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利迪链霉菌Streptomyces lydicus A02是植物病害高效拮抗菌株,其代谢产物对多种植物病原真菌具有强烈的抑菌活性,主要活性物质为广谱抗真菌天然产物纳他霉素(Natamycin)。本文对利迪链霉菌A02生产纳他霉素的发酵工艺进行了系统研究。通过对培养基组成和发酵工艺的优化,大幅度提高了纳他霉素产量。主要研究结果如下:(1)优化了利迪链霉菌A02摇瓶发酵条件,即种子培养时间24~28 h,转速240 r/min,发酵初期(0～48 h)的最适温度为30℃,发酵中后期(48 h以后)的最适温度为28℃,发酵周期为144 h。(2)采用部分因子法、最陡爬坡试验和中心组合试验相结合的方法对菌株A02的发酵培养基进行了优化。结果表明,培养基中的玉米淀粉、棉籽精粉和葡萄糖是影响纳他霉素产量的主要因子,其质量浓度分别为52.7,31.7和11.7 g/L时,纳他霉素产量最高,约1735.3 mg/L;摇瓶和30L发酵罐试验验证,该理论预测值与实测值无显著差异,优化后培养基的产量较基础发酵培养基提高了32.9%~34.8%。(3)正丙醇等前体物质对纳他霉素生物合成有显著影响。在发酵培养24 h时添加0.2%正丙醇,发酵上清液中纳他霉素产量可达1.94 g/L。(4)根据搅拌转速等对纳他霉素发酵过程的影响,在30L自动发酵罐中对发酵工艺参数进行控制确定了最佳发酵条件:接种量9%,发酵罐装料系数65%,发酵时间120 h,培养温度0~48 h为30℃,48~120 h为28℃,通气量为600~800 L/h,转速为200~500 r/min,前期控制溶氧为40%~80%,中后期控制溶氧为20%~30%;通过对30 L发酵罐分批发酵代谢过程的分析,确定采用pH-补糖联动分批发酵工艺可提高纳他霉素产量。纳他霉素含量最高达到6.91 g/L,发酵上清液中纳他霉素含量最高值约2.02 g/L。(5)根据利迪链霉菌A02在30 L发酵罐分批发酵过程中的底物消耗、菌体生长和产物积累规律,建立了纳他霉素分批发酵动力学模型。(6)在控制溶氧水平的条件下,发酵罐规模从试验室放大到300 L。发酵液中纳他霉素含量最高为6.78 g/L,发酵上清液中纳他霉素含量约1.65 g/L。