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对本实验室构建并保存的具有茶氨酸生物合成能力的基因工程菌pET32a-GGT进行了小试发酵培养基和培养条件的优化;重组质粒pET-GGT稳定性的鉴定;细胞固定化生物合成茶氨酸的研究;在30L发酵罐扩大生产工艺的初步研究。主要研究结果如下:1、利用Plackett-Burman实验设计和响应面法进行了小试发酵的优化实验:优化培养基为葡萄糖10.39g/L、酵母提取物6.88g/L、K2HPO4 7.10g/L、蛋白胨10g/L、NaCl 10g/L、MgSO4·7H2O 1g/L;优化培养条件为初始pH 7.32、培养时间6.67h、IPTG诱导温度31.51℃、装液量50mL /250 mL、接种量1%、IPTG诱导时间4h。γ-GGT活性为4.64U/mL,茶氨酸的产量为35.18g/L,L-谷氨酰胺的转化率为57.7%。2、该基因工程菌在连续传代100代后,质粒的目的基因片断没有缺失,具有结构稳定性;但在无抗生素选择压力下,连续传代20代后开始出现质粒丢失的细胞,连续传代100代后18%的细胞含有正常质粒,表现出一定的分裂不稳定性。该基因工程菌在优化培养基和优化条件下的整个发酵过程中,始终表现出良好的结构和分裂稳定性。3、确定了海藻酸钠(20g/L)固定化后0.05%戊二醛交联的固定化方法,固定化细胞酶活回收率为79.2%。细胞经固定化后操作稳定性与贮存稳定性较游离菌显著提高。构建了固定化细胞填充床反应器,茶氨酸连续生物合成的平均产量为25.40 g/L,平均体积产率为6.35g/L/h。4、初步确立了该基因工程菌发酵罐扩大培养的相关参数和培养方法:30L发酵罐中加入12L优化培养基,5%的接种量,加消泡剂磷酸丁酯5mL,转速250r/min,37℃发酵培养,并根据溶氧变化补料添加葡萄糖,当溶氧低于40%补料100mL葡萄糖(10g/L),滴加5mol/LNaOH控制发酵pH在7.3左右,6h后用0.05mmol/LIPTG诱导,31.5℃诱导4h。30L发酵罐扩大培养后该基因工程菌的细胞密度(OD600值)可以达到19.2,但γ-GGT活性仅为1.22 U/mL,茶氨酸产量为8.06g/L,L-谷氨酰胺的转化率仅为13.22%。