聚-β-羟基丁酸(Poly-β-hydroxvbutyrate,PHB)是微生物在碳、氮等营养失衡的条件下合成的碳源与能源的高分子储存物(分子量50000-1000000)。作为微生物合成的可降解材料,PHB除了具有与化学合成高分子相似的理化性质,还具有一般化学合成高分子所没有的性质如光学活性、低透氧性、抗紫外辐射、生物可降解性、生物相容性、压电性和抗凝血性等,在工业、农业、环保、食品、医药等领域具有十分广阔的应用前景。如在医疗领域,PHB可以作为药物基质植入人体,以控制药物的释放,且最终降解产物为β-羟基丁酸,对人体没有任何毒副作用。　　 本文从自然环境分离得到一株较高产PHB巨大芽孢杆菌菌株Bm-10,通过培养条件、培养基组分优化,提高PHB产量,发酵小试初步确定摇瓶发酵条件与发酵罐发酵条件的相对一致性；通过提取条件优化提高PHB的提取效率,从而最大化PHB产量；最后对实验中获得的提取物进行纯化分析,判断其结构、纯度等。　　 首先,从浙江省各地(绍兴、宁波、金华、杭州、台州、丽水、温州)采集的土壤(主要来源有河底淤泥、排污口岸泥土、花坛土壤、菜地土壤等)中分离筛选芽孢杆菌菌株416株。通过对PHB的定性、定量筛选等手段获得较高产PHB菌株,同时进行连续传代培养以获得PHB产量及遗传性状稳定的目的菌株。　　 其次,采用单因素法优化发酵条件,培养基中的碳源、氮源及两者比例。利用响应面法研究对PHB产量影响较大的4个因素(蔗糖浓度、牛肉膏浓度、初始pH、培养温度)之间的交互关系以及最佳值。利用响应面法建立回归方程。通过计算获得最优发酵条件为:初始pH为7.40,培养温度为29.81℃,蔗糖浓度为48.48 g／L,牛肉高浓度为26.06g／L。经过单因素及响应面优化后Bm-10的PHB产量为5.308 g／L,比筛选时PHB产量(0.76 g／L)提高6.98倍。　　 第三,在摇瓶发酵条件优化的基础上,研究菌株Bm-10应用于工业化的潜力。以菌体情况、PHB产量、PHB所占菌体百分比及溶氧情况为检测指标,在3.7L发酵罐上进行研究,为实验室后期优化生产PHB打下一定基础。　　 第四,为了尽可能的使PHB产量最大化,还对提取工艺进行了初步研究。主要从单因素实验的基础上再进行响应面优化提取条件。从单因素实验得出当提取液中氯仿浓度75％,提取温度60℃,提取时间3.0 h。通过响应面法优化PHB提取条件,得到一个二次多项式回归模型(R2=0.9953),模型失拟项不显著(P=0.058>0.05),拟合度良好,这说明采用响应面法得到的工艺参数较为可信。最终结果表明PHB的最佳提取条件:氯仿浓度69.7％,提取温度59.7℃,提取时间3.0h。　　 最后,将实验提取获得的粉末状或薄膜状固体采用紫外吸收光谱(UV)、核磁共振(NMR)等手段进行了分析,并与标准品进行比较。紫外吸收光谱中无杂质峰并且与PHB标准品的吸收峰一致,证明提取产物较纯,初步确定该提取物为PHB类似物,在浓硫酸降解过程中出现巴豆酸；核磁共振中的氢谱和碳谱分析可知,该提取物的结构为-[-O-CH(CH3)-CH2-CO-]-n。综合结果表明,从巨大芽孢杆菌内提取获得的物质为聚-β-羟基丁酸(PHB)并且纯度接近100％。