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乳酸菌是一种重要的微生物，在食品工业、医药保健、微生态制剂等方面有着广泛的应用前景。在实际生产过程中，乳酸菌菌体密度是乳酸菌发酵剂及微生态制剂的关键指标，也直接影响着乳酸、乳酸链球菌素（nisin）、γ-氨基丁酸（GABA）等产物的产率。因此，实现乳酸菌的高密度发酵具有重要的意义。本文采用一株实验室保藏的具有GABA生产能力的乳酸乳球菌Lactococcus lactissubsp. lactis SYFS1.009，通过培养基组分优化、发酵罐补料操作及与酵母菌混菌培养来提高菌体密度，最后观测乳酸菌菌体密度提高后对产物GABA产量的影响，并应用乳酸菌高密度培养方法来提高GABA的产量。对Lc. lactis SYFS1.009培养基进行单因素和正交实验，优化后确定最佳的培养基组成为：葡萄糖30g/L，酵母膏40g/L，KH2PO440g/L，MgSO40.6g/L，MnSO4·H2O0.1g/L，吐温800.5mL/L。此条件下培养14h后，乳酸菌活菌数为3.79×109CFU/mL，是初始培养基的3.2倍。通过中和剂筛选实验，确定25%（w/v）的氨水为最佳中和剂。在3L发酵罐条件下，进行了恒pH残糖反馈补料实验。实验结果显示，在此发酵条件下，12h时乳酸菌活菌数可达8.45×109CFU/mL，较补料前有很大提高，但发酵液中积累的乳酸根离子对乳酸菌生长造成严重的产物抑制作用，12h后乳酸菌活菌数呈明显下降趋势。为减少乳酸对乳酸菌的抑制作用，在乳酸菌发酵过程中引入可以吸收乳酸的酵母菌，进行了混菌高密度发酵研究。首先，研究了酵母菌代谢产物乙酸和乙醇对乳酸菌菌体密度的影响。其次，通过筛菌培养基筛选和初步混菌培养实验，在4株不同的酵母菌中挑选出吸收乳酸能力最强、利用乳糖做碳源能力最弱、乳酸菌活菌数最高的酵母菌——酿酒酵母1600，以此酵母菌为混菌菌株。最后，研究了碳源、初始pH、混菌接种比例、混菌接种时间和溶氧量（DO）对混菌效果的影响，确定最合适的混菌发酵条件为：培养基碳源为乳糖，初始pH设为6.8，酵母菌与乳酸菌按活菌数1:1比例同时接种，溶氧量为5%。在30L发酵罐混菌补料实验条件下，36h发酵液中乳酸含量为36g/L，较单菌补料培养实验有明显降低，12h时乳酸菌活菌数为9.45×109CFU/mL，且随后菌体密度并未减少反而缓慢增加，48h活菌数可达10.89×109CFU/mL，是恒pH指数补料实验中最高活菌数的1.3倍，是初始发酵条件下的9倍。在乳酸菌菌体密度提高的前提下，探究了高密度培养方法对乳酸菌产GABA能力的影响。在乳酸菌单菌培养条件下，发酵液中谷氨酸脱羧酶（GAD）酶活、GABA含量随菌体密度增加而增加，优化后培养基中的GAD酶活和GABA含量分别是初始培养条件下的2.2倍和4.5倍。在混菌发酵条件下，首次发现乳酸菌与4株酵母菌混菌培养后，发酵液中的GABA含量较乳酸菌单菌培养均有较大提高，其中酿酒酵母W303-1A与乳酸菌混菌培养对GABA含量的提升效果最为明显。在MRS培养基中，乳酸菌与酿酒酵母W303-1A混菌培养条件下的GABA含量是同条件下单菌培养的4.6倍。选择混菌培养时发酵液中GABA含量较高同时乳酸菌菌体密度最大的酵母菌——酿酒酵母1600作为混菌酵母菌，在30L发酵罐中进行混菌控制pH补料产GABA实验，在此条件下，24h时GAD酶活为424U/L，是初始培养条件下的3.4倍，且在发酵后期也维持了长时间的高酶活，36h时发酵液中GABA含量为5.51g/L，96h发酵液中GABA含量为10.74g/L，达到了预期的实验效果。