γ—多聚谷氨酸(γ-PGA)是一种水溶性、生物可降解的大分子，对人体和环境无毒害，由于其聚阴离子性质和高粘性而被广泛应用于环境、医药、包装、食品、化妆品、农业等方面，是一种具有极大开发价值和广阔应用前景的多功能生物制品。目前，国外用于研究γ—多聚谷氨酸生产的典型菌株主要有Bacillus licheniformis ATCC9945a(从土壤中分离得到)和Bacillus subtilis IFO3335(从豆制品中分离得到)等，而我国在γ-PGA生产菌株的筛选方面的研究较少。 本研究旨在分离和鉴定γ—多聚谷氨酸的高产菌株，并对产物进行鉴定和性质研究，同时通过液体和固体发酵条件的优化，提高γ-PGA的产量。最后，对γ-PGA作为微生物絮凝剂的絮凝活性进行了初步的探讨。论文主要研究内容和结论如下： 1.从纳豆中分离筛选得到一株产γ—多聚谷氨酸的菌株A5，对其进行鉴定，确定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。通过单因素及均匀设计试验，得到菌株B． subtilisA5液体发酵生产γ-PGA的最佳培养基组成为(g/L)：柠檬酸3，甘油40，谷氨酸钠18，NH4NO33，K2HPO41.4，MgSO4·7H2O0.2，MnSO4·H2O0.02，FeCl3·6 H2O0.14，CaCl20.05，NaCl30。培养条件为：初始pH6.0，接种量2％，装液量100mL/250mL，30℃，转速200r/min摇床振荡培养72h。经发酵条件优化，B． subtilis A5合成γ-PGA的产量可达7.4g/L，比优化前的1.5g/L提高了近5倍。 用大豆作基本培养基进行固体发酵时，最佳的培养基组成为每100g大豆中加入柠檬酸0.2g，甘油4g，谷氨酸钠2.0g，NaCl10g。培养条件为装料厚度1cm，初始pH6.0，接种量6％，37℃，培养48h。γ-PGA的产量达0.6g/100g，比优化前的产量提高了3.6倍。可见，培养基和培养条件对发酵产物的产量有较大影响。 2.对γ-PGA的性质研究表明：该物质仅由谷氨酸组成，在210nm处有最大吸收峰。SDS-PAGE电泳结果表明B． subtilisA5所产的γ-PGA并非是单一分子量的物质，而是集中在360kDa～669kDa之间的多分子量聚集体。热稳定性试验表明，γ-PGA水溶液在70℃以下时温度变化对粘度影响不大，聚合物结构比较稳定，在高温下(如110℃)时，溶液粘度急剧下降，γ-PGA分子量也相应降低，γ-PGA的水解是由谷氨酸链的随机切割引起的。γ-PGA溶液在中性和碱性环境下，pH值变化对粘度影响不明显；酸性环境下，粘度迅速下降，分子量也相应降低。 3.B． subtilis A5的发酵产物粗提后经传统的有机溶剂多次沉淀，然后超滤浓缩，得到γ-PGA的纯度约为81％，说明提取液经超滤浓缩后，能有效除去小分子物质，提取物的纯度大大增加。后经有机溶剂多次沉淀后，γ-PGA的纯度达到84％，没有显著的提高。说明要制作高纯度的γ-PGA，还需进一步探讨其它的纯化方法。 4.γ-PGA对高岭土悬浮液有较好的絮凝作用。当加入CaCl2作为助凝剂后其絮凝率达86％，最佳絮凝pH为6.0～7.0。另外，Fe3+、K+、Mg2+、Fe2+等离子对絮凝活性也有不同程度的增效作用，Al3+对γ-PGA的絮凝活性起抑制作用。 γ-PGA单独使用时絮凝活性略低于常用的絮凝剂。加入Ca2+作助凝剂后，絮凝活性大大增加，其絮凝活性和聚丙烯酰胺(PAM)基本相当。当使用浓度小于2.4mg/L时，絮凝率小于FeCl3·6H2O，加大使用浓度后，絮凝率高于FeCl3·6H2O。