乳链菌肽是由乳酸乳球菌产生的小分子多肽类抗菌素，可作为无毒、安全的天然食品防腐剂使用，目前已成为食品防腐剂研究开发的热点之一。提高乳链菌肽产率、降低生产成本是乳链菌肽研究与开发的重点。为此，本文以L.lactissubsp.lactisATCC11454为研究对象，针对目前乳链菌肽发酵过程中存在的产量低问题，通过对乳链菌肽发酵动力学及生物合成关键调控因素的实验研究和理论分析，构建了pH反馈控制补料方法，进一步优化了乳链菌肽发酵的工艺及相关操作参数，并将该pH反馈补料技术应用于谷氨酸发酵。 首先进行乳酸乳球菌分批发酵的实验研究，考察了接种量、溶氧、乳酸、磷酸盐等环境因素对细胞生长和乳链菌肽合成的影响，发现乳链菌肽合成表现为初级代谢动力学特征；副产物乳酸及较高的溶氧均能抑制乳链菌肽的合成，增加磷酸二氢钾浓度能提高乳链菌肽对细胞得率，但不能增加乳链菌肽产量。在实验基础上建立了分批发酵中细胞生长、蔗糖消耗、乳酸积累和乳链菌肽合成的动力学模型，计算结果与实验结果符合良好。 考察了营养限制条件下乳链菌肽的合成，发现营养限制的环境胁迫作用能诱导乳链菌肽的大量表达；以碳源和氮源作为营养限制条件均能明显提高乳链菌肽的产量，分别为对照分批发酵最大产量的1.5和1.6倍。其中用蔗糖作为限制条件时乳链菌肽比产率、乳链菌肽对菌体得率都明显高于其它培养方式，表明用蔗糖调控是提高乳链菌肽合成的有效调控方式。 以蔗糖作为流加碳源的恒速补料分批发酵，在控制合适、稳定的蔗糖浓度条件下，可明显地提高乳链菌肽的产量。在蔗糖流加速率为7gl-1h-1、第5h开始流加、流加总糖为35gl-1，乳链菌肽效价达到4185IUml-1。在流加蔗糖的同时补加氮源，可明显促进细胞的生长，却不利于乳链菌肽的合成；在分批发酵动力学模型基础上，初步建立了补料分批发酵动力学模型，该模型能够较好地描述恒速补料分批发酵过程。 提出了一种基于pH的基质浓度控制方法，并对该补料方法进行了理论分析，探讨了补料过程中基质浓度变化的影响因素及该方法的适用范围。结果表明，当发酵中产物酸对基质得率保持恒定，可利用分批发酵中实测碱消耗和基质消耗的比值作为补料液的配料比，能够使补料过程中基质浓度保持稳定；补料过程中基质浓度的波动与发酵设定pH和产物酸的pKa有关，随发酵时间的延长而增大。当发酵设定pH值低于产物酸的pKa时，基质浓度波动大，则不适合进行pH反馈控制补料。 对分批发酵及恒速补料分批发酵动力学的实验及模型进行了分析，发现在细胞对数生长期时，蔗糖消耗和乳酸积累具有良好的线性关系而乳酸的积累又与发酵液的pH相关。基于蔗糖消耗、乳酸积累与pH的关系，确立了用pH反馈控制补料的方法。利用pH反馈控制补料，可较好地控制发酵过程的糖浓度，从而显著提高了乳链菌肽产量。在控制糖浓度为10gl-1时，乳链菌肽效价达到5011IUml-1，是对照分批发酵最大产量的1.9倍。但随着所控制的糖浓度的提高，对细胞生长影响不大，却明显抑制了乳链菌肽的合成。也进一步证明了蔗糖在乳链菌肽合成中的调控作用。 以北京棒杆菌AS1.299为菌种，用上述基于pH的基质浓度控制方法控制谷氨酸发酵的补料。通过pH反馈补加葡萄糖，实现了糖浓度的稳定控制，谷氨酸产量和转化率均高于分批发酵、间歇补料和恒速补料分批发酵。采用pH反馈控制补料分批发酵，方便简单，有较好的普适性，可应用于其他发酵过程。