出芽短梗霉（Aureobasidiumpullulans）是一种具有多种发酵产物的酵母样真菌,在合适的营养环境下可以同时合成两种结构不同的胞外多糖—普鲁兰和β-葡聚糖。普鲁兰是由α-1,4-糖苷键连接的麦芽三糖单位经α-1,6-糖苷键聚合而成的水溶性高分子多糖,具有良好的成膜性、可塑性、稳定性以及可降解性,因而在食品、医药、化妆品和环境保护等领域应用广泛。β-葡聚糖是由β-1,3-糖苷键连接而成的水不溶性高分子聚合物,天然的免疫调节作用赋予了其更大的商业应用价值。本文分别以普鲁兰高产菌株A.CCTCC M 2012259和β-葡聚糖高产菌株A.pullulans CGMCC 19650为研究对象,考察影响普鲁兰和β-葡聚糖联产发酵的因素,探究其中蕴含的生理机制。主要研究内容和结果如下:1、以A.pullulans CCTCC M 2012259为生产菌株,考察了分批发酵下不同糖类物质（葡萄糖、果糖、木糖、蔗糖、麦芽糖）对普鲁兰和β-葡聚糖联产的影响。发现蔗糖有利于两种胞外多糖的合成,而木糖则更有利于细胞的生长。为了实现普鲁兰和β-葡聚糖的联合高产,采用混合糖补料分批发酵的方式对生产菌株进行培养,以木糖为起始底物,48 h时补加蔗糖,普鲁兰和β-葡聚糖产量比补加木糖时分别提高了 10.8%和48.8%。此外,考察了利用甘蔗糖蜜发酵联产普鲁兰和β-葡聚糖的可行性,结果发现出芽短梗霉细胞能够很好地利用糖蜜进行生长并合成普鲁兰和β-葡聚糖,这将有利于降低两种多糖的生产成本。2、研究了 7种典型的表面活性剂在A.pullulans CCTCC M 2012259发酵联产普鲁兰和β-葡聚糖中的作用。结果发现,在发酵培养基中添加一定浓度的Triton X-100降低了出芽短梗霉的生物量,但提高了普鲁兰和β-葡聚糖的联产产量。分批发酵结果表明,5 g/L Triton X-100的添加将普鲁兰和β-葡聚糖产量分别提高了 5.7%和76.6%。同时,为了揭示Triton X-100作用的生理机制,观察了细胞形态变化,测定了细胞膜通透性、关键酶活性以及细胞内UDPG、NADH和ATP的水平。结果表明,Triton X-100对细胞形态没有影响,但提高了参与普鲁兰和β-葡聚糖生物合成的关键酶的活性,提高了胞内UDPG含量,改善了能量供应水平,加快了前体物质跨膜运输的速率。在补料发酵的基础上,添加Triton X-100可以进一步提高普鲁兰和β-葡聚糖的联产量。3、在5 L发酵罐中,考察了不同搅拌转速对A.pullulans CGMCC 19650发酵联产普鲁兰和β-葡聚糖的影响。发现600 rpm有利于细胞生长,最大生物量达到13.51 g/L,而500 rpm有利于普鲁兰和β-葡聚糖的联产,最高β-葡聚糖产量为5.11 g/L,普鲁兰产量为14.49 g/L。分析了不同搅拌转速下的普鲁兰和β-葡聚糖分批发酵动力学,结合生理生化指标的测定,发现500 rpm有利于多糖合成过程中关键酶活性的提高、UDPG的积累以及细胞内NADH、ATP水平的提升。对普鲁兰和β-葡聚糖生物合成过程中主要代谢物的代谢通量进行分析,发现较高搅拌转速下的碳通量更多地流向了目标产物的合成。此外,在500 rpm条件下向发酵培养基中添加5 g/L Triton X-100,结果表明,A.pullulans CGMCC 19650生物合成普鲁兰的产量提高了 8.0%,β-葡聚糖产量下降了 9.7%,但细胞生长以及胞外多糖的联产量与对照相比没有明显差异。