红霉素是红色糖多胞菌合成的大环内酯类抗生素,由于其具有抗菌活性强和抗菌谱广等特点,在临床应用方面较为广泛。随着分子操作技术的蓬勃发展,关于红霉素的分子修饰和改造吸引了国内外研究者的注意。一大批红霉素衍生物药物（阿奇霉素、克拉霉素、罗红霉素等）进入市场并参与临床治疗。我国现阶段红霉素原料药的生产普遍具有产量不高,杂质组分高的问题,这严重制约着红霉素产业的发展。本研究运用多参数相关分析理论与方法,对红色糖多胞菌的种子罐和发酵罐培养基中的碳源和氮源进行了实时动态调整并对补料工艺进行了优化。在种子罐培养基优化方面,首先通过增加葡萄糖的添加比例,来降低种子罐后期的pH,解决种子液后期pH偏高的问题,同时避免过程补糖,简化了工艺。其次,在配方中添加速效有机氮源酵母粉,使得种子罐的PMV增加了 17%,粘度提高了 50%,获得了健壮的高质量种子。在红霉素基因工程菌培养基和补料工艺优化方面,针对玉米浆与正丙醇补加速率偏低的问题,新的补加工艺中提高了玉米浆和正丙醇的补加速率;稳定补料工艺以后,对培养基中的葡萄糖和黄豆饼粉的配比进行微调,结合工程菌代谢活力弱的特点,采用了提高葡萄糖和降低黄豆饼粉比例的策略,通过以上优化,在50升发酵罐红霉素的产量提高了 30%,红霉素A组分达到11000 U/mL。在红霉素工业生产菌培养基优化方面,首先对培养基中的速效氮源酵母粉和玉米浆进行调整,将玉米浆和酵母粉进行混合搭配使用,确定了酵母粉和玉米浆的最佳浓度搭配,红霉素的产量提高了 30%,红霉素A组分达到10000 U/mL。接下来对不同氮源组合优化的各个条件进行了代谢流定量分析,探究了氮源扰动对菌体葡萄糖和正丙醇利用的影响,代谢流分析结果表明:优化条件下的菌体内磷酸戊糖途径的通量增加,说明磷酸戊糖途径得到强化。参与红霉素合成的NADPH占NADPH总合成量的比例最高,因而红霉素合成途径的通量也最高。