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海洋弧菌Vibrio sp. QY102是由中国海洋大学从马尾藻表面分离得到,其产胞外褐藻胶裂解酶能力强,酶活性高、pH稳定范围广、具有专一甘露糖醛酸活性。随着褐藻胶裂解酶及褐藻胶解聚寡糖的应用价值被不断发现,大规模生产高活力高特异性的褐藻胶裂解酶成为当前瓶颈。本课题旨在通过发酵优化和工艺控制来大幅度提高酶产量,确定一种适合大规模培养海洋弧菌Vibrio sp. QY102生产褐藻胶裂解酶的发酵工艺,最终促进一种新型酶制剂产品的应用。本研究中首先通过单因子实验初步确定了碳源、氮源和无机盐等新培养基组分,进而通过正交实验、Plackett-Burman实验、最速上升法和响应面实验最终确定了新培养基组分为：褐藻胶6.0g/L,淀粉5.0g/L,酵母粉2.0g/L,蛋白胨4.7g/L, KH2PO41.7g/L, MgSO4·7H2O0.10g/L, NaCl42g/L,初始pH为5。在新培养基中,摇瓶培养48h褐藻胶裂解酶活达到11.39U/ml,与原始培养基相比,培养周期缩短了四分之一且酶活提高了65%。摇瓶培养条件优化结果表明新培养基中该菌株产褐藻胶裂解酶的最适温度为30℃C,该菌株产酶对剪切不敏感,适当增加溶解氧可以提高菌体的生长速率,但对产酶量没有促进效果。通过分析新培养基的碳源组成(淀粉和褐藻胶)及发酵时序变化结果发现,褐藻胶相对淀粉而言更易被利用,而淀粉作为缓慢利用的多糖不阻遏目的酶表达,且在发酵过程中起到延迟菌体衰亡和延缓发酵液pH上升的作用。在此基础上,优化了褐藻胶诱导策略,确定高产发酵工艺为：以淀粉为基础碳源支持菌体的生长,待菌体进入对数生长期末期时,开始间歇性添加固体褐藻胶诱导菌体产酶,褐藻胶单次添加量为1g/L,添加间隔时间为3h,初始pH设为5,发酵过程保持自然pH。结果表明,最高酶活达到52.8U/ml,分别为摇瓶培养的4.6倍和分批培养的4.3倍,为原始培养基的7.7倍。通过少量多次补加固体褐藻胶即减少了褐藻胶的用量又延长了菌体产酶期。然后,考察了pH控制对褐藻胶裂解酶生产的影响。结果表明,控制发酵过程的恒pH为5、6、7和8时,相应最大酶活分别为8.6、34.2、36.8和13.9U/ml,分别下降了84%、35%、31%和74%。在考察的pH范围内,高pH更有利于菌体利用淀粉,但对产酶却没有促进作用。总体策略不变,将高产发酵工艺放大到30L反应器培养,于培养23h达到最大酶活为46.8U/ml。总体结果表明在30L反应器中菌体生长和产酶都较快,产酶期平均产酶速率为2.9U/(ml.h),高于5L反应器中的2.0U/(ml.h)。