2 结果与讨论

2.1 LR-ZB1107-01的生长规律

通过丹麦Biosense系统实时监测得到的鼠李糖乳杆菌LR-ZB1107-01的生长曲线（基于OD600值）及pH值变化曲线如图1所示。监测数据表明：鼠李糖乳杆菌LR-ZB1107-01在接种后0~6 h适应培养基中的新环境，经历迟滞期，此阶段OD600值增长缓慢；接种后6~18 h为对数增长期，OD600值上升速率最快，与此同时，pH值也在不断下降，表明细菌代谢产生的有机酸等物质积累并开始抑制其繁殖；接种后18~22 h，OD600值保持稳定，进入稳定期；接种22 h后，随着营养物质逐步消耗，OD600值开始下降，进入衰亡期。通过对数期OD600值与平板计数的标定曲线换算，得出在所述培养条件下，菌体在生长过程中的最大活菌数可达7.97×107 CFU/mL。

2.2 LR-ZB1107-01营养物质的单因素优化

2.2.1 碳源（葡萄糖）添加量对LR-ZB1107-01活菌数的影响

当葡萄糖添加量低于2%时，LR-ZB1107-01的活菌数随着葡萄糖添加量的增大而增加；当葡萄糖添加量继续增大时，LR-ZB1107-01活菌数下降。根据方差分析结果，葡萄糖的添加量对LR-ZB1107-01活菌数的影响显著(P<0.05)。很显然，LR-ZB1107-01可以利用葡萄糖作为碳源进行生长代谢，但是当葡萄糖添加量达到一定值时，菌体利用率已达极限，继续添加对其生长没有帮助。因此，确定葡萄糖的最佳添加量为2%，此时LR-ZB1107-01活菌数为(2.67±0.29)×108 CFU/mL。

2.2.2 氮源添加量对LR-ZB1107-01活菌数的影响

从图3(a)可以看出：当酵母粉添加量为3.5%时，获得的LR-ZB1107-01活菌数最多，此时酵母粉作为氮源适宜该菌株的生长，活菌数达(1.03±0.02)×108 CFU/mL。当酵母粉添加量大于3.5%时，活菌数开始下降，说明过多的酵母粉会产生一定的底物抑制作用，从而抑制菌株的生长。从图3(b)可以看出：当蛋白胨添加量为3.5%时，获得的LR-ZB1107-01活菌数最多，此时菌株的生长状况最佳，活菌数达(4.07±0.69)×108 CFU/mL；当蛋白胨添加量过大时，氮源利用效率降低。

2.2.3 生长因子添加量对LR-ZB1107-01活菌数的影响

结果表明：在基础培养基中添加0.020%的硫酸锰时，LR-ZB1107-01的活菌数最多，达(5.07±0.37)×108 CFU/mL（如图4(a)所示）；添加0.10%的硫酸镁时，活菌数达(3.87±0.19)×108 CFU/mL（如图4(b)所示）；添加0.03%的D-异抗坏血酸时，活菌数最多，达(4.10±0.14)×108 CFU/mL（如图4(c)所示）；添加0.06%的维生素B1时，活菌数达(4.43±0.65)×108 CFU/mL（如图4(d)所示）；添加0.03%的维生素C时，活菌数达(3.80±0.29)×108 CFU/mL（如图4(e)所示）；添加0.04%的叶酸时，活菌数达(2.04±0.16)×108 CFU/mL（如图4(f)所示）。

2.3 Plackett-Burman实验结果及分析

使用Design Expert 11软件进行培养基优化实验设计。选择葡萄糖、酵母粉、蛋白胨、硫酸锰、硫酸镁、D-异抗坏血酸、维生素B1、维生素C、叶酸这9种单因素进行分析，实验结果表明，当培养基中分别含有（以MRS培养基为基础培养基）2%葡萄糖、3.5%酵母粉、3.5%蛋白胨、0.020%硫酸锰、0.10%硫酸镁、0.03% D-异抗坏血酸、0.06%维生素B1、0.03%维生素C、0.04%叶酸时，获得的菌悬液活菌数最多，因此选择这几个添加量作为基准，进行Plackett-Burman实验和Box-Behnken优化实验。

利用Design Expert 11软件对表1中的数据进行分析，结果见表2。

由表2可知，在促进LR-ZB1107-01生长方面，D-异抗坏血酸、硫酸镁和蛋白胨的贡献度最高，分别为40.963%、21.449%和13.138%。说明在这9种促进因子中，加入D-异抗坏血酸、硫酸镁和蛋白胨，对于LR-ZB1107-01的生长促进作用较其他更为明显，相应的贡献值远高于其他因子。因此，选择D-异抗坏血酸、硫酸镁和蛋白胨作为研究对象进行下一步的Box-Behnken优化实验。

表1 Plackett-Burman实验结果

试验号	A/%	B/%	C1%	D1%	E1%	F1%	G/%	H/% H/%	I/%	活菌数/(108CFU·mL-1)
1	0	4	4	0.015	0.12	0.04	0.07	0.02	0.03	5.27±0.09
2	0	4	4	0.025	0.08	0.02	0.05	0.04	0.03	8.50±0.04
3	0	4	3	0.025	0.12	0.02	0.07	0.04	0.05	6.90±0.11
4		3	3	0.015	0.12	0.02	0.07	0.04	0.03	8.40±0.14
5	0	3	3	0.025	0.08	0.04	0.07	0.02	0.05	7.13±0.13
6	0	3	3	0.015	0.08	0.02	0.05	0.02	0.03	10.7±0.057.30±0.07
7	3	4	3	0.015	0.08	0.04	0.05	0.04	0.05	7.30±0.07
8	3	4	4	0.015	0.08	0.04	0.07	0.02	0.05	8.20±0.08
9	3	3	4	0.025	0.12	0.02	0.05	0.02	0.05	6.97±0.14
10	3	3	4	0.025	0.08	0.04	0.07	0.04	0.03	6.40±0.05
11	0	3	4	0.015	0.12	0.04	0.05	0.04	0.05	6.20±0.15
12	3	4	3	0.025	0.12	0.04	0.05	0.02	0.03	6.90±0.04

表中，A为葡萄糖添加量，B为酵母粉添加量，C为蛋白胨添加量，D为硫酸锰添加量，E为硫酸镁添加量，F为D-异抗坏血酸添加量，G为维生素B1添加量，H为维生素C添加量，I为叶酸添加量；表2同。

表2 Plackett-Burman实验结果分析

变量	校正结果	均方	贡献度/%
A	0.0041	0.0005	0.068
B	-0.0238	0.0017	2.295
C	-0.0569	0.0097	13.138
D	-0.0225	0.0015	2.055
E	-0.0727	0.0159	21.449
F	-0.1005	0.0303	40.963
G	-0.0397	0.0047	6.400
H	-0.0076	0.0002	0.233
I	-0.0242	0.0018	2.366

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