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肾上腺皮质激素类药物,作为甾类激素药物中重要的组成部分,是临床上不可缺少的一类药物。一般采用以天然的甾体化合物为原料,利用化学法和微生物转化法相结合的合成工艺,其中利用微生物法进行转化的C11-羟化反应和C1,2-脱氢反应是合成过程中的关键步骤。C11位上羟基的引入对肾上腺皮质激素药物的抗炎活性是必不可少的,而C1,2位置导入双键后,能成倍地增加其抗炎作用。本文以环氧黄体酮为原料,对黑根霉11α-羟化反应、短刺小克银汉霉菌11β-羟化反应、简单节杆菌C1,2-脱氢过程进行了优化,研究了甾类药物生物催化的新工艺。首先在黑根霉11α-羟化反应过程中,确定了最佳pH,优化了培养基碳源,并建立了添加十二烷基苯磺酸钠的水溶液悬浮投料方式,在3.7L发酵罐的放大实验中,投料浓度高达15g/L时,转化率可达49.2%,且催化过程稳定。其次证实了短刺小克银汉霉菌具有11β-羟化能力,但该反应副产物较多,催化过程不稳定。对其转化工艺中的操作参数,如pH、转速、接种量、培养基等进行了优化,在10L发酵罐的放大实验中,投料浓度为2g/L时,11β-羟化产物得率可稳定在35%。对简单节杆菌的脱氢过程进行了新工艺研究。建立了吐温-80乳化投料方式,并用响应面法进行了优化;构建了水/正己烷两相反应体系;研究了NaCS/PDMDAAC微胶囊固定化简单节杆菌细胞培养;利用固定化简单节杆菌,在气升式反应器中采用水/正已烷两相反应体系进行了脱氢过程,结合吐温-80乳化投料的最优添加物,反应2h即能达到97.54%的高转化率,5批次重复投料实现了半连续化生产,每批次的转化率都在95%以上。最后尝试将催化性能稳定的黑根霉和简单节杆菌进行混合发酵培养,采用静息细胞转化工艺,实现了环氧黄体酮一步羟化和脱氢反应,确立了工艺条件磷酸缓冲溶液的最佳pH值为6.0,最适宜的投料浓度为2g/L,多批次的重复实验结果表明该混合发酵体系具有一定的稳定性。