聚谷氨酸介绍

一、γ-聚谷氨酸的结构
γ-聚谷氨酸，英文名称：γ-Polyglutamic acid，简称γ-PGA，是由D-谷氨酸和L-谷氨酸单体通过γ-谷氨酰胺键聚合而成的一类均聚氨基酸，是仅有的可由微生物合成的四种聚氨基酸之一，分子量分布在100kDa到10000kDa之间。结构式如下图1所示。
 
             

                  图1 γ-PGA结构式

二、γ-聚谷氨酸的由来
γ-PGA最初是由纳豆中发现的，纳豆是一种日本人经常食用的传统黄豆发酵食品（图2）。经过发酵作用以后的纳豆含有比黄豆本身更丰富的维生素(B2、B6、B12、E、K2)以及更易消化的蛋白质，此外纳豆中还含有多种消化酵素以及对身体健康有帮助的特殊多糖(Levan)、血栓分解酵素(Nattokinase)以及γ-PGA等，对于促进身体健康有极佳的效果，近年来相当流行食用纳豆来增进身体的健康。γ-PGA是组成纳豆粘性胶体的主要成份，具有促进矿物质吸收的作用，目前，日本已将γ-PGA列入促进矿物质吸收的保健成份表，安全性极高。

                
                   图2 纳豆照片

三、赫祺生物研发中心γ-聚谷氨酸研究历程
赫祺生物研发中心课题组从2000年左右开始开展γ-聚谷氨酸高分子保水材料研究，至今已有十年。γ-聚谷氨酸的研发项目获得了多项国家与省部级项目资助，先后获得过国家国家高技术研究发展计划（863计划）面上项目1项，国家十五攻关1项，国家自然基金2项，教育部科技计划项目2项，江苏省高技术项目1项在内的多项资助。由于研发中心在γ-聚谷氨酸项目的坚持不懈的努力及获得的累累硕果，2011年1月，γ-聚谷氨酸项目再次获得国家863重点项目资助。
十年磨一剑，目前，赫祺生物研发中心课题组已积累了丰富的γ-聚谷氨酸研究与产业化经验，目前课题组已拥有包括γ-聚谷氨酸高效生产菌株、生产工艺以及衍生物在内的3项授权国家发明专利。此外，课题组合作企业目前已可以实现农业级、化妆品级及水处理级γ-聚谷氨酸的批量生产（图3是γ-PGA工厂发酵上罐时的照片），相关产品指标处于国际先进水平，其中，结晶级γ-PGA制备技术更是为课题组所独有（图4）。

    图3 γ-PGA工厂放罐照片         图4 γ-PGA晶体照片      

四、γ-聚谷氨酸的应用
γ-聚谷氨酸对环境无污染，为绿色生物产品，具有极佳的生物可降解性、成膜性、成纤维性、可塑性、粘结性、保湿性等许多独特的理化和生物学特性，这些特性使其具有增稠、乳化、凝胶、成膜、保温、缓释、助溶和粘结等有益功能。因此，在注重环保、强调可持续发展的今天，γ-聚谷氨酸及其衍生物在农业、医药、农业、环境保护、食品、化妆品等诸多领域具有十分广阔的应用前景，归纳于表1中。

表1  γ-PGA及其衍生物的应用前景