现有化石能源正在日益耗竭，寻找和推广新能源刻不容缓。生物乙醇被广泛认为是一种可再生的清洁能源，有助于缓解环境污染、能源危机及国际纠纷，受到广泛关注。酿酒酵母是发酵生产生物乙醇最常用的微生物，但其工业发酵常常受到杂菌污染，造成乙醇产量严重降低，进而造成巨大经济损失。在所有的污染菌株中，乳酸菌是造成生物乙醇发酵污染的最主要微生物。　　针对生物乙醇发酵过程中的染菌问题，目前有多种防控方法，其中应用最多的方法是在发酵初始阶段直接添加抗生素，但抗生素不规范使用造成的耐药问题及相关基因的进一步扩散问题也不容忽视。本课题中选择乳酸链球菌素，即Nisin作为防控药物，Nisin是乳酸链球菌乳酸亚种产生的可作用于很多革兰氏阳性菌的天然抑菌肽，可以减缓目前抗生素的不规范用造成的耐药性及相关基因的扩散。　　在发酵过程中，不同的微生物间存在着复杂的生存关系，这些菌株和无机发酵环境共同组成一个微生态体系。杂菌在某种程度上对发酵体系可能是一种有益的存在，而当杂菌生长到一定程度、平衡状态被打破的时候，就会造成严重的发酵损失。发酵初始阶段，发酵体系中的营养和空间都是充足的，因此不必在发酵初始阶段就去除杂菌影响，最好对发酵染菌程度进行实时防控，然而实时防控措施既费时又费力，同时增加防控成本。随着发酵过程的进行，污染的杂菌产生的酸性副产物逐渐积累，使得发酵体系的pH从6逐渐下降到4，这就为应用pH响应性材料包裹抑菌药物实现pH响应性防控提供了操作上的可能性。4-乙烯吡啶是一个广泛应用的pKa为5.3左右的功能单体，其聚合物的pKa为5左右，正好和发酵中期的pH值相吻合。　　在本课题中，采用悬浮聚合法合成pH响应性的聚4-乙烯吡啶微球，包裹Nisin，用于防控生物乙醇发酵过程中的杂菌污染。对聚4-乙烯吡啶空白微球和载药聚4-乙烯吡啶微球分别进行了电镜表征和红外分析，测定了包封率及载药量，并以氯霉素为模型药物进行了药物释放规律研究。结果表明，合成的微球粒径为40μm-100μm，对Nisin的包封率为47.67％，载药量为2.5％，载药微球的释药曲线呈现了持续性释放和pH响应性释放特点。　　在酿酒酵母S288c发酵初始加入未载药的聚4-乙烯吡啶微球，通过比较发酵终点乙醇产量，以验证其安全性;结果表明，聚4-乙烯吡啶微球对乙醇产量无影响(P＞0.05)，这说明该材料对酿酒酵母发酵无副作用。将植物乳杆菌ATCC8014和酿酒酵母S288c共同培养以模拟工业生产中发酵染菌，在发酵初始加入包裹有Nisin的聚4-乙烯吡啶微球，测定酿酒酵母发酵终点的乙醇浓度以检验载药微球抑菌效果，结果显示载药的聚4-乙烯吡啶微球对植物乳杆菌ATCC8014的污染具有很好的防控作用，且载药微球处理组发酵终点的乙醇产量恢复到染菌前水平（与模拟染菌组相比，P＜0.05;与酿酒酵母纯培养组相比，P＞0.05），因此是一个有效的防控方法。另外，本课题中载药的聚4-乙烯吡啶微球的持续性和pH响应性释放性能及其可重复使用的特点可以大大减少实时防控的成本。