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唾液酸是一类神经氨酸的衍生物,广泛存在于动物组织及微生物中,是细胞膜蛋白的重要组成部分,参与细胞表面多种生理功能,在调节机体生理、生化功能方面起到非常重要的作用。聚唾液酸是唾液酸单体以α-2,8或α-2,9糖苷键连接的线性同聚物,是少数几种细菌的荚膜多糖的主要组分。通过微生物合成聚唾液酸,然后将其水解制备单体唾液酸是目前唾液酸生产的主要方法之一。本文首先研究了聚唾液酸合成前体物质——丙酮酸钠对E. coli CCTCC M208088合成聚唾液酸的影响。我们发现丙酮酸钠的添加剂量和添加时间均对聚唾液酸的合成产生显著影响。为了最大程度强化聚唾液酸的合成效率,本文从摇瓶水平上优化出了丙酮酸钠的最佳添加策略:发酵初始阶段,添加6 g/L丙酮酸钠,可以最大程度地促进聚唾液酸的合成,其最终产量达到3470 mg/L,相比对照提高了73%。将该策略在30 L发酵罐水平上进行验证,聚唾液酸产量达到6630 mg/L,相比对照提高了53%。另外,本文在摇瓶水平上考察了氧自由基胁迫对E. coli CCTCC M208088合成聚唾液酸的影响。H2O2可以有效地刺激聚唾液酸的合成,并且H2O2的添加时间、添加剂量以及添加方式均对聚唾液酸合成影响显著。进一步的优化实验表明,在聚唾液酸发酵过程中,采用三点添加法（4 h 4.0 mmol/L（终浓度）、8 h 8.0 mmol/L（终浓度）、12 h 16.0 mmol/L（终浓度））效果最好,聚唾液酸产量达到2705 mg/L,比对照提高35%。将此策略在30 L发酵罐水平上进行验证,聚唾液酸产量达到5504 mg/L,与对照相比提高了27%。最后,在实现高效合成聚唾液酸的基础上,本文改进了聚唾液酸水解制备唾液酸的工艺。对聚唾液酸的水解方法进行了优化,并对纯化唾液酸单体的各种方法进行了研究和比较,最终确定了由聚唾液酸制备唾液酸单体的工艺流程:聚唾液酸溶解于0.05 mol/L的H2SO4溶液中,80℃水浴保持4 h。水解产物直接加入5倍体积的冰乙酸,然后4℃静置3天,抽滤除去冰乙酸,即得唾液酸晶体,再用冰乙酸洗涤晶体,在50℃0.095 MPa真空度的条件下保持4 h,即得终产品,利用该工艺得到的唾液酸纯度超过95%。