ε-聚赖氨酸（ε-PL）是由25-35个L-赖氨酸通过α-羧基和ε-氨基缩合而成的一种同型氨基酸聚合物，具有安全性高、抗菌谱广、水溶性好、耐高温等特性，在食品、医药、日化等领域具有良好的应用前景。采用微生物法制备ε-PL具有效率高、经济实惠、环境友好等特点，然而，ε-PL生产中存在发酵水平低、提取纯化工艺复杂、回收率低、品质差等问题，限制了ε-PL的推广及应用。本论文对ε-PL的发酵生产、提取纯化、修饰改性进行了系统的研究，以期为ε-PL的推广应用提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下：（1）以一株优选的小白链霉菌作为出发菌株，探究了氨基酸种类和用量对小白链霉菌发酵生产ε-PL能力的影响，结果表明色氨酸可以促进小白链霉菌合成ε-PL，适量添加色氨酸可以提高ε-PL的发酵产量。首先，通过Plackett-Burman Design研究了18种氨基酸对菌株产ε-PL能力的影响，极差分析表明促进ε-PL产量的氨基酸顺序为色氨酸>天冬氨酸>脯氨酸；其次，色氨酸添加量的单因素实验表明最适色氨酸浓度为3.00 g/L，此时ε-PL产量从3.01 g/L提高到3.52 g/L；最后，用7.5 L发酵罐进行补料分批发酵，发酵培养基为M3G培养基，额外添加3 g/L色氨酸，控制葡萄糖浓度为10 g/L、溶解氧为30%，ε-PL的产量从10.27 g/L提高到12.27 g/L，发酵产量提高了19.17%。（2）针对ε-PL的活性炭脱色工艺存在脱色效果差、产品损失率高的问题，首次探究了ε-PL的过氧化氢脱色技术，以ε-PL脱色效果、产品回收率为指标，优化了ε-PL的过氧化氢脱色条件。实验结果表明最优的过氧化氢脱色条件为过氧化氢的浓度3.0%、pH 7.0、时间1.5 h、温度70℃，此时ε-PL的颜色饱和度从95.66%降至43.25%，回收率为94.54%。相比活性炭脱色工艺，过氧化氢脱色技术具有脱色效果好、回收率高、成本低的特点。虽然过氧化氢脱色会造成ε-PL分子量的降低，但是对ε-PL的细胞毒性、抑菌活性没有影响。（3）为了解决阳离子交换树脂存在的价格昂贵、更换频繁、树脂活化产生大量废水等问题，本研究创新性提出醇沉预处理-果胶提取ε-PL新技术，从ε-PL发酵液制得水溶性果胶-ε-PL复合物，ε-PL回收率较高，省去了阳离子交换树脂的活化、吸附、洗脱、再生等步骤，节约了含盐废水的处理成本。首先，采用单因素实验探究乙醇浓度、溶液pH、二次乙醇沉淀对ε-PL回收率的影响，实验结果表明回收ε-PL的最优乙醇浓度为40%，不需要调节pH和二次乙醇沉淀，ε-PL回收率大于97%；此外，采用果胶从醇沉ε-PL中得到水溶性果胶-ε-PL复合物，果胶与ε-PL的质量比为8:1 g/g，乙醇浓度为80%；最后，水溶性果胶-ε-PL复合物中ε-PL的含量为30.59%±1.21%，ε-PL的回收率为62.63%±0.63%。（4）水溶性果胶-ε-PL复合物在水溶液中呈现电中性，避免了与阴离子化合物的聚集，提高了样品的稳定性，拓展了ε-PL的使用范围。果胶-ε-PL复合物的等电点为7.74，在水溶液中不带电荷。细胞毒性测试表明果胶-ε-PL相对ε-PL具有更高的安全性。抑菌活性测试表明与果胶形成水溶性复合物可以提高ε-PL的抑菌活性，使ε-PL用量减少了70%。（5）为了得到抑菌活性更强的ε-PL衍生产品，用溴代正丁烷在碱性条件下对ε-PL进行丁基化修饰，成功制备了抑菌活性更高的丁基化ε-PL（Butylated ε-polylysine，B-ε-PL），探究溴代正丁烷/ε-PL质量比对B-ε-PL生物活性的影响。H-NMR分析表明B-ε-PL制备成功。元素分析表明溴代正丁烷/ε-PL质量比为0.25、0.50、1.00、2.00、4.00 g/g时ε-PL的取代度分别为21.55%、21.83%、50.12%、77.88%、84.96%。抑菌活性测试表明丁基化修饰可以增强ε-PL对大肠杆菌的抑菌效果，当ε-PL的丁基化取代度为77.88%时，B-ε-PL对大肠杆菌的最小抑菌浓度（Minimum inhibitory concentration，MIC）从100 μg/mL降低到6.3 μg/mL。丁基化取代度影响ε-PL的溶解性、二级结构、细胞毒性和抑菌能力，对ε-PL适度丁基化修饰可以提高ε-PL的生物活性，扩大ε-PL的应用范围。