本论文以一株表达猪α干扰素(pIFN-α)毕赤酵母菌株为研究菌株,在5L和10L发酵罐中开展了重组毕赤酵母高密度流加培养生产表达猪α干扰素的多批次优化实验,并对影响pIFN-α抗病毒活性关键变量进行系统性分析研究。论文的主要研究内容与结果如下:(1)通过在线监测和分析发酵过程中一些重要的状态变量的变化趋势发现:诱导期的细胞摄氧速度(OUR)与pIFN-α抗病毒活性有密切关联,高而稳定的OUR形成是实现毕赤酵母流加培养高效生产表达猪α干扰素的最关键因素。高而稳定的OUR可以通过维持诱导期甲醇浓度于适中且较稳定(10g/L)的水平,以及适度控制混加(甘油/甲醇混合物)期间的菌体比增殖速度等操作条件而得以实现。在此条件下,pIFN-α最高可达6.6×10~6 IU/mL,与相同发酵罐、其他控制条件下的最高活性相比提高了10倍以上,与摇瓶条件下的最高活性相比提高了300倍。(2) 5L发酵罐上的重复实验表明,自动控制混加过渡期的底物流加速度于合适水平,可以得到较高的菌体比增殖速度和底物比消耗速度,诱导前(发酵32h左右)菌体浓度可以达到100g/L以上的高密度。在此条件下,将后续诱导期的甲醇浓度控制在10g/L左右的水平,OUR和RQ可以分别稳定控制在250mmol/L/h和0.4左右,pIFN-α抗病毒活性稳定在1.0×10~6 IU/mL以上。(3) 10L发酵罐放大实验发现,在相同的控制条件下,10L发酵罐下的菌体生长速度、甘油比消耗速度、OUR均明显低于5L发酵罐的相应数值。总蛋白含量(其中目标蛋白含量约占70%左右)只有5L罐1/5~1/4的水平,pIFN-α的表达活性还有待提高。