響應(yīng)面法在生物過程優(yōu)化中的應(yīng)用.pdf

1、響應(yīng)面法是目前最常用的優(yōu)化方法之一，是數(shù)學(xué)方法和統(tǒng)計方法結(jié)合的產(chǎn)物，它是利用統(tǒng)計學(xué)的綜合試驗技術(shù)解決復(fù)雜系統(tǒng)變量與響應(yīng)之間關(guān)系的一種方法，用來對所感興趣的響應(yīng)受多個變量影響的問題進(jìn)行建模和分析的，其最終目的是優(yōu)化該響應(yīng)，廣泛應(yīng)用于生物過程、化學(xué)過程、食品工程及其他工程領(lǐng)域的過程優(yōu)化。本文對響應(yīng)面法的基本原理、試驗設(shè)計的方法、試驗數(shù)據(jù)的處理以及其應(yīng)用進(jìn)行了概述，并以響應(yīng)面為分析方法，以微生物MAP-3降解氧化樂果過程和米曲霉產(chǎn)α-淀粉酶過

2、程為主要研究對象，分別選取了中心組合試驗設(shè)計(CCD)和Box-Behnken試驗設(shè)計(BBD)對這兩個過程進(jìn)行了試驗設(shè)計、過程分析及優(yōu)化。
　　 在微生物MAP-3降解氧化樂果過程中，首先選用中心組合試驗設(shè)計，設(shè)計了4因素5水平的試驗方案，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)擬合了影響氧化樂果降解率的二次多項回歸模型。通過方差分析，對模型的顯著性、試驗因素的顯著性、因素間交互作用的顯著性及試驗值的可靠性進(jìn)行了檢驗；通過響應(yīng)面優(yōu)化找到了氧化樂果降解的最

3、佳條件和最大降解率。模型預(yù)測值于試驗值非常接近，較優(yōu)化前有了明顯提高。
　　 在米曲霉產(chǎn)α-淀粉酶發(fā)酵培養(yǎng)基的過程中，首先利用Plackett-Burman試驗設(shè)計從影響發(fā)酵水平的7個影響因素中篩選出三個關(guān)鍵因素：豆粕粉、pH值和FeSO4·7H2O；在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用Box-Behnken設(shè)計3因素3水平共17個試驗點(diǎn)的試驗方案，運(yùn)用響應(yīng)面法擬合了影響α-淀粉酶的發(fā)酵水平的二次多項數(shù)學(xué)模型。通過方差分析，模型的顯著性、因素的顯著