在所有植物次生代谢产物中,紫杉醇是一种高效的抗癌药物,临床上对多种癌症都具有良好的治疗效果。当前它仍主要从生长十分缓慢的珍稀濒危物种红豆杉属的树皮中提取,因此探索新的生产方法十分迫切。而从红豆杉属中分离产紫杉醇内生真菌并通过发酵法生产紫杉醇是一种新的途径。本实验室方荣锋于2014年从曼地亚红豆杉(Taxus media)茎中分离筛选出一株紫杉醇产生菌烟曲霉(Aspergillus fumigatus)TMS-26,并逐步确定了其摇瓶发酵条件。本论文以此为基础,进行摇瓶补料分批发酵,并进行初步放大确立5 L小罐的发酵条件,同时研究甘油和前体的补加对5 L罐发酵的影响,以此来提高紫杉醇发酵的产量。试验结果如下:1.在摇瓶分批发酵的基础上,进行摇瓶补料分批发酵的研究,通过单因素实验确定了甘油、氮源、前体物和CuSO4对紫杉醇摇瓶补料分批发酵的影响,并同时探索了不同温度控制方式对紫杉醇发酵的影响。发现在发酵的第8 d补加甘油,在第10 d补加氮源,在第10 d补加前体,在第9 d补加CuSO4,温度控制方式为0~9 d维持28℃,9~13 d每隔1 d升高1℃的条件下紫杉醇产量最高。2.以摇瓶分批发酵实验为基础,在所确定的条件上进行5 L罐的放大研究,确定5 L罐的发酵条件,并绘制5 L罐发酵过程曲线。最终5 L罐的发酵条件为pH 6.0,0~9 d温度控制在28℃,9~13 d每隔1 d升高1℃,直到温度为32℃,通气量1~4 L/min,搅拌转速80 r/min~300 r/min,溶氧控制在20%~40%左右。在此条件下紫杉醇的产量在第13 d最高,为713.06μg/L。3.以摇瓶补料分批发酵为基础,综合5 L罐分批发酵条件,进行5 L罐的补料分批发酵研究,着重研究甘油和前体的补加方式对5 L罐产紫杉醇的影响。在甘油补料中,研究间歇一次补料、恒速补料和pH-Stat流加补料三种补料方式对菌体发酵生产紫杉醇的影响,发现pH-Stat流加补料对菌体发酵生产紫杉醇影响最大。在前体补料中,研究间歇一次补料、间歇二次补料和恒速补料这三种前体补料方式对菌体发酵生产紫杉醇的影响,发现恒速补料对菌体发酵生产紫杉醇影响最大。在优化条件下,紫杉醇产量可达746.10μg/L。