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由少数细菌产生的胞外聚合物γ-聚谷氨酸(γ-PGA)可作为生物降解的生物相容性材料和水溶性高分子材料,在环境改善、医药、食品、化工、农业及化妆品领域具有良好的应用前景,随着发达国家对可生物降解的高分子聚合物用量的增加,加之全球性对环境的重视,对γ-聚谷氨酸生物合成逐渐重视起来,并且拓展了γ-聚谷氨酸许多新的应用领域。因此,建立完整、系统、大规模的γ-PGA的微生物生产方法、研究和开发γ-PGA的生产技术具有积极的现实意义。采用枯草芽孢杆菌发酵制备γ-PGA,首先利用γ-聚谷氨酸的液体摇床发酵培养最大产量的获得γ-PGA,其次完善了产物分离纯化的工艺,并对γ-PGA的性质及应用做了深入研究。研究结果：1.对摇瓶发酵培养基及培养条件进行了单因素优化,得出能够较大产量的获得产物的培养基组成为：L-谷氨酸钠2%,蛋白胨0.6%,玉米糖化液6%,NaCl1%；最佳培养条件：转速150r/min,培养温度37℃,培养48,初始pH=7,装液量50mL/250mL。2.γ-PGA的提取纯化：由微生物发酵所得的高粘度发酵液,用有机溶剂沉淀获得γ-PGA,最好的提取方法是乙醇提取,浓度为100%,乙醇添加量是发酵液的2.5倍。3.产物的鉴定,薄层层析鉴定了降解产物,证明降解产物只有谷氨酸；对所得产物进行了红外、紫外,可知该聚合物为聚酰胺类高分子聚合物。4.γ-PGA理化性质的研究,研究了温度对γ-PGA黏度的影响,γ-PGA黏度随温度升高而降低；酸碱度对γ-PGA黏度的影响,pH=6时黏度最大；γ-PGA浓度对黏度的影响,黏度随浓度的增大而增大；金属离子对γ-PGA粘度的影响,添加金属离子使黏度下降,不同离子对黏度影响不大；用双缩脲法测定了γ-PGA的等电点,γ-PGA的等电点为2.22；GPC凝胶色谱法测得的分子量为960kDa;γ-PGA的干燥方式对产品外观及收率的影响,不论外观还是收率,冷冻干燥法都是最佳的获得产物的方法；γ-PGA确实有保水性,并且保水性随浓度增大而增大,经过紫外照射的γ-PGA吸水性增大；γ-PGA在强碱溶液中能与硫酸铜产生红紫色；γ-PGA溶液中加入茚三酮溶液分层,分层处有一条鲜明的黄带；γ-PGA溶液中添加饱和硫酸铜溶液产生蓝色络合物,振荡,络合物不消失。这些现象与蛋白质的颜色反应相同。纯化的γ-PGA在高效液相色谱图上有两个主峰,出峰时间分别为1.722min和2.728min,峰面积各占90.35%和3.96%。5.γ-PGA的应用,以γ-PGA和苯乙烯为原料,氢氧化铝为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂制备高吸水树脂,并考察交联剂用量、引发剂用量和溶液pH值等因素对树脂吸水性能的影响。结果表明,最佳制备工艺为：温度80℃,γ-PGA与苯乙烯的质量比为3:1,引发剂用量为总质量的1.5%,交联剂用量为总质量的1%,溶液pH值为6。另外,γ-PGA对污水处理有一定作用。