聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHA)是微生物在生长条件不平衡时体内积累的一类由3-羟基脂肪酸组成的线性聚脂,具有良好的生物可降解性和优良的性能,可作为未来石油基材料替代物,用于工业、医学等领域。然而过高的生产成本往往限制了 PHA的大规模商业使用,纤维素生物质作为一种潜在的廉价可再生原料,可经过有效的开发利用合成PHA,不仅能够高效利用废弃的纤维素生物质,同时也能降低生物可降解塑料PHA的生产成本。本研究以杨树的木质纤维为原料,在通过稀酸水解获得糖化水解液的基础上,以真养产碱杆菌发酵生产PHA,研究一步法和两步法发酵情况、不同脱毒方式的处理、水解液作单一碳源时的发酵优化,并在发酵的过程中添加糖蜜探究混合碳源对发酵生产PHA的影响,进而提高PHA的最终浓度,以及确定不同刺激物对菌体发酵产PHA的影响。得到的主要结果如下:(1)为提高杨树木质纤维的糖化利用率,采用酸处理的方式制备获得还原糖,对液料比、硫酸浓度和水解时间分别进行单因素实验,根据单因素实验结果设计Box-Behnken中心组合实验,以还原糖提取率为指标值,确定酸降解的最优工艺参数。结果表明:酸预处理过程产还原糖最优化条件为:液料比10.03:1、酸浓度2.03%、水解时间103 min,还原糖提取率平均值为19.31%。(2)以杨树木质纤维水解液作为单一碳源发酵生产PHA,结果表明两步法发酵产生的PHA高于一步法,不同的处理方式同样影响菌株对杨木水解液的利用,采用氢氧化钠过中和后活性炭脱毒的效果最好,获得的PHA产量更高。通过对发酵条件的优化获得的最佳参数为:氮源为1 g/L的硫酸铵、温度28℃、初始pH为7,发酵时间48h,在该条件下PHA产量为0.19g/L。(3)通过单因素和响应面结合优化混合碳源发酵生产PHA的条件,结果表明:糖蜜添加量为27.4 g/L,氮源浓度为1.88 g/L,温度为29.9℃,在该条件下实测得到的PHA平均值为0.83 g/L。(4)酸刺激物和高渗刺激物的添加对混合碳源发酵生产PHA影响表明:低于1 g/L浓度的乙酸能提升PHA的产量,但乙酸浓度达到1.5 g/L时,乙酸对菌株起抑制作用,菌株不再继续生长。而氯化钠添加对PHA生产呈现抑制作用,氯化钠浓度越高其菌株的生长和积累PHA能力越差,在氯化钠浓度为10g/L时菌株停止生长,PHA的积累停止。