本文主要研究了基因重组Escherichia coli BL21的分批培养和分批-补料培养时的培养基组成,并运用响应面分析方法及代谢流分析方法分析各种培养基组成对大肠杆菌表达类人胶原蛋白Ⅱ的影响,此外,对补料培养基的流加方式做了突破性的革新。优化结果如下：用摇瓶小试实验优化培养基组成：诱导前,控制碳氮比为4.47：1(mol:mol),即葡萄糖和氮源浓度分别为0.085mol/L和0.019mol/L时,菌体生长情况最优,有害代谢副产物特别是乙酸的生成量接近最低。诱导后,碳氮比控制在3.82：1(mol:mol),即葡萄糖和氮源浓度分别为0.065mol/L和0.017mol/L时,类人胶原蛋白比生成量达到最高,而且乙酸生成量接近最低。此外,当仅提高葡萄糖含量时,乳酸、丙酸的含量相应增加,三羧酸循环中间代谢物如柠檬酸、L-苹果酸、琥珀酸含量反而降低。用发酵罐培养实验优化培养基组成：基于代谢流分析(metabolic flux analysis, MFA)对分批阶段和补料阶段的培养基进行优化,代谢流分析结果显示：分批阶段的最优碳氮比为2.36：1(mol:mol),诱导前补料阶段的最优流加补料碳氮比为5.12：1(mol:mol),最优碳氮比控制策略下,细胞干重和蛋白产量分别达到67.2g/L和10.8g/L本实验采用了发酵控制器对流加方式采取溶氧实时反馈调控,与传统周期式补料流加方式相比,菌体量和类人胶原蛋白产量都有了明显的提高,且产量稳定,代谢副产物如乙酸的生成量明显低于后者。