響應(yīng)面優(yōu)化實驗

1、實驗報課程名稱：發(fā)酵工藝及其優(yōu)化實驗名稱:響應(yīng)面優(yōu)化實驗生物工程口， 號:060512212名:泌理實驗地點:篤行樓303實驗日期:2015年5月16日常熟理實驗?zāi)康暮鸵?. 了解響應(yīng)面優(yōu)化實驗的原理。2. 熟悉design expert軟件的基本操作。3. 熟悉響應(yīng)面優(yōu)化實驗的具體流程。4. 優(yōu)化香菇多糖發(fā)酵培養(yǎng)基實驗器材Desig n expert 軟件實驗原理和方法香菇多糖：是一種生理活性物質(zhì)。它具有抗病毒、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫功能和刺激干擾素 形成等功能。提取方法：從香菇子實體或經(jīng)深層發(fā)酵后的發(fā)酵液中提取。香菇子實體生長周期長，產(chǎn) 量和多糖得率均較低。而深層發(fā)酵培養(yǎng)香菇菌絲體不僅發(fā)酵液中

2、含有與子實體相當(dāng)或更高的 營養(yǎng)物質(zhì)，同時還可利用農(nóng)副產(chǎn)品作原料，成本低，周期短，易于大規(guī)模生產(chǎn)，因此已得到 廣泛應(yīng)用于重視。2-7 個, 2水平的響應(yīng)曲面設(shè)計方法(Response SufaceMethodology， RSM)是利用合理的試驗設(shè)計方法并通 過實驗得到一定數(shù)據(jù)，采用多元二次回歸方程來擬合因素與響應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系，通過對 回歸方程的分析來尋求最優(yōu)工藝參數(shù)，解決多變量問題的一種統(tǒng)計方法(又稱回歸設(shè)計) 響應(yīng)面曲線法的使用條件有：確信或懷疑因素對指標(biāo)存在非線性影響；因素個數(shù) 一般不超過4個；所有因素均為計量值數(shù)據(jù)；試驗區(qū)域已接近最優(yōu)區(qū)域；基于 全因子正交試驗。進行響應(yīng)面分析的步驟為

3、：確定因素及水平，注意水平數(shù)為2,因素數(shù)一般不超過 4個，因素均為計量值數(shù)據(jù)；創(chuàng)建"中心復(fù)合”或"Box-Behnken ”設(shè)計；確定試驗運行順序(Display Design);進行試驗并收集數(shù)據(jù)；分析試驗數(shù)據(jù)；優(yōu)化因素的設(shè)置水平。 響應(yīng)面優(yōu)化法的優(yōu)點：考慮了試驗隨機誤差響應(yīng)面法將復(fù)雜的未知的函數(shù)關(guān)系在小區(qū)域 內(nèi)用簡單的一次或二次多項式模型來擬合，計算比較簡便，是降低開發(fā)成本、優(yōu)化加工條件、 提高產(chǎn)品質(zhì)量，解決生產(chǎn)過程中的實際問題的一種有效方法與正交試驗相比，其優(yōu)勢是在 試驗條件尋優(yōu)過程中，可以連續(xù)的對試驗的各個水平進行分析，而正交試驗只能對一個個孤 立的試驗點進行分析。

4、曲 j Dwb'J £ H .-"Jtaa. iOrtBLH-P= h-i4C»hwL :I Li u他JI 皿”1 E*l-M Ji iitHiiEsfi - nAHi J_ lUBU.豈尙SfM» -叮 P*nh«HT4> WarwMSI I faar I I gr) bh.I 也轡屮嚴(yán)常氣亡加 M*.a a rt "i I d fl dru-hfn TiuJ1wiB1«lf*-HIr-M*«*二屮二|竹.4.試驗方案形成 »*=沖cjLsrwaE- -J曲 Virv WapgtiLv

5、IXri尹 Te4 >p 耳aJUJr'Ir- "."rrij-、*卜:_ L,少ajjfc*z-ifSPis' ITaar J JP r rg-“pl .這21-11 EVinrq<7Ti:Hn2$Hamqm? la-M *»«IZJi»1 B1 EWHdl D- q«f iEH!i|kt睡1蛋1 asi|：-k rffc-MFT：&曰-1 n IEII上D(ini.na砂-j"t n刊聞-引 ZhewL-r.Ar占m個7lUh気h近4，*p7F1 jji2ilA lUh麻1 3filJ

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7、mrtWCrrll!gh*i«FtfTSfIBMPHa-3-ii Ti 1a<c;AHOiAU£WIMLn*iiEM4BI:WT*urr46C04TU利用系統(tǒng)軟件SAS8.0對表5實驗數(shù)據(jù)進行二次多項回歸擬合，通過RESEG響應(yīng)面回歸)過程進行數(shù)據(jù)分析，建立二次響應(yīng)面回歸模型，并尋求最優(yōu)相應(yīng)因子水平，得到回歸方程:Y=2.136667+0.44625X1+0.045X2-0.01375X3-0.44583X12-0.13833X22-0.09083X32-0.1175X1X2+0.015X1X3-0.0725X2X3模型的F檢驗值在a =0.05時遠大于F( 9,5

8、) =4.77，說明方程有很高的顯著性。> 4k fiR g g*gin p £H PlHh>k>EHM<u3 jWl” Z.I Li U*M . w丨a. h ” .'*1 W(nzMwi'Ivwu&士Eh««4,A 鼻Ku：il爭fam*<詢g'L二沖rtnn rt n vr 竺蟲，苓b 曲CfDtwv nvFi Tovk 'Wp Tm £Qfc jr S * V卉Lo屮一.二II i：咆Z赳血、亶 h -L1 rTTiMPn，6 3r*c 石 I-叮 WP'em-4 r訐

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10、 Marw-nii辛550j«rr-mj：77：:nM«CwltwMuuiLR2=0.9973表明方程模型與實驗數(shù)據(jù)有99.73%的符合度，調(diào)整后的R2adj=0.9925，表明方程模型有很高的可信度。6.正態(tài)分布圖CfptiuT>?v4門：£a%r5 * V7. Residuals vs PredictedI 石5 S-lfi -:fTi 片：;*ri-EV Tb7 d u *L If-卜n*lr¥i-虹-二 U 2 Ze"1 Ei*-d'F|eO«Sx，.- lUwU 6-g PWlPwCH * gR¥mg

11、h arwnn 負 M A y I 如i.EfiP9JI=吾rvrs aihw«iu_8. Predicted vs Actual9.實驗實際值和方程預(yù)測值I K5 l-rl'i1門廠片:Wp' Tj' a JU * f s H w沖rq h，j4U lidiriiE"1 EvlklA d'f加電*.Cin，L CT*Brt b I鼻-T FwiF-km *1 Lw! 白hM»Cm*jLI Fail 八*1Dwuil-riEE:IIrI.IC1 19><£! =1 lUmija' Vd上站AUlA1 I

12、H rr"I-14Uga1 Ji 4.支 Eai1 IM134.31、M.44p20±昂L«ll|1U1啦OK-drtZIIHrIS-idU1 忖4U4 94«kS>-a WP鼻ir»«4也0SlI2hIIU-LIU-hEILdUdOvE怦2I-2*Ha.卻1 JUq.pL-HIair-dw*屮汕4*<ri ®1也Z44導(dǎo)中如f»<=H 譏 hMWWC-C I I .14V*n51h10.等高線圖-T''E Eifl- Yl4.Ljj !Tn4 兩 p "Tip5 .音荀

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17、3%),丫=2.2487g/L。所以產(chǎn)多糖最高時的培養(yǎng)基組成為：葡萄糖2.2533%,魚粉0.9756%, VB10.003%, NaCI0.8%, MgSO4 7H2O0.1%，F(xiàn)eS04 7H2O0.04%, KH2PO0.0993%, 初始pH值5.5。' V12.用RSM®測最優(yōu)值If g ImI -Rk fifr 丫“F十.li. Te4 Fp Tmd U .J h士 kr W；B g!a *«* K-= ZtSKt* 11#*L ：M«MI E IIM-a.屮碎1riiljwJi鼻M4 y*h 'ft- taMr« b T P

18、vi Rwuaq.tnaiijrgi;血yfik 曲 VJClii VML-7T Tn4 Bfepp 耳 W H P » V-. fi Fsti powJprI"! h Ji £ih.占-ar SuhLHJTkbmrulUL I ctw- 4問Hr-1H.Fdh 3H*a根據(jù)最優(yōu)培養(yǎng)基配方對模型進行驗證，香菇菌絲體產(chǎn)粗多糖為2.33g/L ,實際值與預(yù)測值的誤差為+3.61%0初始培養(yǎng)基條件下總多糖產(chǎn)量為0.80g/L，優(yōu)化后提高了 1.91倍。該結(jié)果表明，響應(yīng)面法優(yōu)化產(chǎn)香菇粗多糖最佳培養(yǎng)基是可行有效的。-心卜-L u j 皿BC MiIMI-J叩即g*.” n*vi塾 JvHruJ-叮伽hflfw*LrtIR iwi -JlMIfen p »HHi OPUC<iUa In4転 >h4UUUUd«l4-耳13IIII4MHH*44ir4llkHnL HBIIWH-W>欣'MT» ITT=E占E-?*9'3匚,