【Box-Benhnken设计优化植物乳杆菌培养基】植物乳杆菌培养基.docx

【Box-Benhnken设计优化植物乳杆菌培养基】植物乳杆菌培养基摘要：通过单因素试验筛选出植物乳杆菌的最适碳源、氮源以及各缓冲盐、无机盐等物质的种类及优化浓度。再通过Plackett-Burman试验设计筛选出显著影响因子。然后用最陡爬坡试验逼近关键因素的最大响应区域。最后在此基础上，采用Box-Benhnken试验设计法对培养基组分进行进一步优化，得出其最佳浓度。结果表明，优化得到3种显著因子糖蜜、MgSO4、吐温-80通过响应面优化后的结果分别为23.79%（v/v），0.16%（w/v），1.35%（w/v）。采用优化培养基后活菌数可达到4.45×109cfu·mL-1，较在MRS中培养的活菌数提高12倍左右。关键词：培养基优化；高密度培养；响应面设计；植物乳杆菌；糖蜜中图分类号：S816.7文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.07.001MediaOptimizationofCulturingLactobacillusplantarumbyBox-BenhnkenDesignZHANGYao1，LIXiao1，2，PANDong-rui1（1.CollegeofChemistryandBiology，ChinaThreeGorgesUniversity，Yichang，Hubei443003，China；2.AngelYeastCompanyLimited，Yichang，Hubei443003，China）Abstract：Lactobacillusplantarumoptimumcarbonsource，nitrogensourceandvariousbuffersalts，inorganicsaltsandothertypesofsubstancesandpreliminaryoptimizedconcentrationwasscreenedbysinglefactorexperiment.SignificantlyimpactfactorbyPlackett-Burmanexperimentaldesignwasobtainedandapproachedlargestresponseareaofthekeyfactorbysteepestascentexperiment.Onthisbasis，bestoptimumconcentrationofthemediumcomponentswasobtainedbyusingtheBox-Behnkendesign.Theresultsshowedoptimalconcentrationofmolasses，MgSO4，Tween-80was23.79%（v/v），0.16%（w/v），1.35%（w/v）respectively.Theviablecellcountreached4.45×109cfu·mL-1，whichwasabout12timeslargerthanculturedinMRSmedium.Keywords：mediumoptimization；high-densitycultivation；responsesurfacedesign；Lactobacillusplantarum；molasses植物乳杆菌是乳酸菌的一种，与人类的生活关系非常密切，常见于奶油、肉类及许多蔬菜发酵制品中，能通过胃并定植于肠道发挥有益作用[1]。植物乳杆菌可以将食品原料中的糖转变为乳酸，同时产生抗菌肽、胞外多糖和其他代谢产物，供人体吸收利用[2]。目前在植物乳杆菌培养基优化方面，国内的研究中大多采用葡萄糖、蔗糖等作为碳源，而葡萄糖、蔗糖的价格较高，增大了生产的成本。另外，在国内外的诸多研究中培养基大多使用动植物蛋白胨作为氮源，由于动植物蛋白胨对人体可能带来致病性、敏感性等一系列安全问题，经此发酵的植物乳杆菌运用到食品和医疗保健等方面就具有一定的风险性。所以，寻求低成本且在安全性上有保证的植物乳杆菌培养基势在必行。本研究旨在选择低成本、安全性高、能显著促进菌体生长的培养基，为工业生产提供参考依据。在充分考虑培养基成分选择的前提下，通过Plackett-Burman设计、Box-Behnken设计等对植物乳杆菌培养基成分进行了系统的优化，最终显著提升了植物乳杆菌的活菌数。1材料和方法1.1菌种植物乳杆菌（Lactobacillusplantarum），由安琪酵母股份有限公司提供。1.2培养基1.2.1基础培养基MRS培养基[3]：葡萄糖2%，牛肉膏1%，蛋白胨1%，酵母浸粉0.5%，柠檬酸三铵0.1%，磷酸酸氢二钾0.2%，醋酸钠0.5%，硫酸镁0.2%，吐温-800.058%，硫酸锰0.025%，pH值6.2。1.2