Các thông số của kế hoạch K 2 3 4 5* 5 6* 6 Nhân kế hoạch 22 23 24 25-1 25 26-1 26 α 1.414 1.628 2 2 2.378 2.378 2.828 n0 5 6 7 6 10 9 15
- Đối với mơ bình bậc 2 của Box – Behnken: N = 22. + n0
(N: số thí nghiệm; k: số yếu tố cơng nghệ; n0: số thí nghiệm tại tâm) Các mức của kế hoạch thực nghiệm sau khi được mã hóa gồm (-1; 0; +1).
Sau khi các giá trị hàm mục tiêu có được bằng thực nghiệm đầy đủ cho ma trận kế hoạch thực nghiệm, các bước thực hiện tiếp theo bao gồm:
• Kiểm định sự có nghĩa của các hệ số hồi quy
• Kiểm định sự tương thích của mơ hình đã chọn
• Tối ưu hóa đồng thời nhiều hàm mục tiêu
Phương pháp tối ưu hóa hàm đa mục tiêu (phương pháp hàm nguyện vọng theo Harrington):
- Tối ưu hóa hàm mục tiêu đã chọn bằng phương pháp hàm nguyện vọng, phương pháp này gồm ba bước thực hiện
+ Thiết lập hàm mục tiêu: Yi = fi(X1, X2,..., Xk) có dạng tổng quát
Yk = b0 + + +
+ Chuyển đổi hàm mục tiêu thành hàm vi phân: di = Ti(Yi) + Thiết lập hàm mong đợi: D = g(d1, d2,...,dm)
- Harrington đã đưa ra phương thức tối ưu hóa đa mục tiêu bằng việc xây dựng hàm nguyện vọng, sau đó Derringer và Suich đã cải tiến việc tính tốn hàm nguyện vọng và được sử dụng trong phần mền Design Expert. Hàm nguyện vọng D được tính như sau:
D =
- Trong trường hợp các hàm mục tiêu di có tầm quan trọng hay thứ bậc khác nhau, thì hàm D được tính như sau, có tính đến thứ bậc quan trọng (wi) của các mục tiêu:
D = W =
- Các hàm di được tính như sau:
di = exp [- exp (Yi)] Khoảng chấp nhận một phía (phía trái hoặc phải) di = exp (- Yi) Khoảng chấp nhận 2 phía
2.6. Phân tích thống kê
Dữ liệu thử nghiệm được tính tốn với sai số trung bình và tiêu chuẩn. Dữ liệu trung bình của các công thức được xử lý trên phần mềm Minitab 16. So sánh Duncan được sử dụng để phân biệt từng thí nghiệm. Sự khác biệt được coi là có ý nghĩa khi giá trị p <0.05.
CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM 3.1. Lên men canthaxanthin từ vi khuẩn ưa mặn 3.1. Lên men canthaxanthin từ vi khuẩn ưa mặn
Môi trường giữ giống thạch và hoạt hóa giống Marine Agar 2216 như đã trình bày.
Mơi trường nhân giống thạch YTN: (NH4)2SO4: 1.00g/l; Sucrose: 17.50g/l; Bột nấm men: 30.00g/l; NaCl: 17.50 g/l; Mono sodium glutamate: 6.47g/l; FeSO4: 1.00g/l; MgSO4: 1,00 g/l; Sodium malate (C4H4Na2O5): 1.89 g/l; KH2PO4: 4,50g/l; CoCl2: 2mg/l; Biotin: 0.10g/l; pH = 7; Agar: 25g/l.
Môi trường nhân giống lỏng các cấp và lên men YTN: (NH4)2SO4: 1.00g/l; Sucrose: 17.50g/l; Bột nấm men: 30.00g/l; NaCl: 17.50g/l; Mono sodium glutamate: 6.47g/l; FeSO4: 1.00g/l; MgSO4: 1.00g/l; Sodium malate (C4H4Na2O5): 1.89g/l; KH2PO4: 4.50g/l; CoCl2: 2.00mg/l; Biotin: 0.10 g/l; pH = 7; Dầu phá bọt antifoarm 204: 0.01% (Nhân giống trên thiết bị lên men 50 lít và lên men trên thiết bị 500 lít).
3.1.1. Lựa chọn thành phần mơi trường
Nguồn cơ chất carbon được lựa chọn dựa trên nghiên cứu của Cyplik [104]. Thí nghiệm được tiến hành trên mơi trường cơ bản NB 01 thay thế glucose bằng cơ chất carbon thí nghiệm ở cùng nồng độ. Thông số đánh giá thí nghiệm là hàm lượng canthaxanthin (mg/g); Hàm lượng sinh khối (g/l) và hiệu suất tạo Canthaxanthin (mgCx/l).
Nguồn cơ chất Nitơ được lựa chọn dựa trên nghiên cứu của Cyplik [104]. Thí nghiệm được tiến hành trên mơi trường cơ bản NB 01 thay thế pepton + cao nấm men bằng cơ chất nitơ thí nghiệm ở cùng nồng độ. Thông số đánh giá thí nghiệm là hàm lượng canthaxanthin (mg/g); Hàm lượng sinh khối (g/l) và hiệu suất tạo Canthaxanthin (mgCx/l).
Hợp chất trung gian trong chu trình TCA (Hợp chất trung gian) được lựa chọn, đánh giá dựa trên kết quả nghiên cứu của Cyplik [104]. Thí nghiệm được tiến hành trên mơi trường NB 01 bổ sung hợp chất trung gian.
Chất khoáng và chất vô cơ được lựa chọn, đánh giá dựa trên kết quả và quy trình thực hiện của Hirasawa; Cyplik và Nasri [104]. Thí nghiệm được tiến hành trên mơi trường NB 01 bổ sung chất khống/chất vơ cơ được đánh giá.
Vitamin và acid amin được lựa chọn, đánh giá dựa trên kết quả và quy trình thực hiện của Calegari-Santos và Cyplik [104]; [105]. Thí nghiệm được tiến hành trên môi trường NB 01 bổ sung vitamin/acid amin được đánh giá.
Nồng độ cơ chất thí nghiệm được trình bày ở bảng sau: