全 文 ：第6卷第2期
2008年3月
生物加工过程
ChineseJournalofBioprocessEngineering
Mar．2008
· 53·
响应面法优化以豆饼粉为基质发酵猪苓菌
张 鑫1’2，余晓斌1’2
(1．江南大学 生物工程学院，无锡214122；
2．江南大学 工业生物技术教育部重点实验室，无锡214122)
摘要：为了提高豆饼粉的附加值，以豆饼粉为液体基质发酵猪苓茵。首先用Plackett—Burman方法筛选出影响菌
体产量的主要因素，继而采用中心组合设计及响应面分析确定主要影响因子的最佳浓度。通过实验发现，当豆饼
粉质量分数为3．7％。蛋白胨质量分数为0．6％，MgSO。质量分数为0．27％时，茵体产量达到最大值47．44g／L。
关键词：豆饼粉；猪苓茵；响应面法
中图分类号：Q815 文献标识码：A 文章编号：1672—3678(2008)02—0053-03
OptimizationofPolyporusumbellatusfermentedfrom
soybeanc kebyresponsesurfacemethodology
ZHANGXinl-．YUXiao．binl’2
(1．SchoolofBiotechnology，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China；
2．KeylaboratoryofIndustrialB otechnologyoftheMinistryofEducation，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)
Abstract：Inordertoimprovesoybeanc keaddedvalue。soybeancakewereutilizedasmediumtofer．
mentPolyporusumbellatus．Firstly，theprimefac orsaffectingmyceliaproductionwereselect dbymeans
ofPlackett—Burmandesig ；Then，ac tralcompositedesignwasusedtooptimizetheprimefactorsand
theresultswereshowninresponsesurfacepolts．Whenthemediumco prisedsoybeanc ke3．7％．pep-
tone0．6％，MgS040．27％，themaximumyceliaproductioncouldreach47．44rJL．
Keywords：soybeancake；Polyporusumbellatus；responsesurfacemethodology
猪苓Polyporusumbellatus(Fries)是中国传统药
用真菌中使用非常广泛的一种，也被叫做Grifola
umbellate或Chuling【l-21。猪苓有着出众的抗肿瘤
作用‘31。
我国是世界上种植大豆的主要国家，目前国内
大豆食品行业每年约生产2000t豆饼MJ。豆饼粉
一般含粗蛋白43％，粗纤维5％左右；磷为0．5％，
钙不足0．3％；缺少维生素A、D，而B族维生素较为
丰富。尽管豆饼粉的营养价值很高，但由于技术开
发和开发成本等方面的原因，长期以来豆饼粉没有
很好地被利用，大多直接作为饲料来使用HJ。而以
豆饼粉为基质发酵生产猪苓菌，不但可以提供猪苓
发酵所需的氮源，而且还可以起到诱导猪苓生长的
作用。本研究以豆饼粉为基质发酵生产猪苓菌，既
能降低成本，又能提高豆饼粉的附加值。
收稿日期：2007—11-06
基金项目：教育部长江学者和创新团队发展计划(IRT0532)
作者简介：张鑫(1982一)。男，山西太原人。硕士研究生，研究方向：发酵工程。
联系人：余晓斌，教授，E-mail：xbyu@jitmgnan．edu．cn
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·54· 生物加工过程 第6卷第2期
1材料与方法
1．1材料
猪苓菌株(Polyporusumbellatus)由本实验室筛
选保藏。
1．2方法
1．2．1猪苓的液体发酵培养
将保存的斜面菌种接种到新鲜的斜面培养基
上，于28℃培养7d，进行菌种活化。再将活化后
的菌种移接到盛有100mL培养液的250mL三角瓶
中，在160r／rain摇床于28℃培养7d，得摇瓶种
子；把摇瓶种子移接到盛有150mL培养液的500
mL三角瓶中，接种量为10％，28℃，160r／min的
摇床培养4d。
1．2．2生物量测定
准确量取100mL发酵产物，经3000r／min速
度离心30rain，取菌丝体，用无菌生理盐水洗涤离
心后烘干称量，以干菌体的质量为生物量。
1．2．3蛋白质质量测定
Folin一酚试剂法怕J，以牛血清白蛋白为标准品。
1．2．4发酵条件优化方法
利用SAS软件设计二水平实验分析各因素的
主效应。继而根据Box—Benhnken的中心组合实验
设计原理，进一步进行3因素3水平响应面分析试
验。发酵培养基中其他组成为(g／L)：玉米粉10，
麸皮3，KH2P042，蔗糖40。
2结果与讨论
2．1二水平设计
用SAS软件的二水平设计分析蔗糖、豆饼粉、
玉米粉、KH：PO。、MgSO。、蛋白胨6个因素的主效
应，其他因素不变，以菌丝体量的变化为响应值。
试验结果表明豆饼粉、蛋白胨、MgSO。对菌丝体量
有显著影响。因此，利用响应面分析对豆饼粉、蛋
白胨、MgSO。3个发酵条件进行更深入研究。
2．2响应面分析
根据Box—Benhnken的中心组合实验设计原理，
进一步进行3因素3水平的响应面分析试验，实验
因素水平设计如表1，15个试验点给出的实验结果
如表2。15个实验点可以分为2类，其一是析因点，
自变量取值在蜀，恐，恐所构成的三维顶点，共有12
个析因点；其二是0点，为区域的中心点，0点试验
重复3次，用以估计试验误差。
表1响应面分析试验因素水平表
Table1 Tableoffactorandlevelinresponse
glllfacemethodanalysis
表2实验方案与结果
Table2 Experimentdesignandresult
根据表2的实验结果，用SAS统计分析软件进
行多元回归分析和方差分析。从方差分析表3中可
以看出，方程一次项、二次项的影响都是显著的，交
互项作用影响不显著，故交互项可以省略。因此，
各具体试验因子对响应值的影响并不是简单的线
性关系。经回归拟合后，试验因子对响应值的影响
可用回归方程表示：Y=45+3．8625X1+1．55五+
7．8125X3—3．775X】Xl一2．125X1置一0．35Xl3一
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2008年3月 张鑫等：响应面法优化以豆饼粉为基质发酵猪苓菌 ·55·
6．6L五+O．825X2X3-6．175X3邑。预测值48．26g／L非常接近。
该模型可信度见表4，其中复相关系数的平方
月2=o．9215，说明由这3个因素及其二次项能解释 3 结 论
y变化的模型拟合程度很好。
表3方差分析表
Table3 Tableofvarianceanalysis
表4模型可信度分析
Table4 4-Modelreliabilityanalysis
均值
复相关系数的平方
复线关系数
模型误差的平方根
变异系数
36．1733
0．92150
0．78020
4．0422
11．17457
2．3响应因子水平的优化
对y进行岭脊分析哺】，分析可知，3个因素的最
优试验点(x。，五，鼍)代码值(0．409，一0．012，
0．483)即(3．75，0．60，0．275)，此时y取最大值
48．26g／L。在以上优化的稳定点进行验证试验，共
进行3批次摇瓶试验，试验平均值为47．44g／L，与
利用SAS软件的两水平设计分析，筛选出了影
响猪苓发酵的3个显著因素：豆饼粉，蛋白胨和硫酸
镁。继而根据Box．Benhnken的中心组合实验设计
原理，进一步进行3因素3水平的响应面分析试验，
培养基配方确定为(g／L)：蔗糖40，玉米粉10，豆饼
粉37，蛋白胨6，麸皮3，KH2PO。2，MgS04．7。经
验证，在此培养基配方下，菌丝体量较优化前的
34．54g／L提高了37％，达到47．44g／L。该结果为
提高豆饼粉附加值、生产猪苓制剂提供了一定的
参考。
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