响应面法优化降解有机氮细菌N24的种子培养基

生物技术通报 ›› 2013, Vol. 0 ›› Issue (12): 167-172.

响应面法优化降解有机氮细菌N24的种子培养基

郭端强¹ 李轶徽² 陈艳艳¹ 单林娜¹

1.河南城建学院生命科学与工程学院，平顶山 467036
2.平顶山市第一高级中学数学教研组，平顶山 467000

收稿日期:2013-05-16 出版日期:2013-12-20 发布日期:2013-12-20
作者简介:郭端强，男，讲师，硕士，研究方向：环境微生物学；E-mail：gdqlyh@hncj.edu.cn
基金资助:
河南省科技攻关重点项目（092102310069）

Optimization of Seed Culture Medium of Aerobic Denitrification Bacteria Bacillus flexus N24 Through Response Surface Methodology

Guo Duanqiang¹, Li Yihui², Chen Yanyan¹, Shan Linna¹

1. College of Life Science and Engineering，Henan University of Urban Construction，Pingdingshan 467036
2. Mathematics Teaching and Research Group，Pingdingshan NO.1 Senior High School，Pingdingshan 467000

Received:2013-05-16 Published:2013-12-20 Online:2013-12-20

摘要/Abstract

摘要：

优化降解有机氮细菌N24的种子培养基来提高发酵液对数期末期的细菌浓度。首先用 Plackett-Burman 设计对影响降解有机氮细菌N24菌体浓度的因素进行评估并筛选出具有显著效应的3个因素蛋白胨、K₂ HPO₄ 和FeSO₄ •7H₂O，接着用最陡爬坡试验法逼近以上3个因素的最大响应区域后，采用 Box-Behnken 设计以及响应面分析法确定3个因素的最优水平。优化后的种子培养基：蛋白胨6.55 g，K₂HPO₄ 0.66 g，FeSO₄ •7H₂O 0.024 g，NaC1 0.3g，MgSO₄ •7H₂O 0.6 g，蒸馏水1000 mL，初始pH值 7.2。优化后发酵液对数期末期细菌浓度达到2.4440×10¹⁰ CFU/mL，比优化前6.2467×10⁹ CFU/mL提高了2.91倍。Plackett-Burman设计和响应面相结合的试验方法优化了菌株N24的种子培养基，可大大提高菌株N24的细菌浓度，有望用于大规模生产。

关键词: 降解有机氮细菌, 响应面法, 优化, 种子培养基

Abstract:

The seed culture medium was optimized to improve the cell density of strain N24. Firstly, Plackett-Burman design was used to investigate the effects of different factors on cell density in the seed culture medium, three statistically significant factors are：peptone, K₄HPO₂ and FeSO₄ •7H₂O, and then a steepest ascent procedure were employed to define optimal response region for these three factors. Finally, Box-Behnken design and RSM were employed to define the optimal level of these three factors. The optimal seed culture medium is：peptone 6.55 g, K₂HPO₄ 0.66 g, FeSO₂₄ •7H2 ₂O 0.024 g, NaC1 0.3g, MgSO ₄•7H₂O 0.6 g, distilled water 1 000 mL, initial pH value 7.2. The bacteria concentration reached 2.4440×10¹⁰ CFU/mL at the telophase of logarithmic phase after optimization, which increased 291% than before. The cell density of strain N24 can be increased by the optimized seed culture medium through Plackett-Burman design combined with response surface analysis, which can be used industrially.

Key words: Aerobic denitrifier, Response surface methodology, Optimization, Seed culture medium

郭端强, 李轶徽, 陈艳艳, 单林娜. 响应面法优化降解有机氮细菌N24的种子培养基[J]. 生物技术通报, 2013, 0(12): 167-172.

Guo Duanqiang, Li Yihui, Chen Yanyan, Shan Linna. Optimization of Seed Culture Medium of Aerobic Denitrification Bacteria Bacillus flexus N24 Through Response Surface Methodology[J]. Biotechnology Bulletin, 2013, 0(12): 167-172.

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