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聚γ-谷氨酸(γ-PGA)是一种由D-谷氨酸和L-谷氨酸通过酰胺键聚合而成的水溶性和生物可降解性高分子材料,具有吸附性强,对环境友好,可食无害等优点,因此近年来聚γ-谷氨酸及其衍生物的研究引起了国内外的关注。它在农业,食品,医药,化妆品,环保,合成纤维和涂膜等领域显示出广阔的应用前景,是一种极具开发价值的天然高分子材料。尤其是它可以作为不可降解的水凝胶强有力的替代品,为长期使用不可降解的原料来生产高吸水性树脂而带来的环境污染和资源短缺问题,提供了一个友好的解决思路。本文对地衣芽胞杆菌Bacillus licheniformis WBL-3固体发酵生产聚γ-谷氨酸进行了研究,通过单因素试验方法得到了固体发酵聚γ-谷氨酸的优化培养基,培养基的配比组成为:豆渣:麸皮:营养液=1:1:1。优化培养条件为:初始pH为7.5,接种量为10%,装量为20g,发酵温度37℃,γ-PGA的产量最高可达到10.45g/kg。建立了一种检测聚γ-谷氨酸的新方法,通过γ-PGA与氯化十六烷基吡啶(CPC)的乙酸钠水溶液反应形成混悬液,采用分光光度计于波长680nm处比浊,研究γ-PGA浓度与吸收度之间的线性关系,并研究了本方法测定γ-PGA的稳定性、重现性和回收率。在一定pH值和离子强度下,γ-PGA在12.5-50ug/ml范围内与CPC的乙酸钠水溶液生成的混悬液在波长680nm处的吸收度与其浓度呈线性关系,R~2=0.9939。本方法在2h内吸收度保持稳定(RSD=0.154%,n=10),CPC法测定浓度为5、10和40ug/mL时的平均回收率分别为86%,77%和99.75%,RSD分别为0.14%,0.23%和0.025%。应用比浊法测定γ-PGA的含量方便、简洁、重现性好,可用于γ-PGA浓度的检测。使用化学和物理两种方法对B.licheniformis WBL-3发酵生产的γ-PGA进行交联,化学交联的的最适γ-PGA浓度为400mg/mL,最适交联剂的体积为100μL,反应的最适pH为5.0,反应时间在16h的时候交联效果最好,其特定水含量可以达到156g/g。经过试验证明,物理交联与化学交联相比,具有形成的水凝胶溶胀特性高,无环境污染等优点,物理交联最适辐射总剂量为25KGy,最适γ-PGA的浓度为8%,在最适条件下形成的水凝胶中特定水含量为1396g/g。交联形成的水凝胶具有一定耐温保水性能。γ-PGA在土壤中的实际吸水率最高为90g/g,并且经过试验证明。随着土壤中γ-PGA高吸水性树脂浓度的增高,土壤水分保持的效果越好,γ-PGA高吸水性树脂在脱水干燥过程中能有效的抑制土壤蒸发,从而在较长时间内使土壤保持较多的水分。