甾体激素地塞米松是临床应用的一类重要药物,广泛应用于临床治疗,在抗感染性炎症、抗非感染性炎症、抗过敏、抗内毒素和免疫抑制方面发挥了重要作用。11α-环氧孕甾酮是生产地塞米松重要的中间体,其产率的高低严重影响着地塞米松的生产成本。底物环氧孕甾酮具有水难溶的性质,本论文通过考察有机溶媒法、表面活性剂吐温80分散法、底物细化等处理底物对甾体溶解度和转化的影响。确定了适宜的底物投料配比:1 g底物与8 ml 1.5%的吐温混悬液混合后,加入1.2 mL丙酮。实验结果表明丙酮除了增加底物溶解度外,还可提高黑根霉中的羟化酶P450的含量,增强其催化能力,提高转化率。研究了黑根霉在不同投料时间、pH等条件下对环氧孕甾酮羟化生产11α-环氧孕甾酮的能力,通过均匀设计法对培养基成份进行了优化设计获得了菌体生长的最优培养基成份。并以适宜的摇瓶分批发酵条件为基础,对黑根霉菌株进行了1L自制反应器的分批发酵实验,发酵周期70 h,底物投料浓度为1.75 g/L,11α-环氧孕甾酮转化率达到57.8%。利用修改后的Contois方程描述了黑根霉利用葡萄糖为碳源和能源的细胞生长动力学行为。确立细胞生长动力学模型。利用方程C_{X ,max}= Y_XSC_S⁰ + C_X⁰描述细胞以葡萄糖为碳源和能源的细胞得率系数。在羟化过程中,通过其羟化机理根据拟稳态过程得出细胞羟化过程的动力学方程。