富马酸(Fumaric acid)作为一种重要的有机基本化工原料和大宗化工产品，广泛应用于涂料、树脂、医药、增塑剂、食品添加剂等领域，具有重要的市场价值。目前工业上制备富马酸主要以顺酐异构法为主。与其相比，生物法具有原料可持续供应、操作条件温和、环境污染小等优势。随着生物技术的不断进步和化石资源的日益耗尽，生物法合成富马酸成为化工行业可持续发展的必然选择。米根霉(Rhizopus oryzae)是常用的富马酸生产菌，本文在诱变得到一株高产富马酸的米根霉的基础上，对其种子培养和发酵产酸的方法进行了探索和优化，建立了一套系统有效的发酵路线，为以后富马酸的工业化生产奠定了扎实的基础。论文主要工作如下：　　 1.米根霉富马酸高产菌株的诱变育种　　 根据代谢调控育种原理，设计了溴甲酚绿与丙烯醇平板的双初筛标准，建立了一种富马酸高产菌株的诱变筛选方法。首先，根据致死率、突变率以及筛选结果，确定了紫外、化学诱变的最佳诱变条件分别为：紫外诱变时间1min，诱变孢子液稀释1000倍；化学诱变剂亚硝酸浓度0.1mol/L，诱变时间10min，诱变孢子液稀释100倍。在优化条件下，通过紫外和化学的复合诱变获得了一株产量高且稳定性好的米根霉突变株ME-F12，产量达到50.39g/L，与原始菌株相比提高23％，连续传代5次后，产量无明显降低，具有较高稳定性，其副产物乙醇浓度只有1.87g/L，明显低于原始菌株。　　 2.米根霉在5L发酵罐的种子培养和形态控制　　 在5L发酵罐水平上对该突变株的种子培养和形态控制进行了研究，确定了形成菌球的较佳条件为：控制米根霉在发酵罐内的孢子浓度在5×104-8.3×104/ml的范围内，搅拌转速350r/min，pH为2.80，以20g/L的葡萄糖浓度作为最佳种龄的经验值，判断最佳种龄为52h。为进一步减少种子培养时间，采用双阶段调控策略控制pH，前8h控制pH为3.50，然后降低至2.80，该条件下最佳种龄缩短至44h，此时可以获得表面光滑结实的球状菌体(直径在1mm左右)。利用该菌球进行发酵，富马酸产量达到47.3g/L，转化率59.1％。　　 3.米根霉发酵制备富马酸的条件优化　　 对发酵产酸过程的条件和培养基组成进行了优化，首先确定基础的发酵条件为接种量15％，转速220r/min，装液量40ml，发酵温度32℃；然后以富马酸产量和生产速率为目标，利用基于Desirability函数的响应曲面法确定了葡萄糖和尿素的最佳浓度为葡萄糖135g/L、尿素0.06g/L；针对培养基中的金属离子，采用Plackett-Burman实验结合响应曲面的方法筛选并优化了重要的金属离子浓度为：KH2PO41.8g/L、MgSO47·H2O1.0g/L、ZnSO4·7H2O0.157g/L、FeSO4·7H2O0.0076g/L、CoCl2·6H2O0.005g/L；最后，根据负反馈调节原理，考察了添加苹果酸、乳酸对发酵过程的影响，确定外源添加0.5g/L乳酸和0.5g/L苹果酸，提高富马酸产量的同时能够抑制副产物的生成。最终富马酸产量达到90.5g/L，转化率67％，生产速率0.98g/(1.h)。