红霉素是大环内酯类抗生素,随着全球对红霉素需求的增加,研究者对于提高工业上红霉素发酵水平、组分优化也做了大量的研究。本文针对红霉素基因工程菌在50 L罐上,开展了氮磷调控,糖醇调控等工艺优化。首先针对基因工程菌ZL1004菌种在后期发酵过程中发酵液粘度高、糖耗高的问题,通过速效氮源硫酸铵、迟效氮源黄豆饼粉的调控来解决。实验结果表明,降低培养基中黄豆饼粉的浓度,控制后期磷的释放,整个发酵过程中实验组的粘度比对照组中的粘度降低了40%。提高发酵培养基中生理酸性物质硫酸铵的浓度可以控制发酵过程中的葡萄糖糖消耗速率,葡萄糖补加速率比对照低了将近40%。此外,用0.5g/L无机磷磷酸二氢钾替换6g/L酵母粉,并在11-30 h以1g/(L·h),流加浓度为10 g/L的磷酸二氢钾,达到了配方中去酵母粉而又基本保持原有红霉素发酵水平的目的。本文中首次将活细胞传感仪应用于红霉素发酵过程中,并辅助优化糖醇补加策略的调节。实验结果表明活细胞数据能真实地反映菌量和形态的变化规律,更能表明菌体的真实生长状态,和定量菌形分析结果一致。此外,发现当残留正丙醇浓度超过1.52g/L时对菌体生长产生抑制作用。当糖醇比例为4.3时对菌体生长和产物的次级代谢最有益。根据电容值计算出的比生长速率能清晰地区别菌体生长期和产物合成期,正确地反映菌体的生理状态。发现适宜的补醇速率不仅对菌体生长和次级代谢有益,还对红霉素A组分比例的提高有益。当补醇速率在0.125 g/(L·h)时,即糖醇比例为4.3时,红霉素效价为10500 U/ml, Ery-A:Ery为0.85。在此优化结果基础上,进一步根据OUR的变化进行分段补醇调节,能使红霉素效价再提高4%,放罐效价为10950 U/ml。最后,对另一株新的基因工程菌HL7进行了发酵特性初步考察。实验发现新基因工程菌HL7菌株的淀粉酶活和蛋白酶活活性都较ZL1004弱,发酵过程中对糖的利用程度差,菌丝结球少,菌丝多。HL7发酵液粘度高,对设备供氧要求较高。针对HL7提前化稀这一特性,我们开展了发酵罐上的优化。从实验结果中总结出：补加有机氮源有利于延长菌体生长周期及提高红霉素的产量,并且采用补料次数少的工艺比少量多次的补料工艺更有利于菌体中后期红霉素的生产。在酵母粉配方中补硫酸铵后,在总化学效价相似的前提下,红霉素C组分减少。为了让菌体在中后期有足够可以利用的氨基酸,HL7配方中黄豆饼粉的浓度降低不利于发酵中后期红霉素合成,应维持在4%。