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存在各向异性的空间平衡抽样设计

存在各向异性的空间平衡抽样设计

作者：高泽鑫天津财经大学

学位级别：硕士

近年来,考虑到抽样单元间空间相关性的空间平衡抽样因其良好的统计性质和较高的样本代表性成为抽样领域的研究热点。传统空间平衡抽样方法依据样本单元间欧式距离判断样本单元间的相似性,并据此设计抽样算法,使空间相关性较强的样本单... 详细信息

近年来,考虑到抽样单元间空间相关性的空间平衡抽样因其良好的统计性质和较高的样本代表性成为抽样领域的研究热点。传统空间平衡抽样方法依据样本单元间欧式距离判断样本单元间的相似性,并据此设计抽样算法,使空间相关性较强的样本单元尽量不同时入样,获得在距离空间中均匀覆盖的样本。由于传统空间平衡抽样算法无法识别抽样单元在不同方向上的空间变异,故针对存在各向异性的目标总体,利用传统空间平衡抽样算法抽得的样本代表性较差。基于此,如何在抽样过程中将抽样单元在不同方向上的变异程度考虑进来对于拓宽空间平衡抽样的应用范围具有重要意义。传统空间平衡抽样中较为经典的有局部枢轴法(Local Pivotal Methods,简称LPM)、空间相关泊松抽样法(Spatially Correlated Poisson Sampling,简称SCPS)。本文以局部枢轴法为基本算法,提出了考虑到各向异性情况的局部枢轴法(Local Pivotal Methods With Anisotropy,简称LPM1A)以适应存在各向异性的总体,其基本思想是借助与目标变量高度相关的辅助变量测度抽样单元间的各向异性程度,识别出各向异性较小的样本对,避免其同时被抽中,从而获取具有较高代表性的样本。数值模拟与对天津市就业人数估计的结果表明,新方法抽出的样本具有明显优势,其相对误差更小、统计性质优良。一方面自然资源调查和社会调查等调查对象之间往往具有各向异性,在抽样时考虑空间距离和方向,解决了传统空间平衡抽样没有考虑到的各向异性问题,另一方面通过辅助变量引入各向异性,拓宽了辅助变量的应用范围。综合来看,本文的方法明显提高社会调查的效率、估计准确度,拓宽了空间平衡抽样在自然资源与社会经济调查领域的应用范围。

关键词：空间平衡抽样各向异性辅助变量空间相关性

高产纳豆激酶菌株的筛选及其酶学稳定性的研究

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高产纳豆激酶菌株的筛选及其酶学稳定性的研究

作者：高泽鑫贵州大学

学位级别：硕士

纳豆激酶是一种具有潜力的溶栓药物。它能够有效减缓血栓的形成,且溶栓作用明显高于同等剂量的尿激酶,同时它也能够通过蛋白水解作用直接溶解纤维蛋白凝块。本论文从贵州本土特色食品中分离筛选出的高产纳豆激酶的菌株,通过对其进行综... 详细信息

纳豆激酶是一种具有潜力的溶栓药物。它能够有效减缓血栓的形成,且溶栓作用明显高于同等剂量的尿激酶,同时它也能够通过蛋白水解作用直接溶解纤维蛋白凝块。本论文从贵州本土特色食品中分离筛选出的高产纳豆激酶的菌株,通过对其进行综合性能评价,包括安全性能、益生性能和发酵性能的评价。在此基础上采用主成分析,找到综合性能最好的一株高产纳豆激酶菌株。通过丙酮沉淀法和反胶束萃取法相结合对粗酶液进行纯化得到电泳纯的纳豆激酶,最后采用多种化学修饰相结合的方法对纳豆激酶进行酶学改造,并研究其酶学稳定性。首先本实验采用酪蛋白平板法和琼脂糖—纤维蛋白原平板法从贵州本土特色食品的样品中分离出能水解酪蛋白的菌株,并得到78株菌产纳豆激酶的菌株。通过对15株高产纳豆激酶菌株的菌落形态和菌体形态观察,初步判断15株高产纳豆激酶菌株均为芽孢杆菌属(Bacillus)。最后通过紫外分光光度法对筛选得到的15株高产菌株进行纳豆激酶酶活力精确测定。测得菌株GUJN05产酶能力最高,其固态发酵36 h后的纳豆激酶活力达到141.97±0.64 FU/g。然后将15株高产纳豆激酶菌株经16S rRNA分子生物学初步鉴定,菌株GULR06、GUMN16、GUTU06、GUYZ13为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis);菌株GUB01、GULC07、GUXN01、GUJN05、GUXN04、GUJZ01、GUWB03、GUBN02、GUYR02和GUWB06为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);SN-14菌株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。各纳豆产品的生物胺含量在49.093.71 mg/kg,其中GUMN16菌株产生物胺含量最高。通过主成分分析选择贝莱斯芽孢杆菌SN-14作为纳豆激酶的生产菌株,结合形态学、分子生物学和生理生化鉴定结果,最终鉴定SN-14为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。接着采用丙酮沉淀法从发酵液中初步分离提纯纳豆激酶。当发酵液和丙酮的体积比为1:5时,在0℃下沉淀6 h的效果最佳,在该条件下纳豆激酶酶活力回收率为69.7±1.3%,纯化倍数为1.89±0.05。采用反胶束法萃取丙酮沉淀后的纳豆激酶溶液,前萃取的最优条件为:当CTAB浓度为225 mM,三种助溶剂体积为70%异辛烷/20%正丁醇/10%正己醇;水相中NaCl离子浓度为0.05 M,水相pH为8.5;在25℃条件下萃取25 min,离心后得到含纳豆激酶的有机相,在该条件下前萃取效率达到了75.3±1.8%。反萃取的最优条件为:有机相来自前萃取离心后所得;水相中KCl的盐离子浓度为1.5 M,水相为pH 6;在30℃条件下萃取75 min,离心后得到含纳豆激酶的水相,在该条件下反萃效率为84.7±1.9%。丙酮沉淀后的纳豆激酶溶液经过反胶束萃取分离提纯后,总的反胶束萃取效率为63.8±1.9%,纯化倍数为2.61±0.09。发酵液中的纳豆激酶经过丙酮沉淀和反胶束萃取,整个过程的纯化倍数达到4.93。采用本研究方法分离纯化后的酶溶液经过SDS-PAGE表征发现该方法可以将目标酶提纯至电泳纯,经过NanoLC-ESI-MS/MS测定该酶的氨基酸序列,通过系统发育树分析得出纯化后的SN-14菌株所产的酶属于纳豆激酶家族,并将该酶命名为SG14。最后通过测定除去金属离子SG14 NK前后的纳豆激酶含量,得到去离子后的NK酶活力比去离子前的NK酶活力提高了9.17%。K、Ca、Mg、Ba和Fe对未修饰的SG14 NK酶活力有一定程度的促进作用,其中Fe对纳豆激酶酶活力的促进作用最强,酶活提高倍数达到11.3%,其它的金属离子都表现出一定程度的抑制。当Fe浓度在10 mM时,SG14 NK酶活力达到最大,相对于原来只用5 mM去促进纳豆激酶活力又提高了16.7%,而相对于没进行化学修饰前的SG14 NK提高了3.1倍。Fe和mPEG化学修饰后的SG14 NK与胃蛋白酶溶液等体积混合反应时酶活力达到最高,相对只进行过Fe和mPEG修饰后的SG14NK,酶活力提高了1.66倍。在37℃的最佳反应温度下,依次完成Fe、mPEG和胃蛋白酶修饰后的SG14 NK的酶活力最高,其NK的酶活力是未经过化学修饰的SG14 NK的7.3倍。SG14 NK的最适pH为8.5,依次完成Fe、mPEG和胃蛋白酶修饰后的SG14 NK在pH为3和12时,NK酶活力分别损失9%和15.9%。只有Ca和Fe能对依次完成Fe、mPEG修饰的SG14 NK和依次完成Fe、mPEG和胃蛋白酶修饰的SG14 NK酶活力起到促进作用。在冻藏时间达到30天时,未化学修饰的SG14 NK的酶活力损失60.6%、Fe修饰后的SG14NK的酶活力损失56.

关键词：纳豆激酶分离筛选主成分析化学修饰酶学稳定性贝莱斯芽孢杆菌

产胞外多糖的苏云金芽孢杆菌的筛选及发酵工艺优化

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食品与发酵工业 2021年第24期47卷 124-131页

作者：杨静高泽鑫朱莉詹晓北糖化学与生物技术教育部重点实验室江南大学生物工程学院江苏无锡214122 无锡格莱克斯生物科技有限公司江苏无锡214125

微生物胞外多糖(exopolysaccharidess,EPS)因其生产周期短等优点具有潜在的应用价值。该文从纳豆中筛选出1株高产EPS的菌株并鉴定该菌株为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensi)。为提高其EPS产量,通过对发酵培养基的组分和发酵培养条... 详细信息

微生物胞外多糖(exopolysaccharidess,EPS)因其生产周期短等优点具有潜在的应用价值。该文从纳豆中筛选出1株高产EPS的菌株并鉴定该菌株为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensi)。为提高其EPS产量,通过对发酵培养基的组分和发酵培养条件进行单因素试验,然后采用Plackett-Burman(PB)设计对9个因素的重要性进行评判,从中选出3个重要影响因素进行Box-Benhnken实验设计优化得到最终的最佳培养方案:葡萄糖22.6 g/L,黄豆饼粉9.3 g/L,玉米浆2.0 g/L,K_(2)HPO_(4)0.5 g/L,NaH_(2)PO_(4)1.5 g/L,MgSO_(4)1.5 g/L,MnCl_(2)0.05 g/L,初始pH 7.5,装液量70 mL,温度为34℃,接种量为6%。与初始发酵工艺相比,EPS产量提高了133.3%。经7 L发酵罐放大验证后,EPS产量增加至6.56 g/L,与摇瓶水平相比,EPS产量提高了123.1%,并且已初步探索该EPS具有纳豆激酶活性。有望成为合成药物的潜在来源。

关键词：胞外多糖苏云金芽孢杆菌发酵优化纳豆激酶活性

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存在各向异性情况的空间平衡抽样设计

数理统计与管理 2023年第6期42卷 1025-1036页

作者：杨雪高泽鑫孟杰杨贵军天津财经大学统计学院天津300222

为获取在距离空间中均匀覆盖的平衡样本,传统空间平衡抽样方法利用总体单元间的欧式距离设计抽样算法,并未考虑总体单元在不同方向上的变异。针对存在各向异性的目标总体,本文提出了改进的局部枢轴法,其基本思想是借助与目标变量高度相... 详细信息

为获取在距离空间中均匀覆盖的平衡样本,传统空间平衡抽样方法利用总体单元间的欧式距离设计抽样算法,并未考虑总体单元在不同方向上的变异。针对存在各向异性的目标总体,本文提出了改进的局部枢轴法,其基本思想是借助与目标变量高度相关的辅助变量测度总体单元间各向异性程度,使各向异性较小的单元倾向于不同时进入样本,提高了样本的代表性。数值模拟与实证研究结果表明,新方法下的Horvitz-Thompson估计量具有更小的相对误差,统计性质优良,该方法在自然科学与社会经济调查领域有较为广阔的应用前景。

关键词：空间平衡抽样各向异性辅助变量空间相关性

苏云金芽孢杆菌IX-01胞外多糖的体外益生特性

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食品与发酵工业 2022年第12期48卷 1-8页

作者：高泽鑫孙武胥聆铭张蕾蕾朱莉詹晓北江南大学生物工程学院江苏无锡214122

微生物胞外多糖具有多种有益特性,是潜在的益生元。胞外多糖BPS-2是从苏云金芽孢杆菌IX-01通过高密度发酵后提取出来的。BPS-2是一种由氨基半乳糖、阿拉伯糖、氨基葡萄糖、葡萄糖和甘露糖组成的杂多糖,摩尔比为5.53∶1.77∶4.74∶3.24... 详细信息

微生物胞外多糖具有多种有益特性,是潜在的益生元。胞外多糖BPS-2是从苏云金芽孢杆菌IX-01通过高密度发酵后提取出来的。BPS-2是一种由氨基半乳糖、阿拉伯糖、氨基葡萄糖、葡萄糖和甘露糖组成的杂多糖,摩尔比为5.53∶1.77∶4.74∶3.24∶1,其多糖分子质量为27.96 kDa。该研究通过四唑盐试验法对BPS-2的细胞毒性进行了评价,在验证了其多糖无细胞毒性的前提下,采集了10位健康人粪便微生物,探究BPS-2对人体粪便菌群组成及代谢产物的影响。在体外进行48 h的静态发酵时,与阴性对照相比,BPS-2明显增强了短链脂肪酸的产生(P<0.05),乙酸、丙酸、丁酸和总短链脂肪酸的浓度分别达到(31.59±0.73)、(10.82±0.65)、(8.18±0.2)和(50.59±1.54)mmol/L。通过16S rRNA基因测序表明BPS-2可以显著增加有益菌属Parabacteroides的相对丰度,并减少有害微生物菌群Megamonas和Fusobacterium的相对丰度,进而参与改善宿主肠道微生物区系的结构。这是关于苏云金芽孢杆菌生产的BPS-2体外益生特性的首次报告,为其在食品工业中的应用提供了基础。

关键词：胞外多糖细胞毒性短链脂肪酸肠道微生物益生特性

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蜡样芽孢杆菌高密度发酵条件与过程的优化

食品与生物技术学报 2023年第8期42卷 46-53页

作者：胥聆铭朱莉詹晓北高泽鑫尹忠伟江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学生物工程学院江苏无锡214122 无锡格莱克斯生物科技有限公司江苏无锡214125

蜡样芽孢杆菌的生物量对其生物功能具有重要影响。为了提高蜡样芽孢杆菌的产量与芽孢率,通过单因素实验筛选出最适宜其生长的碳源与氮源,分别为质量比1∶1复配的葡萄糖与水溶性淀粉和质量比1∶1复配的大豆蛋白胨与酵母提取物。在此基础... 详细信息

蜡样芽孢杆菌的生物量对其生物功能具有重要影响。为了提高蜡样芽孢杆菌的产量与芽孢率,通过单因素实验筛选出最适宜其生长的碳源与氮源,分别为质量比1∶1复配的葡萄糖与水溶性淀粉和质量比1∶1复配的大豆蛋白胨与酵母提取物。在此基础上,于7 L发酵罐中探究流加方式、pH、搅拌转速和通气量等因素对其生物量及芽孢率的影响。最优发酵条件为:在0~9 h之间,转速250 r/min,通气量3 L/min,pH恒定6.5;9~18 h时,转速升高至350 r/min,通气量升高至4.5 L/min,并以0.45 mL/min流量补加培养基浓缩液;18 h时,转速降低至150 r/min,通气量降低至2.25 L/min,pH调高至7.5,停止补料至发酵结束。基于以上发酵策略,在18 h时,蜡样芽孢杆菌活菌数达2.2×1010 CFU/mL,是未优化前的4.88倍;发酵结束时,芽孢率超过90%。本研究结果为蜡样芽孢杆菌的工业化应用提供了一定基础。

关键词：蜡样芽孢杆菌发酵策略发酵优化高密度发酵

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高产纳豆激酶菌株的分离与发酵纳豆过程中生物胺的变化

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食品科学 2018年第14期39卷 185-191页

作者：高泽鑫何腊平刘亚兵高冰李翠芹刘涵玉贵州大学酿酒与食品工程学院贵州贵阳550025 贵州省农畜产品贮藏与加工重点实验室贵州贵阳550025 湖北工业大学生物工程与食品学院湖北武汉430068 贵州大学化学与化工学院贵州贵阳550025

采用纤溶活性筛选法从贵州织金农家土制烟熏腊肉中分离到一株高产纳豆激酶菌株GULR06,对菌株的菌株形态、生理生化特征、16S rDNA序列分析以及系统发育分析,鉴定该菌株GULR06为枯草芽孢杆菌。以黄豆为主要原料进行固态发酵制备纳豆,通... 详细信息

采用纤溶活性筛选法从贵州织金农家土制烟熏腊肉中分离到一株高产纳豆激酶菌株GULR06,对菌株的菌株形态、生理生化特征、16S rDNA序列分析以及系统发育分析,鉴定该菌株GULR06为枯草芽孢杆菌。以黄豆为主要原料进行固态发酵制备纳豆,通过高效液相色谱法对发酵过程中的生物胺进行检测,同时考察了发酵过程中纳豆激酶活力和生物量的变化。实验表明:尸胺、腐胺、2-苯乙胺、色胺、精胺、酪胺、亚精胺、组胺都能得到很好的分离,且线性关系良好,R^2均大于0.994 0,相对标准偏差均小于4%。在纳豆发酵过程中生物胺总量范围在26.47~72.97 mg/kg之间,对人体不构成任何威胁。54 h时,纳豆激酶的酶活力达到最高,为(5 439.5±149)IU/g、活菌数为13(lg(CFU/g)),此时生物胺总量为(56.18±4.94)mg/kg。

关键词：菌株GULR06 分离纳豆激酶固态发酵生物量生物胺

微生物发酵法制备大豆小分子肽的工艺条件研究

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安徽农业科学 2014年第10期42卷 3060-3061页

作者：许芳高冰高泽鑫武汉轻工大学湖北武汉430023 湖北工业大学湖北武汉430068 武汉生物工程学院湖北武汉430415

[目的]探讨制备大豆小分子肽的最佳工艺条件。[方法]以脱脂大豆粉为原料,通过多种微生物菌种固态发酵产蛋白酶水解制备小分子肽,并应用正交试验优化制备条件。[结果]试验得出,微生物发酵法制备大豆小分子肽的最优发酵条件为:料液比1∶1.... 详细信息

[目的]探讨制备大豆小分子肽的最佳工艺条件。[方法]以脱脂大豆粉为原料,通过多种微生物菌种固态发酵产蛋白酶水解制备小分子肽,并应用正交试验优化制备条件。[结果]试验得出,微生物发酵法制备大豆小分子肽的最优发酵条件为:料液比1∶1.0 g/ml、0.2%黑曲霉、0.2%米曲霉、1‰酿酒酵母、发酵温度32℃,湿度80%、发酵时间36 h时,蛋白酶活力为466.8 U/g;最优水解条件为:水解温度55℃、水解时间10 h、pH 6.5、料液比为1∶2.5 g/ml时,水解度可达到90.61%。[结论]此工艺方法提高了脱脂大豆粉的食用价值和产品附加值。

关键词：脱脂大豆粉固态发酵大豆小分子肽正交试验

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碳源对纳豆腐乳风味及营养成分的影响

中国酿造 2016年第9期35卷 51-54页

作者：邓永建刘健高泽鑫高冰胡勇湖北工业大学食品与制药工程学院湖北武汉430068 三峡食品药品检验检测中心湖北宜昌443000 贵州大学酿酒与食品工程学院贵州贵阳550025

该试验研究了不同碳源、碳源粒度及添加量对纳豆腐乳风味及营养成分的影响，并且考察了纳豆腐乳在储藏期内品质的变化。结果表明，添加9％整粒大米粉，纳豆腐乳无氨臭味、苦味产生，纳豆腐乳的氨基酸态氮、纳豆菌落数和纳豆激酶活力分别... 详细信息

该试验研究了不同碳源、碳源粒度及添加量对纳豆腐乳风味及营养成分的影响，并且考察了纳豆腐乳在储藏期内品质的变化。结果表明，添加9％整粒大米粉，纳豆腐乳无氨臭味、苦味产生，纳豆腐乳的氨基酸态氮、纳豆菌落数和纳豆激酶活力分别为0．418g／100g、6．9×10^8 CFU／g和2701FU／g。同时试验证明纳豆腐乳在16d的储藏期内品质良好。

关键词：碳源纳豆腐乳风味营养成分