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雄烯二酮(简称AD),是一类内源性类固醇激素,可由人体性腺及肾上腺分泌,是体内雄性激素合成途径中睾酮的直接前体,也是雌性激素合成途径中雌激素的前体。它在合理控制雄激素和雌激素的平衡中起到至关重要的作用。另外,AD还是甾体药物合成的重要中间体,通过AD几乎可以合成所有的甾体药物。本文首先对AD种子培养基配方进行了优化。通过单因素实验、正交实验,得到最适的种子培养基配方和培养时间。其次针对植物甾醇疏水性的问题,研究了有机溶剂、深共熔试剂、表面活性剂、环糊精等助溶剂和两相体系对发酵产AD的影响,确定两相体系发酵的产率最高。然后选择正交实验对两相体系发酵进行优化,当植物甾醇浓度为10 g/L,有机相为大豆油、所占比例为16%,AD产率最高为42.15%(w/w),此时AD浓度为2.83 g/L。接下来探究了摇瓶温度、转速、装液量、接种量、初始p H值、培养时间等发酵条件对产AD的影响。优化后的发酵条件为:温度为30℃、初始p H值8.0、转速200 rpm、接种量20%、装液量150 m L,发酵6天后AD产率达50.37%(w/w),AD浓度为3.39 g/L,底物转化率为76.42%(w/w)。其中,AD产率比优化前(42.15%)提高了19.50%。论文对游离细胞法生产AD工艺条件进行了系统研究。由于底物较难溶于水,探讨了有机溶剂、深共熔试剂、表面活性剂、环糊精等不同种类的助溶剂对转化结果的影响。结果表明:当羟丙基-β-环糊精作为助溶剂,其与甾醇摩尔比为1:1时,AD产率为48.51%(w/w),AD浓度为3.24 g/L。采用响应面分析法对游离细胞法生产AD工艺进行了优化。首先利用Plackett-Burman实验设计筛选出影响AD产率的3个主要因素:植物甾醇浓度、羟丙基-β-环糊精浓度、菌体浓度。在这个基础上用最陡爬坡法来逼近最大响应值范围,然后利用响应面分析法确定这几个主要因子之间的交互作用和最佳条件。结果表明,当植物甾醇浓度为19.41 g/L,羟丙基-β-环糊精浓度为80.14 g/L,菌体浓度为110.55g/L,AD最大产率可达67.25%(w/w),与响应面预测产率相近,与优化前相比,AD产率提高了38.66%,AD含量达8.68 g/L,生产强度为2.17 g/(L·d)。初步研究游离细胞法产AD的提取工艺。AD转化液经陶瓷膜过滤、乙酸乙酯萃取、活性炭脱色、蒸发浓缩结晶获得AD产品,通过气相色谱、红外、核磁的定性、定量检测,确定是目的产物的成分,且结晶AD纯度达98.31%,符合AD产品的质量标准。