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γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）为一种分布于哺乳动物、植物和微生物中的非蛋白质氨基酸,具备降低血压、调节激素分泌、控制哮喘等多种生理性能,广泛应用于化工、食品、医疗、农业等多个行业。本论文对产GABA菌株的筛选鉴定,发酵培养基和培养条件优化,发酵工艺的建立以及全细胞催化合成GABA等方面进行了研究,主要研究结果如下:1、从酸菜、羊奶、酸奶、榨菜、泡菜等样本中共分离出90余株菌株。经复筛筛选到一株来自于榨菜的高产GABA的菌株DLF-19076,采用纸层析法和高效液相色谱法对该菌产物进行定性和定量分析,确定产量为4.23 g/L。对该菌株进行形态特征观察、生理生化检验以及16S rDNA测序分析,发现菌株DLF-19076与Lactobacillus brevis KLDS 1.0726的16S rDNA序列的同源性高达99%,与生理生化试验结果相吻合,因此,确定该菌株属于短乳杆菌,将其命名为Lactobacillus brevis DLF-19076。2、对发酵培养基成分和培养条件进行优化。优化结果:碳源为葡萄糖30 g/L、氮源为棉籽饼粉20 g/L、底物谷氨酸钠60 g/L、MgSO4·7H2O 0.4 g/L、MnSO4·H2O 0.2 g/L、培养温度35℃、初始pH 5.0、接种量6%。在该最优条件培养72 h后,GABA产量为30.34 g/L,与优化前相比提高了6.17倍。建立高效合成GABA的发酵工艺,通过调控pH 5.0发酵72 h,L-谷氨酸钠和葡萄糖基本耗尽,GABA产量为44.73 g/L,摩尔转化率为91.67%。随后进行恒pH分批补料发酵,最终摩尔转化率达到81.74%,生产速率最高可达到1.05 g/（L·h）,GABA浓度为64.81 g/L,与未控制pH和控制pH 5.0的产量相比分别提高47.43%和113.61%。本实验选择廉价的棉籽饼粉作为氮源生产GABA,既能够降低发酵成本,又可以提高棉籽饼粉附加值,实现农业副产物的综合化利用。3、对全细胞催化合成GABA的条件进行优化。优化结果:缓冲体系为0.2 M柠檬酸-Na2HPO4、温度35℃、pH 4.5、PLP 10μM、细胞浓度100 g/L（湿重）、底物浓度为60 g/L。探讨不同的细胞透化性处理对催化合成GABA的影响,确定最佳处理条件为在40KHz功率下超声处理40 min。经7 h催化反应,GABA产量为44.78 g/L,摩尔转化率为91.80%,生产强度最高可达13.65 g/（L?h）。全细胞分批补料转化实验,经过3次补料后,反应液中GABA产量为85.71 g/L,摩尔转化率为87.84%,最大生产强度为10.96g/（L?h）。与分批催化合成GABA相比,产量提高了91.40%。