本论文研究了黑根霉(Rhizopus nigricans)生物催化甾体的C11α羟基化反应。考察了水相发酵体系下转化条件对黑根霉转化效果的影响,重点构建了一个适合黑根霉生物催化甾体C11α-羟基化的两相体系以及研究了固定化技术在两相发酵体系中的应用。对比了黑根霉对三种甾体底物转化能力的差异。首先,研究了水相培养条件对黑根霉菌体生长状态的影响,同时对比了不同菌体形态对转化效率的差别,发现带有绒毛状菌丝的菌球转化效果最好。成球条件为孢子接种浓度为107个孢子/mL,发酵温度28℃,转速为150r/min。从发酵过程曲线和转化过程来看,前8h为延滞期,9-22h为对数生长期,在第22h发酵液pH降到了3.8,溶氧降到10%,菌体培养成熟,此时为投入底物的最佳时期,转化的第44h为转化终止时间。而250mL三角瓶装液量为50mL,投料浓度为2%,转化pH4.6为最佳的转化条件。水相发酵体系下的羟化酶诱导实验确定了0.2%的底物诱导浓度,诱导菌龄为16h,诱导时长为8h。从助溶剂和表面活性剂角度看,吐温-80的效果最好,底物经吐温-80处理后最终转化率比对照提高了18%,甲醇的效果比乙醇好,甲醇的最佳添加量为4%。其次,重点研究了两相转化体系的建立。从有机溶剂的对甾体的溶解度、对黑根霉细胞的毒性和最终的转化效果来看,乙酸丁酯是作为有机相的最佳选择。优化了此体系的最佳转化条件,乙酸丁酯相与发酵液相的体积比为1：5,最适转化温度为25℃。而从不同的水相对比来看,发酵液比缓冲液和无菌水的效果都好。之后考察了氧促进剂H2O2和外电子受体维生素K3对C11α-羟基化转化率的影响方面,前者的最佳添加量为1%,比对照体系转化率提高了8%；后者的最佳添加量为0.1%,比对照体系转化率提高了6%。从底物的角度看,黑根霉催化16α,17α-环氧黄体酮11α羟基化的效率最高。最后,研究了固定化细胞在两相体系中的应用。从选择的3种固定化方法来看,海藻酸钙包埋法的效果最好。虽然转化率并没有比游离体系有所提高,但是酶活回收率却明显增加,有利于转化体系的重复利用,而且提高了黑根霉细胞对有机溶剂的耐受性,增加了羟基化反应的初始速率。黑根霉细胞经海藻酸钙固定化后最终产品的提取工艺大大简化,所用仪器及试剂均有所减少。