1、γ-聚谷氨酸（Polyγ-glumatic acid，γ-PGA）是通過微生物合成的陰離子型均聚氨基酸。由于具有良好的生物相容性、生物降解性和高吸水性，γ-PGA及其衍生物可廣泛用于食品、化妝品、醫(yī)藥和水處理等領域。目前通常采用微生物液體發(fā)酵實現γ-PGA的規(guī)模化生產，但在發(fā)酵后期發(fā)酵液黏度增加會導致產物積累的速率明顯下降。
　　本文首先采用氣相色譜研究γ-PGA發(fā)酵過程中的主要代謝副產物，確定了2，3-丁二醇和3-羥基-2-丁酮

2、為積累量最大的碳代謝副產物。然后在搖瓶發(fā)酵實驗中考察了這兩種副產物對細胞生長和γ-PGA合成的影響，結果顯示，兩種副產物對發(fā)酵不同階段的細胞生長和產物合成都存在抑制作用。進一步研究了三種不同pH值下發(fā)酵過程中主要胞外代謝產物的積累情況，通過對γ-PGA相關碳代謝途徑的代謝通量分析，發(fā)現最佳發(fā)酵過程pH值為6.5。在這一最適pH下，發(fā)酵代謝副產物積累總量最少，而細胞生物量、底物轉化率和產物生成的速率均為最優(yōu)。
　　為了尋找經濟價廉碳

3、源，本文篩選獲得了能夠利用木糖和葡萄糖高效生產γ-PGA的枯草芽孢桿菌HB-1。該菌株能夠以稀酸水解處理秸稈得到的六碳糖和五碳糖混合物為培養(yǎng)基碳源發(fā)酵生產γ-PGA，批次發(fā)酵結果表明該生產菌能夠有效利用這一粗原料和前體谷氨酸，γ-PGA產量達到24.38 g/L，并能通過流加秸稈水解糖將γ-PGA的產量提高到28.15 g/L。最后，開展了發(fā)酵液微濾除菌、超濾濃縮、沉淀脫鹽和噴霧干燥等工藝參數優(yōu)化研究，確定了一條高效節(jié)能的中試工藝路線。