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富马酸（fumaric acid）是一种重要的四碳二羧酸化合物，广泛应用于化工、食品、医药等行业。早在上世纪四十年代就开始发酵法富马酸的研究，但是至今为止，市场上所销售的富马酸大部分来自化学合成法，原料成本过高是主要的障碍之一。因此降低原料的成本是发酵法生产富马酸首要工作。因此，本论文从工业上发展成熟的淀粉质原料和甘蔗糖蜜入手，针对不同原料发酵参数，以实现利用廉价生物质原料发酵生产富马酸，从而解决发酵法成本高的问题。另外，从代谢轮廓分析的角度，初步研究富马酸耐高糖菌株和原始菌株之间的代谢差异。本论文主要工作如下: 1.考察了四种淀粉质原料——木薯粉、全玉米粉、脱胚玉米粉以及可溶性淀粉对富马酸发酵生产富马酸的影响，四种原料中脱胚玉米粉的转化率和生产强度最大，分别为0.372g/g和0.574g/l/h。针对淀粉质原料的发酵结果差异，对四种淀粉质原料的氮含量和富马酸发酵过程中两个关键酶（柠檬酸合酶和胞质富马酸酶）酶活力进行了测定，表明高的含氮量会促进柠檬酸合酶的活力，有利于生物量的生成，不利于产酸，而低的含氮量对富马酸酶的活力有利，有利于产酸。氮含量是淀粉质原料筛选需要考虑的首要问题。 2.考察了甘蔗糖蜜对富马酸发酵的影响，结果表明对甘蔗糖蜜进行预处理有利用提高富马酸产量，但仍低于混糖为碳源发酵的富马酸产量。为揭示甘蔗糖蜜中影响富马酸产量的抑制因素，考察了Fe3+、Pb2+、Al3+、Cu2+、Mn2+五种金属离子对富马酸发酵的影响。结果表明，Cu2+对米根霉产富马酸具有明显的抑制作用。针对Cu2+的抑制作用，对富马酸发酵中的关键酶TCA循环中的顺乌头酸水合酶和胞液途径的富马酸酶进行的测定，结果证明Cu2+对两种酶酶活均具有明显的抑制作用，这可能是Cu2+影响富马酸发酵的原因之一。 3.对R.oryzae ME-F14发酵生产富马酸过程中底物抑制较严重的问题，对其进行耐高糖驯化，获得了一株富马酸生产耐高糖菌株R.oryzae H15。同时耐高糖菌株R.oryzae H15在高浓度葡萄糖条件下发酵性能与出发菌株相比有明显地提高:在初始葡萄糖浓度为130g/l的条件下发酵时间比出发菌株缩短了36h，富马酸的产量由原来的34.86g/l提高到51.09g/l，生产强度从0.291g/l/h提高到0.532g/l/h。 4.通过代谢轮廓分析，对耐高糖菌株H15在发酵富马酸过程中胞内代谢物变化规律进行解析。耐高糖菌株H15具有更高的EMP和TCA代谢水平。另外，H15细胞膜的通透性也得到了提高。本工作从代谢水平解释了耐高糖菌株H15能够耐受高浓度葡萄糖性能与胞内的生理代谢的关系。