響應面法在生物過程優(yōu)化中的應用.pdf

1、響應面法是目前最常用的優(yōu)化方法之一，是數(shù)學方法和統(tǒng)計方法結(jié)合的產(chǎn)物，它是利用統(tǒng)計學的綜合試驗技術(shù)解決復雜系統(tǒng)變量與響應之間關(guān)系的一種方法，用來對所感興趣的響應受多個變量影響的問題進行建模和分析的，其最終目的是優(yōu)化該響應，廣泛應用于生物過程、化學過程、食品工程及其他工程領域的過程優(yōu)化。本文對響應面法的基本原理、試驗設計的方法、試驗數(shù)據(jù)的處理以及其應用進行了概述，并以響應面為分析方法，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計(CCD)和Box-Behnken試驗設計(BBD)對這兩個過程進行了試驗設計、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計，設計了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行了檢驗；通過響應面優(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；在此基礎上，運用Box-Behnken設計3因素3水平共17個試驗點的試驗方案，運用響應面法擬合了影響α-淀粉酶的發(fā)酵水平的二次多項數(shù)學模型。通過方差分析，模型的顯著性、因素的顯著