【分　 类】 基础科学
【关 键 词】 苹果渣   乳酸菌   酵母菌   液态发酵  菌剂
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正文：

　　实验编 号

　　编码值

　　实际值

　　培养结束活菌数(108个/ml)

　　A

　　B

　　C

　　培养温度(℃)

　　菌种比例

　　培养时间(h)

　　1

　　-1

　　-1

　　0

　　35

　　1:1:1:2

　　96

　　1.76

　　2

　　-1

　　1

　　0

　　35

　　1:1:1:6

　　96

　　2.15

　　3

　　1

　　-1

　　0

　　39

　　1:1:1:2

　　96

　　1.45

　　4

　　1

　　1

　　0

　　39

　　1:1:1:6

　　96

　　1.91

　　5

　　0

　　-1

　　-1

　　37

　　1:1:1:2

　　84

　　1.65

　　6

　　0

　　-1

　　1

　　37

　　1:1:1:2

　　108

　　2.32

　　7

　　0

　　1

　　-1

　　37

　　1:1:1:6

　　84

　　2.36

　　8

　　0

　　1

　　1

　　37

　　1:1:1:6

　　108

　　2.48

　　9

　　-1

　　0

　　-1

　　35

　　1:1:1:4

　　84

　　1.94

　　10

　　1

　　0

　　-1

　　39

　　1:1:1:4

　　84

　　1.47

　　11

　　-1

　　0

　　1

　　35

　　1:1:1:4

　　108

　　1.84

　　12

　　1

　　0

　　1

　　39

　　1:1:1:4

　　108

　　1.75

　　13

　　0

　　0

　　0

　　37

　　1:1:1:4

　　96

　　2.42

　　14

　　0

　　0

　　0

　　37

　　1:1:1:4

　　96

　　2.39

　　15

　　0

　　0

　　0

　　37

　　1:1:1:4

　　96

　　2.40

　　3.2.2响应面分析方案及结果

　　对表1中活菌数Y及3个因素A、B、C的数值,利用Design Expert 7·0软件进行回归分析,得到以下回归方程:

　　Y=2.40333-0.13875A+0.21500B+0.1215C+0.017500AB+0.09500AC-0.13750BC-0.51917A2-0.066667B2-0.13417C2

　　回归方程的方差分析见表2。

　　表2回归方程的方差分析

　　Tab.2 Variance analysis of items of regression equation

　　来源

　　自由度

　　平方和

　　均方

　　F

　　Prob﹥F

　　回归模型

　　9

　　1.78

　　0.20

　　21.07

　　0.0018

　　A

　　1

　　0.15

　　0.15

　　16.37

　　0.0099

　　B

　　1

　　0.37

　　0.37

　　39.31

　　0.0015

　　C

　　1

　　0.12

　　0.12

　　12.50

　　0.0166

　　AB

　　1

　　1.225E-003

　　1.225E-003

　　0.13

　　0.7330

　　AC

　　1

　　0.036

　　0.036

　　3.84

　　0.1074

　　BC

　　1

　　0.076

　　0.076

　　8.04

　　0.0365

　　A2

　　1

　　1.00

　　1.00

　　105.78

　　0.0001

　　B2

　　1

　　0.016

　　0.016

　　1.74

　　0.2438

　　C2

　　1

　　0.066

　　0.066

　　7.06

　　0.0450

　　残差

　　5

　　0.047

　　9.408E-003

　　失拟项t

　　3

　　0.047

　　0.016

　　76.54

　　净误差

　　2

　　4.667E-004

　　2.333E-004

　　总误差

　　14

　　1.83

　　R=0.9871

　　由F检验,当Prob>F值小于0.05即可认为该指标显著,当小于0.01时即为高度显著(Prob>F即为F检验的P值)。从表2可以看出,整体模型的“Prob>F”值小于0.01表明该二次方程模型高度显著;R=0.9871,表明回归方程能够很好地模拟真实的曲面。从回归方程各项方差的进一

　　步检验可看出:A2和C2为显著性影响因素,而且方程的失拟项很小,表明该方程对实验拟合情况好、误差小,因此可用该回归方程代替实验真实点对实验结果进行分析和预测。为了更直观地反映各因素间的相互作用对提取率的影响,采用MINITAB软件,做出特定的响应面Y对应的因素A、B、C构成的三维空间,可以直观反映各因素交互作用对响应值的影响,结果如图5~图7所示。比较图5~图7可知:发酵温度与培养时间的影响显著,表现为曲线较陡;而菌种比例次之,表现为曲线较为平滑,且随其数值的增加或减少,响应值变化较小。

　　图5 培养时间与发酵温度对活菌数的响应面及等高线图

　　Fig.5　Surface plot and contour plot of effects of fermentation time and different temperture on the sum of living bacteria

　　图6 发酵温度与接种比例对活菌数的响应面及等高线图

　　Fig.6　Surface plot and contour plot of effects of different temperture and noculum ratio on the sum of living bacteria

　　图7 培养时间与菌种比例对活菌数的响应面及等高线图

　　Fig.7　Surface plot and contour plot of effects of fermentation time and noculum ratio on the sum of living bacteria

　　由该系统optimization软件确定出最佳培养条件为：料水比1:10、发酵温度37℃、菌种比例1:1:1:4、培养时间4d.为了更好的符合实际操作，在上述工艺条件下经过回归方程计算活菌数达2.4×108个/ml.

　　就上述选取的工艺条件进行验证实验,结果如表3所示。

　　表3最佳条件下的实验值(n=3)及方程值

　　Tab.3 The experimental(n=3)and equational

　　values of the optimum extraction conditions

　　最佳条件

　　活菌数

　　(108个/ml)

　　实验值

　　发酵温度37℃

　　菌种比例1:1:1:4

　　培养时间4d

　　2.387

　　方程预测

　　发酵温度37℃

　　菌种比例1:1:1:4

　　培养时间4d

　　2.403

　　从表3可以看出，实验值与理论值比较接近，这说明利用响应面分析法得到的培养条件参数是真实的，具有实用价值。

　　3.3菌体形态图

　　图a、图b和图c从左到右分别是35℃、37℃和39℃在接种比例1:1:1:2、1:1:1:4和1:1:1:6发酵终期时菌体形态图。由图可见：随温度的升高，酵母菌数量降低，乳酸菌数目增多，尤其是39℃时嗜热链球菌增长明显;综合考虑，37℃时四种菌分布相对比较均匀，总菌数也较好。

　　图a -1

　　图a-3

　　图a-2

　　图b-1

　　图c-1

　　图c-2

　　图c-3

　　图b-3

　　图b-2

　　< >结论国内外益生菌生产应用现状[J]饲料研究 , 2004,(06)

　　[2] 张勇，刘勇，张和平.世界益生菌产品研究和发展趋势[J].中国微生物学杂志,2009,02,187-190

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