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螺旋霉素Ⅰ是生二素链霉菌经发酵产生的十六元大环内酯类抗生素,广泛应用于医药领域。工业生产中较高的杂质D组分严重降低了螺旋霉素的提取收率,影响了产品品质。本课题在与企业合作的基础上对螺旋霉素Ⅰ的发酵工艺进行优化,以实现提高螺旋霉素Ⅰ产量及降低杂质D组分含量的目标,并对发酵工艺的影响机理进行分析。本文在研究发酵初期添加丙三醇溶液对螺旋霉素Ⅰ发酵的影响时,发现摇瓶发酵24 h添加终浓度为0.4%的丙三醇溶液使螺旋霉素Ⅰ效价提高17.12%,杂质D含量降低21.39%。15 L发酵罐的放大实验表明,发酵15 h添加终浓度为0.4%的丙三醇溶液,最终效价达到23314 U/mL,相比对照(18329 U/mL)提高27.20%,最终杂质D含量为8.84%,与对照(11.99%)相比降低了 26.27%。通过荧光定量PCR技术,选择与螺旋霉素生物合成相关的基因进行转录水平的研究。结果显示,丙三醇的添加能有效提高srm10(内酯环合成相关基因)在48h的转录水平,同时对srm20(福洛氨糖合成相关基因)与srm33(碳霉糖合成相关基因)在72 h的转录有明显促进作用。从而提高了螺旋霉素Ⅰ效价,并在一定程度上降低了杂质D组分的含量。为进一步减少杂质D组分的生物合成,提高螺旋霉素的产品质量,研究不同供氧水平对螺旋霉素Ⅰ发酵的影响。结果发现提高发酵后期的供氧水平可大幅度降低杂质D组分的含量。基因相对转录水平的结果显示,发酵后期供氧水平的提高可有效促进srm21(福洛氨糖合成相关基因)和srm39(碳霉糖合成相关基因)相对转录水平的增加,且对srm21的促进作用更大,进而相对提高了福洛氨糖的合成比例,导致了杂质D含量的下降。将发酵初期丙三醇添加条件与发酵后期供氧水平提高条件组合使用,与对照相比,螺旋霉素Ⅰ效价提高40.24%,杂质D组分的含量降低39.12%。最后考察原材料对螺旋霉素Ⅰ发酵的影响。首先检测黄豆饼粉和玉米浆中相关指标的含量,再结合发酵数据,通过聚类分析,从中筛选出影响发酵效价的关键指标,并确定其含量范围,为实际生产中原材料的选择提供指导和依据。结果显示黄豆饼粉中碱(水)溶性蛋白含量和氨氮含量的高低对发酵效价的影响较大,而玉米浆中适宜水平的氨氮含量(1900～2200 mg/100ml)有利于发酵效价的提高。