透明质酸（Hyaluronic acid,HA）是由D-葡萄糖醛酸（Glc UA）和N-乙酰氨基葡糖（Glc NAc）的双糖单位聚合而成的酸性黏多糖。由于其独特的流变学特性、生物相容性及非免疫原性,现已被广泛应用于医药、化妆品和保健食品等领域。随着市场需求量日益增大,2025年HA市值将达到154亿美元。目前,HA主要有两种生产方法,即动物组织提取法和微生物发酵法。微生物发酵生产较传统提取法有产量不受动物原料资源限制、易于大规模生产和无动物来源的致病病毒感染的危险等优点,现已成为工业化生产HA的主要方式。在工业上,HA的常用生产菌株为兽疫链球菌和马链球菌,但同时产生透明质酸酶和链球菌溶血素,其中透明质酸酶会降低HA的产量,链球菌溶血素可引起溶血,其安全性上存有争议。因此,以安全的（Generally recognized as safe,GRAS）微生物菌株为生产菌株发酵生产HA,成为一种比较理想的替代选择。此外,提高HA产量,一直是科研工作者研究发酵法生产HA的永恒主题。本研究首先从猪鼻黏膜中筛选出一株GRAS透明质酸产生菌株;再对该菌株进行紫外线、超声波诱变,筛选得到HA高产突变株;然后对其摇瓶发酵工艺进行优化,提高HA产量;最后,在10 L发酵罐中进行发酵工艺放大研究,探究其在发酵罐中的发酵水平。其具体内容如下:1)透明质酸产生菌株的筛选及鉴定以新鲜猪鼻黏膜为样品,采用两步筛选策略,第一步是在血琼脂平板上进行菌落形态观察,得到10株具有HA产生菌株菌落特征的疑似菌株;第二步是用Bitter-Muir法进行特异性显色反应,筛选出一株透明质酸产生菌株Z1。结合其菌落形态学特征与16S r DNA分子生物学鉴定结果,菌株Z1被鉴定为贝莱斯芽孢杆菌,命名为Bacillus velezensis Z1,Gen Bank登录号为MN599987,属于GRAS菌株。确定菌株Z1为目标菌株后,对其发酵液提纯,通过傅里叶红外光谱和核磁共振波谱进行结构表征,菌株Z1的发酵产物与HA标准品的红外吸收光谱基本一致,~1H-NMR谱图也呈现出相近的化学位移值,证明其发酵产物为HA。当发酵时间为16 h时,菌株Z1的HA产量达到最大值为0.774 g/L;通过Laurent法,测得其相对分子量为2.22×10~5Da。2)透明质酸产生菌株的诱变选育以贝莱斯芽孢杆菌Z1为出发菌株,分别进行紫外线诱变与超声波诱变。考察两种诱变方式对菌株Z1致死率的影响,确定了适合的诱变方式,最终选育出产量较高、无溶血性且透明质酸酶阴性的突变株ZV1,HA产量均值为0.913 g/L,比出发菌株Z1提高了22.7%。突变株ZV1经过4次传代,HA产量稳定性良好,且为无溶血性与透明质酸酶阴性菌株,可作为下一步优化的出发菌株。3)发酵工艺的优化对诱变得到的贝莱斯芽孢杆菌突变株ZV1进行发酵工艺的优化。首先考察碳源、氮源和无机盐对HA产量的影响,在此基础上,利用Box-Behnken（BBD）中心组合设计并进行响应面法分析,得到突变株ZV1最优发酵培养基成分:葡萄糖6.95 g/100m L,胰蛋白胨1.02 g/100m L,牛肉浸膏1.48 g/100m L,Mg SO4.7H2O0.15 g/100m L,KH2PO40.2 g/100m L;再进一步考察温度、摇床转速、装液量和p H值等发酵条件对HA产量的影响,并利用正交试验设计得到该突变株最佳发酵条件:p H值7.0,摇床转速150 r/min,温度35℃,装液量140 m L。在优化后的培养基成分与发酵条件下,突变株ZV1的HA产量最大可达到1.169 g/L,较优化前的HA产量提高了28.04%,较出发菌株Z1提高了51.03%。4)透明质酸发酵工艺放大研究利用10 L发酵罐对突变株ZV1进行发酵工艺放大研究。通过菌株的生长曲线与HA产量曲线的测定,确定菌体含量与HA产量呈部分相关联关系,并从16 h开始补料。然后,在控制p H值的同时,考察了初糖浓度对HA产量的影响,确定发酵罐发酵时初糖浓度为60 g/L。最后,结合最优摇瓶发酵的培养条件,在10 L发酵罐中通过指数流加补料进行发酵培养,当发酵时间为24 h时,菌体含量达到8.044 g/L,HA产量最高达1.357 g/L,相较于最优发酵工艺下的HA产量提高了16.08%。探究了其在发酵罐中的发酵水平,为下一步工业化生产提供一定的理论依据。