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γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)是一种拥有良好的水溶性、生物相容性、生物可降解性、无毒性等特性的生物高分子物质,在医药、食品、农业等领域得到广泛应用。本文以豌豆蛋白废水为主要原料生产γ-PGA肥料,测定了豌豆蛋白废水的相关特征参数。从纳豆中筛选出了一株γ-PGA高产菌株,并且通过摇床试验对其发酵配方和培养条件进行了初步优化,还采用10 L、3 t发酵罐进行放大试验,对γ-PGA发酵生产工艺部分参数进一步优化。此外,还通过γ-PGA稀释液浸泡小麦种子萌发试验和络合钙试验进一步验证了γ-PGA的应用效果。1、采集多个批次的豌豆蛋白废水,测定pH为4.95～5.21,利用烘干法测定其中固体含量为1.5～4%,凯氏定氮法测得蛋白质含量为0.55～0.98%,高锰酸钾滴定法测还原糖为0.58～0.91%,重铬酸盐法测得COD值为15～20 g/L。豌豆蛋白废水主要由两部分组成:一部分是分离淀粉乳产生的;二部分是提取淀粉产生的废水。结果表明由于受前段生产工艺的影响,废水中固形物含量出现波动,但pH值、碳氮比和COD值比较稳定。2、经过初筛和复筛从纳豆中得到一株γ-PGA高产菌株(LD-9308),通过16S rRNA进行基因测序并结合测定的形态学和生理生化特征结果,鉴定为枯草芽孢杆菌。此外,采用摇床培养对LD-9308进行培养条件优化,通过单因素条件试验和正交试验设计,确定最佳配方和培养条件为:葡萄糖2%,谷氨酸钠5%,磷酸氢二钾0.3%,初始pH为7.5,发酵时间26 h。利用10 L和3 t发酵罐进行放大试验,绘制了菌体生长曲线,并确定了最适发酵方案为:发酵培养时间22 h,转速220 r/min,pH 7.5,接种量1%,37℃,最大产量53.7 g/L。3、通过小麦种子萌发试验和络合钙试验来验证γ-PGA的应用效果。研究发现,γ-PGA不仅可以在一定程度上促进小麦种子的萌发和幼苗的生长,还可以有效的阻止硫酸盐与钙结合生成难溶性物质,促进土壤中金属盐类的溶解,增强微量元素的吸收和利用。