第17卷第1期渝州大学学报(自然科学版)2000年3月Vol.17No.1JOURNALOFYUZHOUUNIVERSITY(Nat.Scien.Edit.)Mar.2000文章编号:1006-3293(2000)01-0014-06均匀设计和正交设计在微生物最佳培养基配方中的应用X杨波涛(无锡轻工大学食品学院,江苏无锡214036)摘要通过对均匀设计和正交设计在寻找微生物最适培养基中的应用实例的讨论,比较了这两种设计的特点。关键词正交设计;均匀设计;微生物;培养基中图分类号:Q93-335文献标识码:A初做实验工作的同志往往以为数理统计只是用在实验做成以后,实际上许多实验在未做之前就要预先考虑和安排,这就是实验设计。实验设计是整个科学实验中不可缺少的一个环节,试验安排得好,试验次数不多,就能得到满意的结果,安排得不好,会事倍功半,劳而无功。试验设计的方法很多,在食品发酵等学科研究课题中已广泛应用正交设计[1]。七十年代末期,我国科学工作者王元和方开泰教授经过深入研究提出了均匀设计这一实验设计方法,从此均匀设计在我国得到广泛应用并取得不少成果[2]。近年来有不少学者开始把均匀设计用于寻找微生物最佳培养基配方上,而大部分学者仍然使用正交设计来寻找微生物培养基的最佳配方。通过对正交设计和均匀设计确定微生物最佳培养基配方实验的分析,讨论两种实验设计的特点。1正交设计与均匀设计正交设计就是从“均匀分散、整齐可比”的角度出发用正交表来安排少量的试验,从多个因素中分析出哪些是主要的,哪些是次要的,以及它们对实验的影响规律,从而找出较优的工艺条件。正交表是正交试验设计中安排试验和分析实验的工具,用正交表安排的实验方案具有代表性,能够比较全面地反映各水平对指标影响的大致情况。如果仅考虑“均匀分散”,而不考虑“整齐可比”,完全从“均匀分散”的角度出发的实验设计,叫做均匀设计。均匀设计按均匀设计表来安排实验,均匀设计表在使用时最应值得注意的是均匀设计表中各列的因素水平不能象正交表那样任意改变次序,而只能按照原来的次序进行平滑,即把原来的最后一个水平与第一个水平衔接起来,组成一个封闭圈,然后从任一处开始定为第一个水平,按圈的原方向和相反方向依次排出第二、第三水平。X收稿日期:1999-01-14;修订日期:1999-12-01作者简介:杨波涛(1972-),男,助教,硕士。第1期杨波涛:均匀设计和正交设计在微生物最佳培养基配方中的应用512正交设计和均匀设计的运用实例例1[3]:对诱变结果反复筛选后得到的一株有较高酶活力的生产菌,在基本发酵培养基上摇瓶发酵,酶活力为5630u/ml,经多次传代,产酶性状稳定,命名为B·SHD4,以基础培养基为基础,以玉米粉、豆饼粉、麸皮为试验因素,磷酸盐浓度保持不变,选用L9(33)正交试验对培养基进行优化,以酶活力为指标。试验安排及结果见表1、表2。表1三因素三水平因素水平玉米粉(%)豆饼粉(%)麸皮(%)151531541025103103103415215215表2培养基正交试验及结果因素水平酶活力编号玉米粉豆饼粉麸皮u/ml111156322122814031335148421361605221809662326424731243128323682093317480表3五因素十一水平因素水平玉米粉(g/100ml)大米粉(g/100ml)面粉(g/100ml)麸皮(g/100ml)赤砂糖(g/100ml)10000011201501201401301231100140180160134115016112019014521001811611201562151102101150167310112214118017831511421821101894101163122140191041511831621711011510210410310111渝州大学学报61(自然科学版)第17卷表4金针菇培养基试验安排及结果因素水平试验号生物量(%)玉米粉大米粉面粉麸皮赤砂糖11235711102246103118033694102179448196118855104322140661789218077310253110885271313099751831501010986431601111111111113125通过极差分析可知,三种成分中影响最大的是豆饼粉,较优的发酵培养基为玉米粉510%,豆饼粉310%,麸皮410%。例2[4]:选用天然来源,价格低廉的粗料(农副产品)作为金针菇的发酵培养基,可以得到很高的菌