环糊精工业生产过程中，菌种生长产酶是最关键的步骤之一。然而，由于受到环境和操作条件等因素影响使其极不稳定。固定化细胞的方法可以增加菌种的生长稳定性，缩短种子培养周期，并且能够反复多次使用。棕帘具有环境友好、耐腐蚀性强、可循环利用等特点，常用于水产养殖附苗。本文首次利用棕帘为载体对嗜碱性芽孢杆菌ATCC21783进行固定化，研究了固定化条件、摇瓶发酵条件、发酵罐发酵条件及应用在环糊精生产中的效益，初步确定了棕帘固定化细胞在工业生产环糊精中的可行性。固定化方法和载体的选择。研究了以棕帘、丝瓜瓤为载体的吸附固定化和以棕帘—海藻酸钠、丝瓜瓤—海藻酸钠为载体的包埋固定化细胞方法对ATCC21783产酶的影响，以游离细胞作为对比，结果显示固定化细胞比游离细胞有明显的可循环使用优势。以棕帘为载体的吸附固定化连续使用10个循环，第7循环酶活仍可达到第一循环酶活的83.5%；以棕帘-海藻酸钠、丝瓜瓤-海藻酸钠为载体的包埋固定化连续使用10个循环，第8循环酶活仍可达到第一循环酶活的80%以上。由于棕帘吸附固定化操作简单，因此，被用来作为本实验的固定化载体。分析了固定化对细胞产酶的影响原因。发现细胞产生酶活与生物量有关，通过对每个循环中生物量的测定和棕帘固定化细胞扫描电镜分析，认为棕帘固定化细胞能持续产生高活力环糊精糖基转移酶（CGTase）的原因为：细胞通过物理吸附作用黏着在棕帘表面特殊的凹陷结构中；固定化细胞生长停滞期短，生长速度快，发酵液中维持高细胞密度，为高酶活产出提供了条件。优化了固定化条件和固定化细胞摇瓶发酵条件。以CGTase酶活为指标，首先确定了最佳固定化条件为固定时间1d，接种量3%，棕帘数量3片；其次采用单因素试验探究了温度、初始pH、转速、装液量对发酵过程的影响，最终确定最佳发酵条件为温度40℃，初始pH9.5，转速220r/min，装液量40mL；得到酶活5469.25U/mL。最后通过正交实验得出各试验因素对固定化细胞产酶影响程度大小为：温度>转速>装液量>pH。优化了固定化细胞在5L发酵罐中扩大培养条件。通过分析生物量和酶活、pH、溶氧之间的相互关系，发现通过提高转速和通气量来提高发酵液中的溶氧能够增加酶活，优化后的最佳发酵罐发酵条件为搅拌转速400r/min，通气量4.5L/min，此时酶活达到5539.36U/mL，发酵周期缩短为24h，比工艺优化前缩短16h。对固定化细胞用于β-环糊精工业生产的效益进行了分析。计算表明：利用固定化细胞的新工艺与原工艺收益之差存在如下关系（x为新工艺比原工艺减少的天数，单位d）：y=3699799/(8-x)-28262.2-491180=3699799/(8-x)-519442.2当方程中y=0时，x=0.88d，这就说明新工艺的生产时间减少量如果大于0.9d，收益增加，并且减少1d会增加收益9100元（每月）；如果新工艺比原工艺所用时间减少小于0.9d，则收益会比原工艺减少。