甾体类药物目前是世界最重要的药物之一,是仅次于抗生素的第二大类药物,国内外需求量具大,具有极高的经济价值和广阔的市场前景。9α-羟基-4-雄甾烯-3,17-二酮(简称9-羟基雄烯二酮或9α-OH-AD或9-OH-AD)可以合成多种具有高抗炎、抗敏性糖皮质激素药,是合成甾体类药物的关键原料。目前,包括9α-OH-AD在内的甾体医药中间的生产方法主要是微生物转化法。微生物转化植物甾醇生产9α-OH-AD虽然具有污染小、生产周期短、副产物少等优点。但是,由于植物甾醇水溶性差,使得现有生产工艺底物投料量少,产物转化率低。本研究以(Mycobacterium sp.)YH作为实验菌株,以植物甾醇为底物,通过对转化培养基、转化条件、底物投料量及用油比例等参数优化,经15L发酵罐转化体系优化、50L发酵罐中试放大得到了最佳转化条件,并应用到了 20t发酵罐实际生产当中。结果如下:1.最佳的培养基组成为:玉米浆干粉18g/L,NaNO3 5g/L,浓缩磷脂1g/L,(NH4)2HPO40.7g/L,甘油 1g/L,FeSO4·7H2O 0.05g/L,ZnSO4·7H2O 0.1g/L,MgSO4·7H2O0.15g/L。在上述条件下9α-OH-AD转化时间最短且转化率最高。2.最佳的两相发酵系统:大豆油质量占比15%,植物甾醇投料量5%。较原工艺条件底物植物甾醇投料量提高了 2.5倍,大豆油用量降低了 3个百分点。3.50L发酵罐最佳转化条件为:搅拌转速600r/min,通气比0.5vvm,接种量10%,发酵体积70%,消前pH7.0,发酵温度32℃。在此条件下,90a-OH-AD的转化时间最短。4.20t发酵罐转化条件为:发酵体积70%,搅拌转速180r/min,通气比0.5vvm,接种量10%,消前pH7.0,发酵温度32℃,大豆油质量占比15%,植物甾醇投料量5%,转化时间88h,9-羟基雄烯二酮转化率81.38±1.56%。通过本研究,实现了工业化条件下微生物转化植物甾醇生产9α-OH-AD大底物投料量、用油少、转化时间短、转化率高的目的。