发酵工业培养基的设计资料.ppt

La（bc） 正交设计 因素个数，列数 等水平正交表 La（bc） 正交表 表10-2是一张正交表，记号为L8(27)。 其中“L”代表正交表；L右下角的数字“8”表示有8行 ，用这张正交表安排试验包含8个处理(水平组合) ； 括号内的底数“2” 表示因素的水平数， 括号内2的指数“7”表示有7列 ， 用这张正交表最多可以安排7个2水平因素。 L9(34)正交表 常用的正交表已由数学工作者制定出来，供进行正交设计时选用。 2水平正交表除L8(27)外，还有L4(23)、L16(215)等；3水平正交表有L9(34)、L27(313)……等（详见有关参考书）。 1 正交试验设计的基本程序 正交试验设计的基本程序包括试验方案设计及试验结果分析两部分。 明确试验目的与要求 选定试验指标 选因素、定水平 因素、水平确定 选择合适正交表 表头设计 列试验方案 试验方案设计： 试验结果分析 进行试验，记录试验结果 试验结果极差分析 计算K值 计算k值 计算极差R 绘制因素指标趋势图 优水平 因素主次顺序 优组合 结 论 试验结果分析： 试验结果方差分析 列方差分析表，进行F 检验 计算各列偏差平方和、自由度 分析检验结果，写出结论 1.1 试验方案设计 例：为提高微生物产酶效率，研究发酵产酶培养基的组成，拟通过正交试验来寻找液体发酵产酶的最佳培养基组成。 （1） 明确试验目的，确定试验指标 对本试验而言，试验目的是为了提高产酶效率。所以可以以单位发酵液的酶活力为试验指标，来评价培养基条件的好坏。酶活越高，培养基组成就越好。 根据专业知识、以往的研究结论和经验，从影响试验指标的诸多因素中，通过因果分析筛选出需要考察的试验因素。一般确定试验因素时，应以对试验指标影响大的因素、尚未考察过的因素、尚未完全掌握其规律的因素为先。 试验因素选定后，根据所掌握的信息资料和相关知识，确定每个因素的水平，一般以2-4个水平为宜。对主要考察的试验因素，可以多取水平，但不宜过多（≤6），否则试验次数骤增。因素的水平间距，应根据专业知识和已有的资料，尽可能把水平值取在理想区域。 （2） 选因素、定水平，列因素水平表 对本试验分析，影响产酶的因素很多，如碳源种类及用量、氮源种类及用量、无机盐种类及用量、培养基pH 值、培养温度、接种量、摇瓶转速、发酵时间等等。经全面考虑，最后确定碳源用量、氮源用量、无机盐和微量元素为本试验的试验因素，分别记作A、B、C和D，进行四因素正交试验，各因素均取三个水平，因素水平表见表1所示。 水平 试验因素 蔗糖 （g/100mL） A 蛋白胨 （g/100mL） B NaCl （g/100mL） C FeSO4 （g/100mL） D 1 1 0.5 0.03 0.001 2 3 1 0.05 0.002 3 5 1.5 0.07 0.004 表1 因素水平表 正交表的选择是正交试验设计的首要问题。确定了因素及其水平后，根据因素、水平及需要考察的交互作用的多少来选择合适的正交表。正交表的选择原则是在能够安排下试验因素的前提下，尽可能选用较小的正交表，以减少试验次数。 一般情况下，试验因素的水平数应等于正交表中的水平数；因素个数应不大于正交表的列数。 （3） 选择合适的正交表 此例有4个3水平因素，可以选用L9(34)或L27(313) ；因本试验仅考察四个因素对液化率的影响效果，故宜选用L9（34）正交表。若要考察交互作用，则应选用L27(313)。 所谓表头设计，就是把试验因素分别安排到正交表的各列中去的过程。 各因素可随机安排在各列上。 此例中，可将蔗糖用量(A)、蛋白胨用量(B)、NaCl(C)和FeSO4（D）依次安排在L9(34)的第1、2、3、4列上，见表2所示。 （4） 表头设计 列号 1 2 3 4 因素 A B C D 表2 表头设计 把正交表中安排各因素的列（不包含欲考察的交互作用列）中的每个水平数字换成该因素的实际水平值，便形成了正交试验方案（表3）。 （5）编制试验方案，按方案进行试验，记录试验结果。 试验号 因 素 A B C D 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 3 1 3 3 3 4 2 1 2 3 5 2 2 3 1 6 2 3 1 2 7 3 1 3 2 8 3 2 1 3 9 3 3 2 1 表3 试验方案及试验结果 说明：试验号并非试验顺序，为了排除误差干扰，试验中可随机进行；