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本试验旨在以纳豆芽孢杆菌固态发酵菜籽粕,以纳豆激酶的产量为考核指标,在单因素试验基础上,采用响应而法优化发酵培养基组成和发酵条件,并对发酵过程中的主要参数的变化进行检测,力求发现其相关性,建立固态发酵动力学模型。将上述所得的最佳发酵生产工艺及动力学模型运用到浅盘发酵的生产方式,进行菜籽粕固态发酵产纳豆激酶研究,为工业化生产提供依据。研究结果如下:1.为优化以菜籽粕与麸皮为基质产纳豆激酶的培养基组成,在单因素试验基础上,选择不同速效氮源、速效碳源、无机盐的种类及其添加量为自变量,纳豆激酶酶活为响应值,利用Box-Behnken中心组成设计原理,设计了三因素三水平的响应而试验,建立回归模型。经响应而分析,回归模型具有较高的拟合度。结果显示优化后培养基组成为:菜籽粕:麸皮7:3,初始固液比1.0:0.8的基础培养基中,添加尿素0.40g/100g、葡萄糖0.55g/100g、氯化钙0.35g/100g,在初始pH值7.0,温度37℃条件下发酵48h纳豆激酶酶活可达3935.07U/g。2.利用优化后的的培养基配方,采用Plackett-Burman试验设计,以产纳豆激酶酶活为响应值,对7种因素(接种量、种龄、发酵温度、发酵时间、基质厚度、初始固液比、初始pH值)的重要性进行考察。结果显示发酵温度、初始固液比、发酵时间对响应值的影响显著。利用中心组合设计进一步优化产纳豆激酶的发酵条件,对模型进行分析得到纳豆芽孢杆菌固态发酵菜籽产纳豆激酶的最优发酵条件为:发酵温度36.01℃,初始固液比1.0:0.9,发酵时间92.81h,在此条件下纳豆激酶酶活可达6031.33U/g。3.利用第1、2部分试验优化后的培养基和发酵条件进行最佳条件下的菜籽粕固态发酵产纳豆激酶试验,定期检测发酵过程的主要控制参数,包括纳豆激酶、活菌数、芽孢数、氨基酸态氮、还原糖,对数据进行整理分析,借鉴液体发酵动力学研究方法,分别选用Logistic模型和用Leudeking-Piret模型建立发酵过程中纳豆芽孢杆菌生长、纳豆激酶形成的动力学模型。结果表明在0至108h的发酵时间范围所选模型能够很好的拟合纳豆芽孢杆菌生长和纳豆激酶生成的计算值和实测值。试验进一步了解了发酵过程中菌体生长和产物形成的规律,及各参数之间的关系,为接下来的浅盘试验工艺控制提供科学的理论依据。4.利用上述所得的最佳培养基红成和发酵条件,将动力学研究结果应用到浅盘发酵的生产方式,采用不同初始固液比和基质厚度配制固态发酵培养基,测定发酵产物的活菌数、芽孢数、纳豆激酶活力、还原糖及氨基酸态氮等指标的结果,应用动力学研究的预测结果,对菜籽粕固态发酵产纳豆激酶进行扩大培养,为工业化生产提供依据。