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乙偶姻又称3-羟基-2-丁酮，天然存在于可可、干酪、香蕉、葡萄、玉米等食品中，具有奶油香、脂香的特征，因此多用于食品、乳品及饮料中香料的配制；此外，乙偶姻作为一种平台化合物，还广泛的应用于化工、医药等行业。目前，乙偶姻的合成方法主要有化学法和生物法。生物法以其原料来源广泛，产品绿色天然，越来越受到人们的喜爱。生物法合成乙偶姻主要以微生物发酵法为主，而有关研究多集中于优良菌种的筛选及培养基的优化方面，对于发酵过程的研究及相关的调控手段报道较少。本文在实验室前期研究的基础上，得到了一株高产乙偶姻的枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis CCTCC M208157），对其发酵乙偶姻的过程进行了研究。首先对菌株发酵乙偶姻的培养基进行了优化，并通过代谢流量分析的方法，明确了该菌株乙偶姻发酵代谢流的分布情况；之后通过添加表明活性剂、pH分段调控和补料分批发酵等手段，提高菌株发酵乙偶姻的产量；最后，对发酵液中乙偶姻的提取条件做了初步探索，为菌株发酵生产乙偶姻的进一步放大奠定了基础。主要研究结果如下：（1）首先对B. subtilis CCTCC M208157发酵生产乙偶姻使用的培养基进行了优化，得到培养基组成为：葡萄糖80g/L、酵母膏20g/L、（NH4）2SO410g/L、K2HPO410g/L、MgSO41g/L、MnSO40.05g/L。通过对培养基的优化，乙偶姻产量可达23.6g/L，相比对照提高了18.3%。（2）采用代谢流量分析的方法对B. subtilis CCTCC M208157进行了研究，通过构建菌株的乙偶姻代谢网络模型，计算得到菌株乙偶姻发酵过程的代谢流量分布情况，菌株的葡萄糖代谢流量有86.6%用于乙偶姻的合成，说明菌株具有较强的乙偶姻合成能力。（3）考察了添加不同表面活性剂对B. subtilis CCTCC M208157发酵生产乙偶姻的影响；其中添加二甲亚砜（DMSO）可提高菌株利用底物能力，当添加3.0g/L DMSO时乙偶姻产量可达26.8g/L，发酵结束后无底物残留，相比对照提高了16.3%。（4）考察不同pH条件下B. subtilis CCTCC M208157乙偶姻发酵过程，通过发酵动力学参数的分析，提出了相应的pH调控策略如下：0-16h，pH5.5；16-72h，pH4.5。通过两段pH控制策略，菌株发酵乙偶姻的产量、产率、生产强度分别为32.7g/L、0.41g/g、0.91g/（L·h），使得其相比初始发酵条件下分别提高了41%、42%、69%。（5）提出了补料分批发酵策略：初始葡萄糖浓度为80g/L，发酵24h，开始以4g/（L·h）的流加速度向发酵体系中补加500g/L的葡萄糖溶液，共补加100g/L的葡萄糖。通过补料分批发酵，乙偶姻产量达到58.7g/L，为目前野生菌种报道的最高值。（6）对发酵液中乙偶姻的提取做了初步探索，提取流程如下：首先在-0.098MPa，45℃条件下蒸馏，收集馏分得到乙偶姻水溶液，之后添加等体积的乙酸乙酯萃取，重复6次萃取合并各次萃取有机相，再于-0.098MPa，30℃蒸馏，除去乙酸乙酯，得到乙偶姻产品，经气相色谱检测纯度可达95%。