
聚-γ谷氨酸发酵生产及产品开发前景
一、基本情况:
聚-γ谷氨酸是(Poly γ-glutamic acid)是自然界中微生物发酵产生的阴离子型多聚氨基酸,相对分子质量一般在100-1000kD。聚-γ谷氨酸可在农业、食品、化妆品、医药、环保等领域中广泛使用,具有极大的应用价值。项目组深入开展了聚γ-谷氨酸的菌种筛选、代谢工程育种、发酵工程、提取精制及其在农业肥料高效利用、促矿物营养吸收、化妆品保湿等多个领域应用研究,完成了聚γ-谷氨酸中试发酵、商业化生产、聚γ-谷氨酸肥料增效剂及其增效肥产业技术开发。

二、进展
(1)代谢工程育种自主知识产权专利菌株,获得高产不同分子量和不同构象聚γ-谷氨酸工程菌株;在我国率先工业产业化聚γ-谷氨酸,发酵水平处国际先进水平。
(2)建立了提取农业级聚γ-谷氨酸的工艺,聚γ-谷氨酸提取回收率达到90%以上。
(3)研制开发了农业级、化妆品级等不同用途聚γ-谷氨酸产品。
(4)在国际上率先展开聚γ-谷氨酸作为肥料吸收促进剂的农业应用研究,初步研究聚γ-谷氨酸促进烟草增产、提质、节肥的作用机理,以及土壤铝、干旱、高盐、低温等非生物胁迫下聚γ-谷氨酸增强水稻幼苗抗性的作用机理。
(5)开发出了聚γ-谷氨酸复合肥(水稻专用肥、烟叶专用肥)、聚γ-谷氨酸尿素、聚γ-谷氨酸水溶性肥(大量元素型、氨基酸型、微量元素型),大田应用可节约肥料10-30%以上。
(6)建立了聚γ-谷氨酸复合肥和聚谷氨酸水溶性肥在烟草、水稻、油菜、棉花、玉米、蔬菜、柑橘、红枣等作物大田应用技术方法,以及在湖北省、安徽省、新疆自治区等地开展上述产品在水稻、棉花、烟草、油菜、柑橘、红枣等作物的累计百万亩次示范推广。

三、项目来源
本项目分别获得国家863计划、国家自然基金、农业科技成果转化基金、湖北省重大科技专项、湖北省重点科技攻关、湖北省烟草局科技攻关等国家课题资助。
四、亮点
1 聚-γ谷氨酸发酵法生产成本低,工艺成熟;
2 聚-γ谷氨酸是新型生物高分子材料,生物工程产品;
3 开发聚-γ谷氨酸肥料增效剂;
4 开发聚-γ谷氨酸矿物营养吸收促进剂;
5 开发聚-γ谷氨酸高效保湿剂;

五、性能指标
1.产率:发酵产率大于5%
2.纯度:纯化后纯度可达92%以上
3.已有成果:申报11项相关国家发明专利,其中6项已获授权,获3项成果科技鉴定,1项成果获奖。
六、应用领域
1.农业:肥料增效剂,农药增效剂,重金属钝化剂,保水剂。
2.化妆品:保湿剂。
3.食品:食品添加剂,钙强化剂,铁强化剂。
4.饲料:矿物吸收促进剂。
5.药品:药物载体,药物辅料。
6.环境保护:絮凝剂,净水剂,重金属吸附剂。

七、研究基础
1.学科:本项目属于生物工程学科。项目的开发获得微生物学国家重点学科、农业微生物学国家重点实验室等支持。
2.人才:教授和高级工程师6名,中级和初级职称4名,其中博士8名。博士研究生4名,硕士研究生34名。
3.企业:武汉光华时代生物科技有限公司,2013年7月份成立,注册资本500万元。
4.设施:全自控发酵罐、高速冷冻离心机、超低温冷冻干燥机、膜分离设备、气相色谱仪、液相色谱仪、PCR仪、生化分析仪、超低温冰箱等。
