苦味酸主要来源于啤酒花,在酿酒增味、食品防腐、抗病毒、消炎、抗肿瘤、抗氧化等方面具有很好的应用价值。鉴于提取法和化学合成法在制备高纯度苦味酸时具有局限性,本研究在实验室已有基础上进一步优化了微生物发酵制备苦味酸工艺。本研究从实验室已有的苦味酸发酵菌株和发酵工艺出发,先后进行了菌株优化和基于前体供给增加策略的发酵工艺优化研究,提高了两种苦味酸成分蛇麻酮和葎草酮的生物合成效率。本课题为下游合成路线提供了技术参考,有利于苦味酸工程菌发酵的大规模工业化生产,在绿色生产的基础上有助于苦味酸活性药物的研发,并为为苦味酸中其他成分甚至其他天然产物的合成提供了借鉴和依据。在菌株优化工作中,本研究将苦味酸合成代谢途径中的两个异戊烯基转移酶基因pt1和pt2进行了优化,去除了与大肠杆菌异源合成苦味酸无关的转运肽结构并以酶融合的方式重新构建PT1/2融合酶;并与其他关键酶基因异戊二烯基焦磷酸异构酶idi,羧基辅酶A连接酶基因ccl2,间苯三酚合酶基因vps,以及单加氧酶基因一起构建了新的苦味酸发酵菌株。在完成新菌株的发酵验证工作并成功分离和鉴定了苦味酸产物之后,本研究进一步通过单因素实验确定影响苦味酸产量的发酵参数,并确定前体供给对苦味酸的产量影响较大。在单因素基础上本研究进一步通过响应面优化法对甲羟戊酸、异戊酸、酵母膏三个前体物的添加量进行了系统优化。响应面建模预测的最佳前体添加量分别是甲羟戊酸10.10 mL/L,异戊酸添加15.05 mL/L,酵母膏补料8.80 g/L。本研究进一步通过重现性实验验证了响应面模型的准确性,在该前体添加条件下,蛇麻酮的发酵产量在摇瓶水平达到0.85 g/L,葎草酮的发酵产量在摇瓶水平达到0.50g/L。