双歧杆菌(Bifidobacterium)是人畜等温血动物肠道内重要的生理性细菌之一，它在肠道菌群中所占比例直接影响着宿主的健康状况。我国乃至世界范围内，优良双歧杆菌资源的开发和利用已成为食品和医药等领域研究的热点。针对国内仍没有双歧杆菌高密度培养的发酵研究的现状，本课题采用几种不同发酵培养方式，包括分批培养、补料分批培养、重复分批培养和细胞循环培养等方法，比较了短双歧杆菌(BifidobacteriumbreveA04)在发酵过程中菌体生长的比生长速率大小，设计了补料-膜过滤两者耦合的细胞循环培养连续发酵系统，最终实现双歧杆菌高密度发酵的目的。这是国内外首次利用这种耦合方式进行双歧杆菌的高密度培养。本研究主要以短双歧杆菌A04为出发菌株，对它的高密度发酵方式进行了较为系统的研究，得到了以下主要结论： (1)采用响应曲面法对TPY培养基的营养组分进行了优化，获得最佳培养基配方(/L)：葡萄糖5.194g，酵母膏2.829g，低聚果糖2g，西红柿汁50mL，肝浸液5g，Tween801mL，半胱氨酸盐酸盐0.3g,pH6.5。发酵最终获得菌体干重4.462±0.012g/L，是优化前的1.431倍。对双歧杆菌的环境条件进行了优化，得出B.breveA04菌株最佳生长温度为37℃，最适接种量为8％。 (2)短双歧杆菌发酵过程中，H+不是抑制菌体生长的主要影响因子；乙酸根和乳酸根离子是影响菌体生长的主要因素。 (3)采用三种不同流加反馈方式的单一补料分批培养和重复分批培养对B.breveA04进行发酵，结果表明：重复分批培养获得了较高的菌体干重10.230±0.011g/L，恒pH-指数流加培养方式次之，获得了较高的菌体干重9.551±0.015g/L。然而，通过比较两者的比生长速率和原料利用率，选择恒pH-指数流加培养方式作为细胞循环耦合培养的基础。 (4)采用补料-膜过滤系统细胞循环培养体系发酵B.breveA04菌体，菌体干重达到了63.218±0.021g/L(1.3×1013cfu/mL)，说明了错流过滤对代谢产物的排除是非常快速和有效的。所得菌体干重是分批发酵的6倍，是恒pH-指数补料分批培养的3.4倍，是重复分批培养的3倍。这表明了此培养方式是非常有效的高密度发酵方式。