维生素K2的发酵工艺涉及多种微生物菌种、培养基优化、发酵条件控制及后续纯化技术。以下综合多篇文献及专利信息，梳理其关键工艺要点：

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### 一、主要发酵菌种与菌株改良

1. **纳豆芽孢杆菌**  

   - **工艺特点**：常用于生产MK-7型维生素K2，通过添加植物油脂（如0-5%体积比）改善发酵环境，促进维生素K2从细胞膜向油相萃取，减少水相损失，从而提高产量。  

   - **菌株优化**：部分专利采用纳豆芽孢杆菌结合补料策略（如流加葡萄糖、控制pH分阶段调节），提升菌体代谢效率。

2. **黄杆菌**  

   - **高产菌株开发**：通过离子注入（如N+注入，能量15keV，剂量2.0×10¹⁵N+/cm²）和低温等离子体处理（360W射频电源，30Pa真空环境），显著提高维生素K2产量（提升80%-150%）。  

   - **发酵流程**：采用两步法（活化菌种→发酵培养），并在发酵后期添加表面活性剂（如2% POE），促进胞内产物流出。

3. **乳酸菌共培养**  

   - **创新方法**：混合发酵乳杆菌与乳酸乳球菌MG1363（体积比1:1-3），通过互补代谢通路，显著提升维生素K2产量，适用于乳制品发酵工艺。

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### 二、培养基与发酵条件

1. **培养基配方**  

   - **基础成分**：通常含碳源（如甘油、葡萄糖）、氮源（蛋白胨、酵母提取物）、无机盐（MgSO₄、K₂HPO₄等）及特殊添加物（如1,4-二羟基-2-萘甲酸）。  

   - **优化方向**：例如黄杆菌发酵培养基中添加聚氧乙烯油醚（0.5g/L），增强菌体代谢稳定性。

2. **发酵参数控制**  

   - **温度**：多数菌种在30-37℃下培养，如纳豆芽孢杆菌（35-40℃）。  

   - **pH调节**：分阶段控制（如pH 6.2-6.6），部分工艺需补加磷酸或氨水维持最佳代谢环境。  

   - **溶氧与转速**：黄杆菌发酵中摇瓶转速200rpm，乳酸菌共培养采用静止发酵。

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### 三、分离与纯化技术

1. **细胞破碎与萃取**  

   - **冻融法**：湿菌体经-15℃冷冻后室温融化，反复2-3次破碎细胞。  

   - **溶剂萃取**：使用正己烷或丙酮萃取脂溶性维生素K2，再通过旋转蒸发浓缩粗品。

2. **层析纯化**  

   - **树脂选择**：HZ816树脂结合工业乙醇洗脱杂质，丙酮洗脱目标产物。  

   - **硅胶柱层析**：采用正己烷-乙酸乙酯混合液（10:1）进一步纯化，获得高纯度维生素K2。

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### 四、工业化生产与标准

1. **华北制药案例**  

   - 采用绿色工艺生产全反式维生素K2（MK-7），产品以高纯度、低杂质及强生物活性为特点。  

   - 符合《食品安全国家标准 食品营养强化剂 维生素K2（发酵法）》要求，该标准由中国食品添加剂和配料协会制定。

2. **创新方向**  

   - **混菌发酵**：如乳酸菌共培养技术，降低生产成本并提高设备利用率。  

   - **基因工程**：通过基因编辑优化菌株代谢通路，未来可能进一步提升产量。

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### 总结

维生素K2发酵工艺的核心在于菌种选择与改良、培养基优化及精准的发酵控制。当前主流工艺以纳豆芽孢杆菌和黄杆菌为主，而新兴的乳酸菌共培养技术为乳制品领域提供了新思路。未来发展方向可能聚焦于基因工程菌株开发及连续发酵工艺优化。具体工艺参数需结合生产规模与目标产物类型调整，相关国家标准亦为质量保障提供了依据。