绿色高效广谱微生物杀虫剂多杀菌素是由放线菌-刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)经有氧发酵产生的次级代谢产物,为新型大环内酯类抗生素,对磷翅目(Lepidoptera)、双翅目(Diptera)、鞘翅目(Coleoptera)、缨翅目(Thysanoptera)等多种害虫均有毒杀作用,具有杀虫谱广、毒力高、低残留、非靶标毒性低以及对环境友好等特点。发酵动力学研究是实现发酵过程优化、放大及计算机自动化控制的前提条件。本研究首先利用二苯胺与DNA的特异显色反应间接测定菌体量,分析了Saccharopolyspora spinosa SP06081在20 L发酵罐中的分批发酵代谢规律,并提出了菌体生长、产物生成和限制性底物(葡萄糖)消耗动力学模型。基于MATLAB 7.0数值分析软件,比较了基于改进的Logistic方程的非结构模型与菌丝形态学结构动力学模型模拟分批发酵过程的优劣,采用数值积分与Nelder-Mead单纯形法拟合得到模型参数。结果表明,二苯胺显色法可有效地排除培养基中固形物的干扰,简便快速、准确地测定菌体量,平均相对误差为7.4%；相比于形态学结构动力学模型,基于改进的Logistic方程的非结构动力学模型能更加准确的模拟多杀菌素分批发酵过程,模型计算值与实验值的符合程度较好,菌体生长、产物形成、底物消耗模型的平均相对误差分别为5.02%、7.37%、3.49%。多杀菌素的合成属于部分生长偶联型,该发酵动力学模型的建立为发酵过程优化、放大及计算机控制奠定了基础。以提高多杀菌素产量及生产强度为目标,研究了刺糖多孢菌发酵罐发酵过程中控制温度为28℃-32℃情况下多杀菌素的发酵动力学特性,并详细讨论了不同温度下细胞代谢规律及温度对细胞比生长速率以及多杀菌素生成速率的影响,在此基础上探索了发酵生产多杀菌素的分阶段温度控制策略。在较高温度下有利于菌体快速生长,比生长速率较大,延滞期缩短,葡萄糖的消耗速率也明显增加；而较低温度下更有利于多杀菌素的合成和积累,28℃时产量达到408 mg/L,比30℃、32℃条件下分别高出20%和165%。通过对发酵过程中的温度进行分段控制,前期设定较高温度缩短延滞期,促进菌体快速生长,中后期降低温度,以减缓菌体的代谢强度、促进多杀菌素的合成、延长产素期,最终多杀菌素产量虽稍高于32℃,达到185 mg/L,但生产率仅为0.77 mg/L·h而无明显提高,该阶段控温策略有待进一步的研究。为建立刺糖多孢菌发酵液中多杀菌素的提取工艺方法,基于萃取-反萃取技术,分析了不同的溶剂、时间、温度和pH等影响因素下的浸提、萃取、反萃取及结晶效果,确定了萃取、反萃取过程的平衡时间、最佳温度、pH以及结晶条件,得到了多杀菌素提取工艺条件：等体积加入甲醇浸提发酵液4 h,浓缩挥去甲醇,以乙酸乙酯作为溶媒,在O/W=1,30℃,初始pH=7.5左右条件下萃取5 min,萃取相等体积加入0.2 mol/L(pH=2.03)的酒石酸溶液于20℃C条件下进行反萃取1 min,然后调节反萃取相pH=9.0使多杀菌素结晶析出。在此最优工艺条件下进行小试,多杀菌素提取总收率为71%,纯度达到613%,具有一定的工业应用前景。在提取过程中发现,pH(酸度)、温度均显著地影响萃取及反萃取的效率,而提取总收率有所偏低的主要原因在于单级反萃取的收率不高,需作进一步研究以对其进行改进。