聚-γ-谷氨酸（γ-PGA）由D/L-谷氨酸通过γ酰胺键连接而成的同质氨基酸聚合物。γ-PGA及其衍生物具备开发成肥料增效剂、保水剂、生物絮凝剂、药物载体、重金属吸附剂等多种产品,在农业、日用化工、食品、医药、环保等领域有着广泛的应用前景。目前,γ-PGA的生产成本较高,阻碍了其应用推广。本研究利用甘油,尤其是粗甘油,为主要碳源,用硝酸盐部分替代谷氨酸钠,利用地衣芽孢杆菌发酵合成γ-PGA,以降低发酵原料成本。在5 L发酵罐中,以地衣芽孢杆菌WX-02作为出发菌株,分别以葡萄糖和甘油为主要碳源,同时初始添加硝酸盐进行分批发酵生产γ-PGA。使用甘油培养基时,发酵过程出现亚硝酸盐积累现象,最终γ-PGA产量仅为19.58 g/L,相较葡萄糖基培养基中29.44 g/L的产量低了33.5%。关键基因转录水平分析和胞内还原力水平测定的结果表明,引起亚硝酸盐积累的原因并非亚硝酸盐还原酶基因nas D转录水平低,而是胞内NADH含量低。硝酸盐的快速利用会消耗胞内NADH,因此,本研究尝试采用硝酸盐流加策略来控制硝酸盐的消耗速率。首先采用恒速流加策略,硝酸盐的流加速度分别设定为0、0.38、0.75和1.5 g/（L·h）,结果表明硝酸盐流加速度过快依然会引起亚硝酸盐快速积累,导致γ-PGA产量很低;当硝酸盐流加速度为0.38 g/（L·h）时,亚硝酸盐基本没有积累,γ-PGA产量最高达到35.46 g/L。通过基因转录水平和胞内还原力水平分析表明,恒定低速流加硝酸盐使得呼吸作用相关基因的转录水平提高,胞内NADH含量达到1.69μmol/g-DCW,相比同为甘油为碳源的分批发酵水平提高了181.7%。继而,采用p H-stat反馈控制硝酸盐流加,γ-PGA产量最高达到33.77 g/L,但硝酸盐消耗量相比恒定低速流加硝酸盐的批次减少了一半。在此基础上,以粗甘油替换甘油,分别采用恒定低速流加和p H-stat反馈控制流加两种硝酸盐流加策略,进行发酵产γ-PGA,γ-PGA的产量分别达到35.63和36.83 g/L,产率分别达到0.77和0.89 g/（L·h）。核算发酵原料成本发现,相比葡萄糖为碳源的分批发酵,采用粗甘油为碳源、p H-stat控制硝酸盐流加的模式碳源成本和原料总成本分别降低了80.74%和50%。以重组地衣芽孢杆菌SP18为出发菌株,以葡萄糖为碳源,在不同有机氮源组合、以及不同浓度谷氨酸钠的条件下,进行分批发酵。结果表明,谷氨酸钠浓度为60 g/L,硝酸盐和氯化铵的用量为15 g/L和7 g/L时,γ-PGA的产量最高,达到45.43 g/L,但发酵液中剩余较多谷氨酸钠未利用。继而,在上述分批发酵的基础上,分别采用单独流加葡萄糖和葡萄糖与硝酸盐混合流加两种策略进行γ-PGA发酵,结果表明使用葡萄糖和硝酸盐混合流加策略,能够更好的促进谷氨酸钠的利用,γ-PGA产量达到65.49g/L。本研究在（粗）甘油和葡萄糖不同碳源下,建立了硝酸盐流加策略,针对不同的地衣芽孢杆菌菌株进行发酵,显著提高了发酵原料的利用率和γ-PGA产量,降低了发酵原料成本,为经济高效生产γ-PGA奠定了良好的基础。