[J]. 清華大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 1999, 39(10): 101-103.

        [5]陳欣. 紅酵母發(fā)酵產(chǎn)類胡蘿卜素條件的優(yōu)化[J]. 食品科學(xué), 2009, 30 (15): 176-179.

        [6]陳德明, 湯國(guó)輝, 韓永斌, 等. 光合細(xì)菌產(chǎn)類胡蘿卜素的培養(yǎng)基中無(wú)機(jī)鹽組分篩選[J]. 食品工業(yè)科技, 2006, 27(4): 76-81.

        [7]BUZZUNIA P, MARTINIA A, GAETANIB M, et al. Optimization of carotenoid production by Rhodotorula graminis DBVPG 7021 as a function of trace element concentration by means of response surface analysis[J]. Enzyme and Microbial Technology, 2005, 36(5/6): 687-692.

        [8]PURAMA R, GOYAL A. Screening and optimization of nutritional factors for higher dextransucrase production by Leuconostoc mesenteroides NRRL B-640 using statistical approach[J]. Bioresource Technology, 2008, 99(15): 7108-7114.

        [9]YIN Guihao, DANG Yuli. Optimization of extraction technology of the Lycium barbarum polysaccharides by Box-Behnken statistical design [J]. Carbohydrate Polymers, 2008, 74(3): 603-610.

        [10]王歲樓. 紅酵母類胡蘿卜素高產(chǎn)菌株的篩選及其發(fā)酵生理學(xué)條件研究[J]. 工業(yè)微生物, 2001, 31(1): 19-22.

        [11]翟紅梅. 利用粘紅酵母生產(chǎn)類胡蘿卜素的研究[D]. 天津: 天津科技大學(xué), 2004.

        [12]楊文, 吉春明. 一種簡(jiǎn)單的胞壁破碎方法[J]. 微生物學(xué)通報(bào), 1995, 22(1): 58-60.

        [13]張蕾, 張鐸, 張麗萍, 等. 枯草芽孢桿菌BSD-2產(chǎn)抗菌肽發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化[J]. 食品科學(xué), 2010, 31(3): 189-192

        [14]張楠, 夏尚遠(yuǎn), 劉訓(xùn)理. 統(tǒng)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在微生物發(fā)酵中的應(yīng)用[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2009, 40(3): 465-468.

        [15]LIU Caiqun, RUAN Hui, SHEN Huafeng, et al. Optimization of the fermentation medium for Alpha-galactosidase production from Aspergillus foetidus ZU-G1 using response surface methodology[J]. Food Microbilogy and Safety, 2007, 72(4): 120-125.

        Optimization of Mineral Salts in Fermentation Medium for Carotenoid Production by Rhodotorula Y-5

        TANG Tang,HUANG Qian-ming*,YANG Qun-feng
        (College of Biology and Science, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China)

        In order to improve the yield of carotenoid in the fermentation of Rhodotorula Y-5, mineral salts in the fermentation medium were optimized. KH2PO4, MgSO4and NaCl were found to be the important factors affecting carotenoid production significantly by the analysis of Plackett-Burman design. The optimization results based on Box-Behnken design and response surface methodology showed that the production of carotenoid could reach 14.51 mg/L, when KH2PO4 was added at 0.58 g/L, MgSO4 at 0.49 g/L, and NaCl at 0.28 g/L. Compared with the control medium without added mineral salts, the production of carotenoid was increased by 25.09%.

        Rhodotorula Y-5;carotenoid;mineral salt;Plackett-Burman design;response surface methodology

        TQ920.1

        A

        1002-6630(2011)03-0130-04

        2010-06-10

        四川省教育廳重點(diǎn)科研項(xiàng)目(08ZA053);四川農(nóng)業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(00731200)

        唐棠(1983—),女,碩士研究生,研究方向?yàn)槲⑸锇l(fā)酵。E-mail:tangtang6@163.com

        *通信作者:黃乾明(1964—),男,教授,博士,研究方向?yàn)槲⑸锘瘜W(xué)。E-mail:hqming@sicau.edu.cn

        猜你喜歡
        無(wú)機(jī)鹽胡蘿卜素回歸方程
        2021年《無(wú)機(jī)鹽工業(yè)》總索引
        采用直線回歸方程預(yù)測(cè)桑癭蚊防治適期
        線性回歸方程的求解與應(yīng)用
        線性回歸方程要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)
        走進(jìn)回歸分析,讓回歸方程不再是你高考的絆腳石
        β-胡蘿卜素微乳液的體外抗氧化性初探
        無(wú)機(jī)鹽對(duì)氣藏砂巖表面動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕性的影響研究
        生產(chǎn)無(wú)機(jī)鹽的原料
        ——化工原料、農(nóng)副產(chǎn)品
        生產(chǎn)無(wú)機(jī)鹽的原料——工業(yè)廢料
        RP-HPLC法測(cè)定螺旋藻中β-胡蘿卜素的含量
        天啦噜国产精品亚洲精品| 麻豆影视视频高清在线观看| 色视频www在线播放国产人成| 国产女人精品视频国产灰线| 二区三区视频在线观看| 日本久久精品中文字幕| 把女邻居弄到潮喷的性经历| 亚洲视频在线看| 日本高清中文一区二区三区| 亚洲av专区国产一区| 少妇高潮流白浆在线观看 | 国产精品11p| 亚洲老女人区一区二视频| 国产精品高潮呻吟av久久黄| 亚洲国产精品ⅴa在线观看| av中文字幕不卡无码| 国产一级黄片久久免费看| 国产福利一区二区三区在线视频| 无码人妻精品一区二区在线视频| 亚洲色大成在线观看| 国产一区二区三区不卡在线播放| 2021亚洲国产精品无码| 人妻系列无码专区久久五月天| 国产午夜激情视频自拍| 少妇熟女天堂网av天堂| 亚洲国产日韩欧美综合a| 人体内射精一区二区三区| 日本一区二区三区小视频| 91色老久久偷偷精品蜜臀懂色| 精品日产卡一卡二卡国色天香| 欧美久久久久中文字幕| 国产午夜激情视频在线看| 免费a级毛片在线播放不收费| 日本亚洲国产一区二区三区| 五月激情狠狠开心五月| 国产亚洲精品品视频在线| 亚洲性爱视频| 加勒比在线一区二区三区| 亚洲国产一区二区中文字幕| 国产69精品久久久久777| 国产一级毛片AV不卡尤物|