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响应面法优化副猪嗜血杆菌12型H31菌株发酵培养基组分的研究

Optimization of Fermentation Medium Components of Haemophilus parasuis Serotype 12 H31 Strain by Response Surface Methodology

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摘要[目的]应用响应面法优化副猪嗜血杆菌(Haemophilus parasuis,Hps)12型H31菌株的发酵培养基组分,以提高活菌数,降低Hps 12型H31菌株发酵生产疫苗的成本,为工业化生产Hps疫苗提供参考.[方法]通过单因素试验考察牛血清、酵母提取物、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)、硫酸镁(MgSO4)4种培养基成分对Hps 12型H31菌株活菌数的影响,确定各因素最佳水平范围后,选取合适水平进行BBD(Box-Behnken design)响应面优化设计.通过对牛血清、酵母提取物、NAD、MgSO4 4种培养基成分进行不同组合,系统优化培养基中4种组分的添加量.利用二次响应面回归方法建立活菌数与各组分之间的数学模型,并通过回归分析确定各组分对活菌数的影响程度.[结果]单因子优化显示,活菌数较大时发酵培养基中各组分添加量区间范围分别为:牛血清8％～10％、酵母提取物0.4％～0.6％、NAD 0.05％～0.1％、MgSO4 0.3～0.5 g/L.在此基础上进一步应用响应面优化,经优化后Hps 12型H31菌株的最佳发酵培养基组分为:牛血清浓度为9.91％,MgSO4浓度为0.21 g/L,酵母提取物浓度为0.59％,NAD浓度为0.09％.与初始培养基成分相比,该菌株经优化后的活菌数从1.2×108 CFU/mL提高到3.0×109 CFU/mL,提升了 24倍.[结论]本试验通过响应面法优化Hps 12型H31菌株发酵培养基,优化后的发酵培养基能提高Hps的活菌数,为工业化生产Hps疫苗提供参考.