微生物发酵产聚谷氨酸工艺研究
谷氨酸的先进生产工艺
谷氨酸的先进生产工艺谷氨酸是一种重要的氨基酸，在食品添加剂、保健品、药物、化妆品等领域有广泛的应用。
目前，谷氨酸的生产工艺主要有微生物发酵法和化学合成法两种。
微生物发酵法是目前主要的生产方法，下面将重点介绍谷氨酸的先进生产工艺。
微生物发酵法是利用谷氨酸高效产生菌株通过生物代谢反应将低价的有机废弃物转化为谷氨酸。
谷氨酸的先进生产工艺主要包括菌株选育、发酵过程优化和分离纯化技术三个方面。
首先，菌株选育是谷氨酸生产工艺的核心环节。
目前，国内外研究人员已经从多种微生物中筛选出多种高效的谷氨酸产生菌株，如变异株、突变株等。
其中，变态球菌、拟杆菌、乳酸杆菌和乳酸菌是常用的谷氨酸产生菌株。
菌株选育的目标是寻找产量高、菌种稳定、代谢特性好的菌株，并通过遗传工程手段进一步提高菌株的产酸能力和抗性。
其次，发酵过程优化是提高谷氨酸生产效果的关键。
发酵过程优化主要包括培养基优化、发酵条件调控、发酵设备升级等方面。
培养基优化是通过调整培养基组成和添加合适的添加剂来提高菌种的生长速度和产酸能力，如碳源、氮源、有机酸、氨基酸等。
发酵条件调控包括发酵温度、pH值、氧气供给、搅拌速度等，通过合理调节这些因素可以提高菌种的生理代谢活性和谷氨酸的产量。
发酵设备升级是利用现代生物工程技术，开发新的发酵设备和设备控制系统，提高谷氨酸发酵的自动化水平和生产效能。
最后，分离纯化技术是谷氨酸生产工艺中不可或缺的环节。
分离纯化技术主要包括过滤、浓缩、离心、脱色、结晶等过程。
在分离纯化过程中，采用适当的工艺条件和操作方法，可以高效地提取和纯化谷氨酸。
目前，常用的分离纯化技术包括膜分离技术、离子交换及吸附技术、凝胶过滤技术等。
这些技术既可以提高产品的纯度，又可以降低生产成本，提高谷氨酸的生产效能。
综上所述，谷氨酸的先进生产工艺主要包括菌株选育、发酵过程优化和分离纯化技术三个方面。
通过优化这些环节，可以提高谷氨酸的生产效能和产品质量，推动谷氨酸产业的发展。
发酵法生产谷氨酸工艺试验
发酵法生产谷氨酸工艺实验指导书一、实验目的与意义：实验设置涉及生物产品谷氨酸生产过程的基本单元操作和方法，强调锻炼基本操作能力，掌握使用摇床对谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)的工业菌株进行谷氨酸发酵产酸验证的方法；学习控制发酵培养基的组成与摇床的转速、温度、浓缩糖流加、尿素补充等试验技术与手段；掌握发酵罐的使用方法与利用发酵罐发酵生产氨基酸的方法。
掌握各种发酵实验仪器的使用方法及注意事项；熟悉用浓缩连续等电法、离子交换法等从发酵液中提取谷氨酸的基本流程。
二、主要实验内容与要求：1.培养基的配制与菌种培养学会配制斜面培养基、种子培养基和摇瓶培养基并掌握各种培养基的灭菌方法。
培养基组成：活化斜面培养基：无水葡萄糖1，蛋白胨10，牛肉膏10，酵母膏5，NaCl 2.5，琼脂条20，pH7.0-7.2 0.1MPa 20min种子培养基：葡萄糖25 玉米浆30ml 豆浓20ml K2HPO4 1.5 MgSO4 0.4 尿素2 豆浓20ml 调pH值为7.0-7.2，121℃灭15min发酵培养基：葡萄糖150 Na2HPO4 1.0 KCl 1.2 MgSO4 0.8 MnSO4 2mg FeSO4 2mg VB1 0.2mg 豆浓20ml 调pH为7.0-7.2，115℃灭15min2.种子生长曲线的绘制种子质量的优劣不仅与培养基组成有关，还与种子的生理性状有关菌种接入种子瓶后，要经过延滞期、对数生长期、静止期和衰亡期。
种龄太短的种子转发酵，往往会出现前期生长缓慢、整个发酵周期延长、产物开始形成的时间推迟等现象，甚至造成异常发酵；种龄过长则会引起菌体过早自溶，导致产物生成能力下降。
摇瓶种子培养条件pH控制在7.0左右，温度32℃，220r/min摇床上培养，每2h取样测定菌体光密度OD620nm，做出生长曲线。
根据自己制作的种子生长曲线，能够说出菌种接入种子培养基后何时进入对数生长期，何时结束对数生长转入稳定期，因此选择何时作为接种时间。
发酵发生产谷氨酸工艺探讨
1.3.4 生长因子
生长因子主要是生物素，生物素是含硫水溶性 维生素，是B族维生素的一种，又叫做维生素H 维生素，是B族维生素的一种，又叫做维生素H 或辅酶R 或辅酶R。广布于动物及植物组织，已从提取物 和蛋黄中分离，是多种羧化酶辅基成分。生物 素的作用主要影响谷氨酸生产菌细胞膜的通透 性，同时也影响菌体的代谢途径。生物素对发 酵的影响是全面的，在发酵过程中要严格控制 其浓度。（具体可看控制膜渗透性） 谷氨酸发酵采用的菌种都好似生物缺陷型，而 生物素又是菌体细胞膜合成的必须物质，因此， 可以通过控制生物素的浓度，来实现对菌体细 胞膜通透性的调节。 生物素对细胞膜合成的影响主要是通过对细胞 膜的主要成分— 膜的主要成分—磷脂中的脂肪酸的生物合成来 实现的，当限制了菌体脂肪酸的合成时，细胞 就会形成一个细胞膜不完整的菌体。
关键词
谷氨酸 发酵 生产 工艺 应用
谷氨酸的制造是从1820 年水解蛋白质开始， 1866年德 谷氨酸的制造是从 1820年水解蛋白质开始 ， 1866 年德 国的立好生博士利用硫酸水解小麦面筋， 国的立好生博士利用硫酸水解小麦面筋，分离出一种酸 性氨基酸，依据原料的取材， 性氨基酸，依据原料的取材，便将此氨基酸命名为谷氨 酸。随后，日本有一教授在探讨海带汁液的鲜味时，提 随后，日本有一教授在探讨海带汁液的鲜味时， 取了谷氨酸，并在1908年开始制造商品味之素—味精。 取了谷氨酸，并在1908年开始制造商品味之素—味精。 1910年日本味之素公司用纾解法生产谷氨酸， 1910年日本味之素公司用纾解法生产谷氨酸，与食盐配 合售出。同时也相继开始了研究，1956年日本协和发酵 合售出。同时也相继开始了研究，1956年日本协和发酵 公司分离出一种新的细菌，它可以利用100克葡萄糖转 公司分离出一种新的细菌，它可以利用100克葡萄糖转 化为40 克以上的谷氨酸。 1957年发酵味精正式商业性 化为 40克以上的谷氨酸 。 1957 年发酵味精正式商业性 生产，这标志着氨基酸发酵工业的诞生。
医用聚谷氨酸及其材料制品关键技术研发及应用示范
一、概述医用聚谷氨酸（PGA）作为一种生物降解材料，在医学领域具有广泛的应用前景。
其具有良好的生物相容性和可降解性，是一种理想的医用高分子材料。
本文将重点探讨医用聚谷氨酸及其材料制品的关键技术研发以及应用示范。
二、医用聚谷氨酸的特性1.生物相容性医用聚谷氨酸具有良好的生物相容性，可以与人体组织兼容、无毒无害，不易引起排异反应，适合用于医学领域。
2.可降解性医用聚谷氨酸是一种可降解的高分子材料，它可以在体内逐渐分解并被代谢排出，不会对人体造成长期的影响，符合生物降解材料的可持续利用特点。
3.生物活性医用聚谷氨酸具有一定的生物活性，可用于修复组织、支持细胞生长等医学应用领域。
三、医用聚谷氨酸材料制品的关键技术研发1.合成工艺医用聚谷氨酸的合成工艺是关键技术之一，目前主要采用微生物发酵法和化学合成法两种途径。
微生物发酵法具有环保、效率高、投入少等优点，但目前仍需不断改进提高产率和纯度；化学合成法则需要解决废弃物处理和环境污染等问题。
2.改性与功能化为了提高医用聚谷氨酸材料的性能，研究人员进行了大量的改性与功能化研究，包括表面改性、共混改性、接枝共聚等技术，以期改善其机械性能、稳定性和生物活性。
3.材料加工医用聚谷氨酸材料加工技术的研发对于制备各种医用产品至关重要，如支架、缝线、修复膜等。
目前，研究者们正努力探索新的加工工艺，以满足不同医学需求。
四、医用聚谷氨酸材料制品的应用示范1.生物医用器械医用聚谷氨酸材料可以制备各种生物医用器械，如骨修复材料、软组织修复材料、药物缓释载体等。
这些器械具有良好的生物相容性和可降解性，适用于各种临床应用。
2.组织工程医用聚谷氨酸材料在组织工程领域也有着广泛的应用，可以制备支架、膜、微球等材料，用于细胞培养、组织修复和再生医学研究。
3.药物缓释医用聚谷氨酸材料具有较大的比表面积和多孔结构，可以作为药物缓释载体，用于慢释、定向释放药物，提高药物的生物利用度和疗效。
五、结语医用聚谷氨酸及其材料制品的关键技术研发以及应用示范具有重要的理论和实际意义。
微生物发酵聚谷氨酸的工艺流程
微生物发酵聚谷氨酸的工艺流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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南开大学科技成果——聚谷氨酸的微生物合成及其应用研究
南开大学科技成果——聚谷氨酸的微生物合成及其
应用研究
成果简介：
微生物合成的γ-聚谷氨酸为均聚氨基酸化合物，分子量在100-1000kDa之间，相当于500-5000个左右的谷氨酸单体，具有优良的成膜性、成纤维性、阻氧性、可塑性、粘结性和极其强的吸水性，从而在高分子材料工程中具有增稠、乳化、凝胶、成膜、保温、缓释、助溶、粘结和强吸水等功能。
作为一种生物材料，γ-PGA又具有生物可降解性好、可食、对人体和环境无毒害等优点，因而在食品、化妆品、医药、农业和水处理等领域具有广泛的应用前景。
知识产权情况：
专利技术：一种提高水溶性高聚物发酵产率的方法（申请号：200910068715.X，公开号：CN101544949），解决了水溶性高聚物发酵液粘度过高，发酵效率低下的问题。
专利技术：“一株非谷氨酸依赖型γ-聚谷氨酸合成菌及其发酵方法”（专利申请号：200810053900.7公开号：CN101508962）实现了
从糖类出发一步法合成γ-聚谷氨酸，使得生产成本大大降低。
授权专利：用微生物发酵合成的聚谷氨酸制备超强吸水剂的方法（授权号：ZL200510014734.6）采用聚合物交联技术以聚谷氨酸为原料制备绿色高强吸水剂，吸水倍率达到了2000-4000倍。
微生物聚谷氨酸(γ-PGA)合成酶及合成机理的研究进展
２０１０年第６期郑重等：微生物聚谷氨酸（Ｙ—ＰＧＡ）合成酶及合成机理的研究进展５５酰一Ａ；然后谷氨酰连接到１一ＰＧＡ片段上，并脱去Ａ，完成１．ＰＧＡ片段的延伸。
但是，Ａｓｈｉｕｃｈｉ等¨刮于２００１年在一株Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌ函中发现，该菌在合成．ｙ—ＰＧＡ时，ＡＴＰ水解形成的是ＡＤＰ，而非ＡＭＰ，而由于ｃａｐＢ的表达蛋白ＣａｐＢ属于氨基连接酶¨“，他们提出了另一条合成机制。
首先ＡＴＰ被ＡＴＰ水解酶水解为ＡＤＰ和Ｐｉ。
然后磷酸基团结合到小分子７一ＰＧＡ的ｃ．末端，之后Ｄ－或者Ｌ．谷氨酸的氨基端与Ｃ端磷酸化了的小分子１一ＰＧＡ发生亲核攻击，生成Ｐｉ并延伸＾ｙ．ＰＧＡ链。
但是该机制仍待证明，比如引物分子是否是小分子＇一ＰＧＡ，其反应位置具体在何处等。
３．３＾ｙ．ＰＧＡ合成酶各组分的功能目前，仍然不知道Ｙ—ＰＧＡ合成酶如何催化合成上述一系列反应。
虽然已经得知＾ｙ—ＰＧＡ合成的必需基因（即ｐｇｓＢＣＡＥ和ｃａｐＢＣＡＥ），但是其合成的各个蛋白（ＰｇｓＢＣＡＥ和ＣａｐＢＣＡＥ）的具体功能，仍待考察。
在Ｙ－ＰＧＡ生物合成过程中，可以人为将其分为两个部分，＾ｙ．ＰＧＡ的聚合与１．ＰＧＡ的转运。
１９９７年，Ｅｖｅｌａｎｄ¨刊对ＣａｐＢ／ＰｇｓＢ蛋白进行序列分析，发现其拥有一段序列与ＡＴＰ酶相似度很高，可能含有ＡＴＰ酶的活性并含有ＡＴＰ结合位点（图４）。
Ｕｒｕｓｈ．ｉｂａｔａ嵋叫于２００２年称，ＰｇｓＢ能够在试管中单独催化聚合１一ＰＧＡ，但是ＰｇｓＢ的两种形式（３３ｋＤ和４４ｋＤ）必须同时存在，并且该酶很稳定，对变性剂有一定抵御能力。
但是Ａｓｈｉｕｅｈｉ等旧１于２００３年用Ｕｒｕ．ｓｈｉｂａｔａ¨ｕ的方法进行验证性试验，却发现没有１．ＰＧＡ。
以上试验，说明ＰｇｓＢ是否具有ＡＴＰ酶活性，仍待研究。
但是他们都报道了¨毛驯ＰｇｓＢ和魄ｓＣ的混合物具有ＡＴＰ酶活性，说明ＰｇｓＢ和ＰｇｓＣ很可能形成～种复合物，进而催化１．ＰＧＡ的聚合。
谷氨酸发酵工艺研究
山东大学硕士学位论文谷氨酸发酵工艺研究姓名：王勇申请学位级别：硕士专业：生物化学与分子生物学指导教师：王玉萍2002.5.8摘要Ｌ．谷氨酸又叫麸酸，化学名称为Ｌ－ｃｔ．氨基戊二酸，是制造味精的前体物质。
谷氨酸有着广泛的用途，最主要的就是用来制造作为食品风味增强剂的一水谷氨酸一钠。
／谷氨酸的生产方法主要有三种：一是水解提取法：二是化学合成法；三是微生物发酵法。
目前，世界上谷氨酸生产厂商主要采用微生物发酵法来生产谷氨酸。
微生物发酵法比其它两种方法更具优点。
当前，国内的谷氨酸发酵与国际水平相比还有一定差距，主要表现为菌种培养、发酵产酸率、糖酸转化率等方面，其实质是谷氨酸发酵工艺水平的落后。
卟本论文实验主要对一级种子的培养和发酵条件及其控制进行了优化。
力图通过这些实验，找出更适合谷氨酸生产菌Ｓ９１１４的菌种培养条件和发酵环境，来提高发酵过程中的产酸率和糖酸转化率，以达到提高经济效益的目的。
（种子培养的质量好坏是谷氨酸发酵的重要因素。
谷氨酸发酵一级种子的培养过程是：分纯后的谷氨酸生产菌划斜面一传二代斜面一传三代即用有糖斜面对谷氨酸生产菌进行活化一接入摇瓶培养获得生产用一级种子。
笔者对菌种活化进行了大胆改进，用肉汤培养基替代有糖斜面。
从而使菌种活化缩短了时间，减少了工作量。
又对一级种子的培养基进行了优化，调整了葡萄糖和尿素的用量，增加了酵母粉、蛋白胨等成分，得到的一级种子形态均匀、活力旺盛。
杖谷氨酸发酵是一个复杂的生化过程，发酵法生产谷氨酸的基本要素之一就是选择适宜的发酵工艺，控制最佳的工艺条件。
培养基是提供谷氨酸生产菌生长繁殖及其代谢生产谷氨酸的营养物质，培养基的各组分对产酸影响很大。
通过多次实验，确定了双酶水解糖、尿素、混合生物索、无机盐、金属离子对发酵过程中菌体增殖和产酸的影响情况。
还对种龄、种量等影响谷氨酸发酵的因素进行了研究，确立了大种量有利于缩短发酵时间，提高设备利用系数。
（本实验论文结合生产实际，深入工厂车间，对谷氨酸发酵过程中酌一些实际问题进行了仔细研究，得出了一些结论性的东西，对发酵生产有现实指导意义。
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微生物发酵产聚谷氨酸工艺研究摘要：谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占有重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。
以枯草芽孢杆菌纳豆亚种为出发菌株，考察不同碳氮源及NaCl 浓度、谷氨酸、种龄、接种量对微生物发酵产γ- 聚谷氨酸的影响，以提高γ- 聚谷氨酸的产量。
方法：该菌菌种活化后，接入种子培养基，于37℃、200 r/min 震荡培养18 h，然后按2 %接种量接入不同发酵培养基进行发酵培养。
γ- 聚谷氨酸分离纯化后，根据其产量筛选最适发酵培养基组成及发酵条件，并对产物进行分析测定。
关键词：γ- 聚谷氨酸；纳豆菌；发酵；优化培养一、材料与方法1.1 材料1.1.1 菌种纳豆芽孢杆菌（Bacillus subtilis natto），系作者筛选，由本校微生物教研室罗兵教授鉴定确认，于实验室保存。
1.1.2 培养基斜面培养基：大豆蛋白胨10 g/L，牛肉膏5 g/L，NaCl 7.5 g/L，琼脂20 g/L。
种子培养基：大豆蛋白胨20 g/L，葡萄糖30 g/L，谷氨酸钠25 g/L，NaCl 5 g/L。
液体发酵培养基：大豆蛋白胨30 g/L，葡萄糖40 g/L，谷氨酸钠30 g/L，NaCl15 g/L，K2HPO42.0 g/L，KH2PO4 4.0 g/L，Mg-SO4 0.5 g/L，CaCl2 0.25 g/L 及少量生物素[1]。
以上培养基pH 均为7.0-7.2，在121℃下高压灭菌20 min。
1.1.3 试剂γ-PGA 标准品为Sigma 公司产品；系列葡聚糖标准品（Shodex P-82 standard 标准品，分子量（Mr）分别为5900，11800，22800，47300，112000，212000，404000，788000）为SHOWA DENKO 公司产品；叠氮钠、硫酸钠、蛋白胨、葡萄糖、谷氨酸等均为国产分析纯。
1.2 方法1.2.1 发酵方法菌种活化：取菌种一环，接于斜面培养基，37℃培养20 h。
种子培养：取一至两环活化菌种接入种子培养基中，37℃、200 r/min 震荡培养18 h。
发酵培养：将上述种子液按2%接种量接入发酵培养基（装液量为40/250 mL），37 ℃、250 r/min 震荡培养48 h，测γ-PGA 的产量。
1.2.2 提取方法发酵液于4 ℃、10000 r/min 离心15 min 去除菌体，取上清液用6 mol/L HCl 将pH 调至2.0-3.0，加入3 倍体积冰无水乙醇搅拌出现絮状沉淀，低温放置4 h 离心得沉淀（粗品）。
然后溶于蒸馏水，用透析袋透析脱盐（除去无机小分子和离子），再经阴离子交换层析进一步提纯，即将透析过的PGA 样品通过分离用的填充柱，然后再用5 mol/L 的NaCl 溶液进行梯度洗脱，含有PGA 的部分真空冷冻干燥得纯品[2]。
1.2.3 分析方法1.2.3.1 生物量的测定以接种前培养基稀释25 倍后为空白对照，将发酵液同样处理后，用分光光度计读取660 nm 处的吸光值OD660。
1.2.3.2 官能团的测定取纯化后的待测样品溶于蒸馏水，分别用双缩脲、茚三酮、α- 萘酚、蒽酮等显色剂进行生化反应，观察反应变化。
1.2.3.3 薄层层析硅胶G 制板（20cm×15cm×0.3cm），展开剂正丁醇:冰醋酸:水为3:1:1，将γ-PGA 溶液点样于硅胶板，用显色剂（无水乙醇:浓硫酸为1:1）喷雾显色。
另取一定量γ-PGA 样品溶于1 ml 蒸馏水，用等量6 mol/L HCl 于密封的水解管中110 ℃水解过夜，水解物用6 mol/L NaOH 中和，然后点样于硅胶板上。
其中展开剂为正丁醇:丙酮:水为12:3:5，展层完毕后自然干燥，用含0.2 %茚三酮的丙酮溶液喷雾显色。
1.2.3.4 γ-PGA 含量的测定首先对发酵液离心，取上清液用氨基酸分析仪测谷氨酸单体的含量，然后对上清液用6 mol/LHCl110 ℃水解12 h，再测定谷氨酸含量，2 次测定的谷氨酸含量之差即为聚谷氨酸含量[3]。
1.2.3.5 γ-PGA 分子量的测定凝胶渗透色谱法（GPC）。
采用Agilent 公司HP1100 型高效液相色谱仪（含G1362A 型自动进样器、G1362A 型示差折光检测器、Chemstations 色谱工作站和GPC 计算软件）；Shodex Ohpak SB-804HQ 色谱柱（8.0 mm×300 mm，Mr 排阻限1,000,000）；流动相为0.1 mol/L Na2SO4 溶液，流速0.5 mL/min，柱温：35℃，进样量20 μL。
将待测样品加流动相温热溶解成一定浓度后，用0.22 μm 微孔滤膜过滤即得。
由保留时间经拟合相对分子量标准方程计算得γ-PGA 相对分子质量。
1.2.3.6 γ-PGA 中D-/L- 谷氨酸组成的测定高效液相色谱法（HPLC）[4]。
1.2.3.7 酶活性的测定首先将上述离心收集的菌体细胞，用质量分数为0.85 %NaCl 溶液洗涤，然后加入0.1 mol/L Tris-HCl缓冲液（pH8.0，含质量分数分别为1 %、10 %的2- 巯基乙醇和甘油），在4 ℃下超声处理。
谷氨酸消旋酶、D- 氨基酸转氨酶酶活的测定均参照文献[5]进行。
其中酶活单位U 定义为1 min 催化生成1 μmol D- 谷氨酸所需的酶的量（μmol/min），U/mg 表示1 mg 总蛋白中所含的酶活单位。
1.2.3.8 多糖含量的测定将发酵液离心除菌，准确吸取一定量上清液，加蒸馏水定容，然后用苯酚- 硫酸法测定多糖含量[6]。
二、结果与讨论2.1 样品成分分析该菌株发酵产物易溶于水，不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。
官能团测定结果显示该物质没有明显的糖类颜色反应，也没有蛋白质/ 核酸的特征反应，表明其无糖基存在，也没有典型的肽键结构。
将样品水解后茚三酮反应则呈阳性。
经硅胶薄层层析表明，该发酵产物水解前在硅胶板上无显色点，而经酸水解后有一明显的谷氨酸斑点，无其他氨基酸显色点，说明其是由单一的谷氨酸聚合而成，而无其他氨基酸或蛋白质，用高效液相色谱进一步证实。
2.2 γ-PGA 分子量的测定相对分子量标准方程由八个标准葡聚糖在示差检测器上的保留时间计算得，为log（M）=9.6968-0.3182TR，R=0.9994。
其中log（M）表示标准葡聚糖分子量的对数值，TR 表示保留时间（min）。
发酵56 h 时，产物经GPC 测得保留时间为12.781 min，由标准方程计算得其分子量为426 kDa，色谱图见图1。
图1 样品的凝胶渗透色谱图由于γ-PGA 是在多种酶的作用下经过单体的活化作用、消旋作用和聚合作用而形成的，因此没有一个固定的长度，分子量不均一。
由于不同分子量大小的γ-PGA 具有不同的应用，如低分子量可用于药物载体，高分子量用作保水材料、增稠剂、吸附剂等，故测定合成的γ-PGA 的分子量必不可少，以用于进一步研究其应用。
2.3 γ-PGA 发酵条件的优化2.3.1 营养条件对γ-PGA 合成的影响由于到目前为止γ-PGA的合成机制还不明确，以致于发酵菌株及其培养基组成不尽相同，其合成的γ-PGA 分子量和化学结构也差异较大。
但γ-PGA高产菌通常采用合成培养基，碳氮源是生物聚合物形成的必需物，且产量的高低有赖于C-N 平衡和生物量的多少。
2.3.1.1 谷氨酸的影响γ-PGA 产生菌通常可按照其营养要求分为两大类：谷氨酸依赖型和非谷氨酸依赖型。
前者主要有B.anthracis、B.licheniformis ATCC9945A、B.subtilis IFO3335、B.subtilis F-2-01、B.subtilis MR-141 等，需要培养基中加入谷氨酸才能合成γ-PGA；后者有B.licheniformis A35、B.subtilis 5E、B.subtilis TAM-4 等，菌体自身具有较强的谷氨酸合成能力，可将培养基中的碳氮源转化为谷氨酸，然后利用自身的γ-PGA 合成酶系将谷氨酸前体聚合成γ-PGA。
本实验室分离的菌株属前者，且其合成的γ-PGA 经测定由D- 谷氨酸和L- 谷氨酸组成。
这表明在此菌株合成γ-PGA 的过程中存在某种由L- 谷氨酸转变成D- 谷氨酸的途径。
目前由L- 谷氨酸转变成D- 谷氨酸的途径已提出有两种：D- 氨基酸转氨酶参与的非直接转化；谷氨酸消旋酶参与的直接转化。
而在该菌株发酵过程中，转氨酶的活性显著下降（由0.127 降低为0.032 U/mg），消旋酶的活性则一定程度的提高（由0.175 升高为0.380 U/mg），这提示转氨酶可能不参与L- 谷氨酸→D- 谷氨酸。
这与许多γ-PGA 产生菌如B. subtilis(chungkookjang)的转化途径相同。
2.3.1.2 培养基中碳源的种类及浓度的确定发酵培养基中除碳源外其他条件完全相同，分别添加30 g/L 不同种类的碳源，结果如图2 所示。
以葡萄糖为碳源时，γ-PGA 产量最高，且多糖副产物较少，故选葡萄糖为碳源有利于生产高质量的γ-PGA。
且实验表明其浓度为50 g/L 时γ-PGA 产量较高。
图2 不同碳源对γ-PGA 产量的影响(x±s, n=3)2.3.1.3 培养基中氮源的种类及浓度的确定发酵培养基中除氮源外其他条件完全相同，分别添加20 g/L 不同种类的氮源。
可见有机氮源有利于纳豆菌微生物发酵合成γ-PGA，且以酵母膏为氮源时其产量较高，但从经济角度考虑最终选定蛋白胨为氮源。
进一步研究表明40 g/L 为其最适浓度。
2.3.1.4 NaCl 的浓度对γ-PGA 合成的影响发酵液中的NaCl含量过低，在发酵过程中会产生大量泡沫，发酵液的粘度较大，不利于产物的进一步分离纯化；而NaCl 含量过高，会抑制菌体的生长，使γ-PGA 的产量降低，故需优选NaCl 含量。
发酵培养基其他条件不变，分别添加10，20，30，40，50，60，70，80 g/L的NaCl，以考察其对γ-PGA 产量的影响。
NaCl 含量在10-40 g/L 范围内，γ-PGA 的产量随NaCl 含量的增加而增大。
NaCl 含量进一步增加，γ-PGA 的产量反而降低。
虽然NaCl 含量为40 g/L 时γ-PGA 的产量达最大即26.83g/L，但其30 g/L 时γ-PGA 的产量已达26.60 g/L，故从经济角度考虑，NaCl 最适浓度为30 g/L。
2.3.2 培养条件对γ-PGA 合成的影响2.3.2.1 种龄的影响本实验将菌种接入种子培养基中，分别培养9、12、15、18、21、24、27、30 h 后，以2 %接种量接入发酵培养基，测定γ-PGA 产量以确定最佳种龄。