本研究利用液态深层发酵法以提高灵芝三萜的含量为目的,对发酵过程进行了系统的优化。(1)对灵芝菌丝体液态深层发酵中油酸的添加策略进行研究。结果表明添加油酸对灵芝三萜的合成有重要的促进作用。在发酵的0 h添加30 m L/L的油酸效果最佳。在6 L发酵罐上验证灵芝三萜的最大值为1.076 g/L,与模型的预测值1.080 g/L相差不多。(2)通过不同搅拌转速条件下灵芝三萜液态深层发酵的跟踪分析,对发酵过程的数据进行进一步分析,通过分析比生长速率,比消耗速率和比合成速率三个动力学参数,提出两阶段搅拌转速控制策略,即在发酵40 h前,控制搅拌转速为150 rpm,40 h后调整转速至100 rpm。运用此发酵策略,使得灵芝三萜的最大浓度为0.720 mg/100 mg,灵芝三萜对葡萄糖得率为0.051 g/g,灵芝三萜生产强度为0.0055 g/(L·h),相比于最好的单因素搅拌转速分别提高了5.56%,0.66%和20.59%。(3)在对不同温度下灵芝菌丝体液态深层发酵合成灵芝三萜的过程进行详尽分析的基础上,建立液态深层发酵动力学模型,并分析了温度与动力学参数之间的函数关系,提出灵芝菌丝体高产量、高得率和高生产强度液态发酵合成灵芝三萜的温度控制轨迹:在发酵初始阶段(0-61 h)控制发酵温度为32℃以维持较高的菌丝体生长速率和灵芝三萜合成速率;发酵中期(62-127 h),逐步将发酵温度降到31-30℃以获取代谢流强化和菌丝体衰亡之间的最佳平衡;然后维持29℃至发酵结束以提高菌丝体后续合成灵芝三萜的能力。采用这一最佳温度控制轨迹,灵芝三萜产量(0.269 g/L)、对葡萄糖产率(0.0101 g/g)和生产强度[0.00207 g/(L h)]比29℃恒温发酵分别提高了27.32%、13.94%和37.11%。(4)在50 L发酵罐中采用四种补料培养方式对灵芝菌丝体液态深层发酵合成灵芝三萜进行了比较。实验发现通过补料可以明显地促进灵芝菌丝体的生长和灵芝三萜的合成,同时还发现不同的补料方式对菌丝体生长和灵芝三萜合成有不同的影响:采用指数补料方式可获得较高的菌丝体浓度,并提高了灵芝三萜的含量,与传统的发酵方式相比,采用此补料策略取得了较好的效果。发酵终点灵芝菌丝体干重达到17.68 g/L,灵芝三萜含量达到4.58 g/100 g干菌丝体,分别比分批发酵提高了65.70%和100.88%。