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扁桃酸(Mandelic acid,MA)是一种重要的药物中间体和精细化工中间体。自90年代以来,手性药物开发已形成热潮,研制单构型扁桃酸系列衍生物,具有良好的开发前景和巨大的发展空间。R-(-)-MA制备的现行工艺是以外消旋体为出发物的手性化学拆分技术路线。由于手性拆分试剂昂贵,且造成资源浪费和环境污染,近年来,人们逐渐把目光转移到微生物法制备手性扁桃酸的研究上来。本论文以外消旋扁桃酸为唯一碳源,筛选得到一株可高效选择性降解S-(+)-MA制备R-(-)-MA的菌株。试验从该菌株的性质出发,对菌体发酵培养基及发酵条件进行系统优化,旨在获得高产量、高光学纯度的R-(-)-MA；结合优化条件,将菌株应用于2L自制式发酵罐,对其发酵工艺进行初步的研究。具体试验设计及结果如下：1.以扁桃酸为唯一碳源筛选得到目的菌株,并对菌株进行形态学、生理生化特征及16SrDNA分子生物学鉴定,经鉴定该菌为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa, P. aeruginosa)。2.初步研究了该菌株对扁桃酸的代谢途径。确定S-(+)-MA经扁桃酸脱氢酶氧化为苯乙酮酸,再经脱羧酶脱羧为苯甲醛,继而氧化为苯甲酸,最后进入β-酮己二酸代谢途径,从而留下R-(-)-MA作为研究的目的产物。3.通过驯化试验,提高该菌株对扁桃酸的代谢活力及其对底物耐受性。以此驯化菌株为出发菌株进行论文试验,并将该菌株命名为P. aeruginosaL49-S 14。在基础培养基培养条件下确定P. aeruginosaL49-S 14最适底物浓度为20g/L。4.对诱导条件进行细致研究。确定最适诱导物为消旋扁桃酸,诱导添加量为5g/L,前期诱导培养时间12h,最佳发酵培养方式为再添加底物的直接发酵方式。5.结合单因素法和统计学试验设计方法,对P. aeruginosa L49-S14的发酵培养基组分及发酵条件进行优化,获得高产量、高光学纯度(e.e.值)的R-(-)-MA。最终确定,氮源浓度>pH值>Mg2+浓度为影响发酵条件的显著性因素。最终优化得到最优培养基和培养条件：MA 5g/L,酵母膏4.4 g/L,蛋白胨4.4 g/L, MgSO40.58 g/L, MnSO40.05 g/L, K2HPO41 g/L, BCH2PO41g/L, NaCl 1 g/L,接种量5%,温度35℃,pH 7.8,转速160r/min。发酵培养基底物终浓度可达到20g/L,发酵在72h内完成,发酵产物测得的e.e.值可达到(99.2±0.5)%。6.利用自制气升式发酵罐,对发酵罐通气方式、补加底物方式和发酵底物终浓度进行了研究。最终确定采用前期发酵低通气量,后期(24h之后)高通气量的通气方式进行分批补加底物；底物补加间隔时间12h,前两次补加量10g/L,后三次补加量5g/L。底物终浓度可达到40g/L,产物e.e.值大于99.7%,发酵完成时间98h。综上所述,通过上述培养优化和分批补加底物发酵工艺优化,P.aeruginosa L49-S14发酵制备R-(-)-MA能力与未经优化的原始条件相比,底物浓度提高了4倍,即产品R-(-)-MA的生产能力提高了4倍。