二次回归正交组合设计与综合相关系数法对耐热纤维素酶基因工程菌发酵条件的优化与分析

Optimization of Fermentation Medium for Thermostable Cellulase Production by Engineered Bacteria Using Quadratic Regression Orthogonal Composite Design Coupled with Integrated Correlation Coefficient Analysis

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摘要目的:研究耐热纤维素酶基因工程菌的规模化生产.方法:采用二次回归正交组合设计试验对内切纤维素酶重组菌的发酵条件进行优化,利用综合相关系数分析泫分析因素影响程度以及相对重要性.测定菌体生长的生物量、内切纤维素酶活性.结果: 影响因素与纤维素酶活性间的二次回归方程为:Y2=45.858-1.653Z_1-1.258Z_2Z_3-2.0122Z_1~2-1.499Z_2~2-1.415Z_3~2-1.7192_4~2,方差分析具有显著性.内切纤维素酶重组菌产酶的最佳发酵条件为:添加15.9g/L乳糖、10g/L麸皮、15g/L硫酸铵、5g/L玉米浆、1.0g/L碳酸钙;理论产酶量最好为46.5357U/mL;在诱导时间约为4h,实际实验酶产量达70.78U/mL.综合相关系数分析表明:4个影响因素的重要性依次为:诱导剂X_1(乳糖)＞氮源X_3(硫酸铵和玉米浆)＞钙质量浓度X_4(碳酸钙)＞碳源X_2(麸皮),相互间通过交互对纤维素酶活性的间接影响都非常大,直接影响作用较小.结论:通过使用综合相关系数分析与二次回归正交组合分析,两者结合使用有互补性,能够较好地指导耐热纤维素酶基因工程菌发酵条件的优化.