γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是一种主要由枯草芽孢杆菌所产生的一种类荚膜的均氨基酸聚合物,因其具有良好的水溶性、可生物降解型、生物相容性和超强的结合性,并且对环境无毒害作用,其农业应用前景良好。本研究旨在为工业化大规模生产农用聚谷氨酸提供理论支持。在实验室条件下,利用摇床进行了生产菌株枯草芽孢杆菌yt102的培养条件初筛。随后利用5、10和50L发酵罐对其进行了大规模生产的模拟。在实验室条件下,探讨了定量测定γ-PGA的方法。并利用盆栽实验和水培实验对其应用效果加以验证。通过上述研究,获得结论如下:1、首先,在实验室条件下进行了摇床发酵,通过单因素实验对yt102的原培养基进行廉价化和去污染化改造。初步得到最佳生产培养基为(g/L):糖蜜100,大豆水解液30,谷氨酸钠50,玉米浆8,硫酸铵7,硫酸镁0.5,磷酸二氢钾15;培养条件为37℃,接种量8%,转速220r/min,培养22至24小时。以此条件进行完整发酵,得到沉淀量为57.7g/L,水解产量为29.7 g/L。2、在摇床发酵的基础上,进行了发酵罐上校正实验。通过单因素实验研究了初始碳源浓度对枯草芽孢杆菌yt102的菌株生长和产量的影响,确定了补料发酵的方案为:初始糖蜜浓度6%,其余糖蜜在12小时后以补料的形式加入,可达最大产量32.7g/L。确定了发酵罐上培养条件:37℃,接种量8%,转速为400r/min,pH6.5~7.5。3、在实验室条件下通过对比实验比较了醇沉法、紫外法、黏度法、水解法、色谱法的准确性和优缺点,并确定了水解法定量测定发酵液中聚谷氨酸含量的参数条件:首先将样品离心去除杂质,测定游离谷氨酸含量,加入5倍体积的18.5%的浓盐酸,110℃油浴水解4小时,再次测得谷氨酸含量,前后差值经过计算即为聚谷氨酸含量。4、利用盆栽实验对γ-PGA的应用效果进行了验证。聚谷氨酸可以提高肥料的吸收,促进植物生长。聚谷氨酸的长期施用可以有效改良土壤。当使用不同施肥方式对盆栽进行处理时,微生物量产生了显著差异。同时实验表明,聚谷氨酸发酵液对实验中所用的弱酸型的土壤有一定的缓解作用,有机质的含量相较其他处理有极大提高。土壤中的氮、磷含量有所降低,说明其对植物吸收无机元素的能力有较大提升。