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本文以提高发酵法生产纳他霉素的水平为目标，对纳他霉素发酵的测定方法、菌种选育、培养基成分和培养条件、发酵过程控制、发酵动力学以及提取工艺等进行了深入细致的研究，大幅度提高了纳他霉素的产量，并在700L罐中成功进行了放大，为发酵法生产纳他霉素的工业化奠定了良好的基础。
获得了如下主要进展：
(1)研究了发酵液中纳他霉素的快速测定法——紫外分光光度法。通过紫外分光光度法和高效液相色谱法(HPLC)测定纳他霉素的比较发现，紫外分光光度法与高效液相色谱法对纳他霉素的测定结果基本一致，以高效液相色谱为基准，紫外分光光度法的平均相对误差为0.19％。该快速方法为菌种选育、发酵工艺及提取工艺的研究提供了方便。
(2)以纳他霉素产生菌GX-33为出发菌株，利用N<+>离子注入进行诱变，采用琼脂块初筛，结合摇瓶复筛，获得一株纳他霉素产量达到3.62g/L的突变株GXLZ-96，比原出发菌株提高了40％。
(3)在摇瓶中对纳他霉素发酵条件进行了研究。对碳氮源进行了筛选，获得了快速利用碳源葡萄糖与慢速利用碳源糊精的最佳比例是1：8；混合氮源的最佳比例是大豆分离蛋白和酵母膏(折算为蛋白质)为6：1；通过磷酸盐浓度对纳他霉素发酵影响实验得出：0.1％以下KH<,2>PO<,4>浓度有助于纳他霉素的发酵，而过量添加KH<,2>PO<,4>对纳他霉素发酵不利；通过响应面分析法(RSA)获得了优化的发酵培养基：葡萄糖6.5g/L，糊精53 g/L，大豆分离蛋白19 g/L，酵母膏8.5 g/L，KH<,2>PO<,4> 0.1 g/L，pH 7.0；通过摇瓶实验，获得了最佳种龄是24小时，最佳接种量是2％；溶氧过高或过低都会对纳他霉素发酵造成影响，最合适的摇瓶装液量是35mL/250mL三角瓶。
(4)根据摇瓶的实验结果，在30L发酵罐中对纳他霉素的分批发酵和连续补料分批发酵过程进行了控制，获得分批发酵的控制条件是：接种量2％，装料系数为65％，初始通气量为1：0.3VVm，初始转速为400r/min，随着菌体的生长逐渐提高通气量和搅拌转速。通气量和搅拌转速随溶氧确定，前期主要控制通气量，溶氧在40％～80％之间，中后期控制搅拌转速，溶氧控制在20％以上，产素达到了4.32g/L；在发酵中添加自调控因子有助于促进菌丝形态分化，启动纳他霉素的生物合成，最佳添加时机是发酵约32小时，纳他霉素产量达到5.13g/L；连续补料分批发酵的控制条件是：接种量2％，装料系数为60％，初始通气量为1：0.3VVm，初始转速为400r/min，随着菌体的生长逐渐提高通气量和搅拌转速。通气量和搅拌转速随溶氧确定，前期主要控制通气量，溶氧在40％～80％之间，中后期控制搅拌转速，溶氧控制在20％以上。发酵36～40小时，流加50％葡萄糖维持还原糖在15～20g/L，流加速度约为1～2g/L．h；用20％KOH控制pH在6.0。采用连续补料分批发酵工艺产素达到了5.78g/L，比分批发酵提高了33％。以模糊理论为基础，以生长生产耦合度定量表征了菌株生长和生产的同步程度。发现在发酵过程中生长和生产不同步，耦合度仅为4.28％；
基于非结构模型，研究了纳他霉素发酵动力学，并建立了相关动力学模型。实验中采用Logistic方程描述了菌体生长的动力学过程，采用Leudeking-Piret方程描述了产物合成的动力学过程，用Leudeking-Piret-Like方程描述了底物消耗的动力学过程，从检验结果可知，模型可以较好的与实际发酵拟合，解释实际发酵中细胞生长、底物利用和产物合成的动力学规律。所得模型方程如下：细胞生长动力学模型：产物合成动力学模型：底物消耗动力学模型：
(5) 成功在700L发酵罐中进行了生产放大，实验结果如下：
采用二级种子扩培，接种量为5％；初始装料体积450L；培养温度29℃；溶氧控制在20％以上；pH控制在6.0，用20％KOH流加调节；还原糖控制在15～20g/L，用50％葡萄糖连续流加调节，流加速度为1～2g/L.h；以效价增长缓慢，pH开始上升作为放罐终点判断，发酵周期约120小时；放罐体积550L；放罐效价大于5g/L；共补糖45kg，补碱3kg。
(6)为提高纳他霉素的提取率，本论文对纳他霉素新的提取工艺进行了设计和探讨，结果如下：
考察了非极性大孔吸附树脂HZ-817对纳他霉素的动态吸附提取效果，通过大柱实验，提取得率达到58.76％。
采用超滤和纳滤工艺对纳他霉素进行了提取，得率达到62.74％。该工艺的特点是：提取过程无相变，不使用有机溶剂，提高了纳他霉素品质，降低了纳他霉素提取成本。
采用造粒-碱法提取工艺对纳他霉素进行了提取，降低了有机溶剂的使用量，提取得率达到75％。