聚谷氨酸的生物合成及应用
聚谷氨酸的生物合成及应用
聚谷氨酸的生物合成及应用Last revised by LE LE in 2021题目聚谷氨酸的生物合成及应用姓名学号曹明乐专业年级化工1201聚谷氨酸的生物合成及应用摘要：本文主要介绍了绿色高分子材料γ-聚谷氨酸的在工业上的生物合成及其在生活与工农业方面的应用。
关键词：γ-聚谷氨酸；微生物合成；应用引言随着材料科学和聚合物化学等相关高分子材料的快速发展，在其重要性日益凸现的同时，人们发现了它的不足之处，即大部分人工合成的高分子材料在自然界难以降解，也就是人们愈发关注的“白色污染”。
为了解决这个问题，人们开展了各种研究工作，制成了各种可降解材料，聚合氨基酸系列产品的开发也由此崭露头角。
近年来日本从一种常用食品----纳豆的黏液中提取出的γ-聚谷氨酸，开始引起人们的重视。
其最早发现于1913年，是一些芽孢杆菌的荚膜结构的主要成分，是一种生物自然合成的聚酰胺原料。
由于γ-聚谷氨酸具有增稠、成膜、保湿、黏合、无毒、水溶及生物可降解等性能，适用于食品、化妆品、生物医学和环境保护等领域，特别是近年来随着对γ-聚谷氨酸的深入研究，γ-聚谷氨酸作为一种高分子生物制品，愈来愈显现出广阔的研究及应用前景。
1γ-聚谷氨酸的生物合成1.1分子结构1.2制备方法γ-聚谷氨酸的制备方法主要有三种，即化学合成法、提取法和微生物发酵法。
较之前两种，微生物发酵法简单方便，容易控制和操作，并且γ-聚谷氨酸的产率高，适于工业大规模生产。
因此本文主要介绍微生物发酵法。
1.2.1γ-聚谷氨酸的制备微生物发酵法在近几年得到了快速的发展和广泛的应用，主要体现在菌种的多样化、发酵方式与底物的多样化和添加剂的多样化。
目前应用于γ-聚谷氨酸生产的菌种主要是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌。
随着分子生物学及基因工程的发展，菌种筛选不仅停留在从自然界中获得高产菌，基因工程和诱变育种也得到了广泛的使用。
比如采用紫外、亚硝基胍以及γ射线对其进行复合诱变获得一株γ-聚谷氨酸高产突变株，在基础培养基中产量约是出发菌株的3.11倍。
微生物合成的聚谷氨酸及其应用
收稿日期： ２００７－１２－２１ 作者简介： 张艳丽（ １９８２－） ， 女， 硕士研究生， 研究方向： 天然活性物的提取及应用研究 通讯作者： 高华， 教授， 硕士生导师， 电话：０５３２－８３８１２４３５， Ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｈｕａ６３＠１２６．ｃｏｍ
２００８ 年第 ４ 期
张艳丽等： 微生物合成的聚谷氨酸及其应用
Ｋｅ ｙ ｗｏｒｄｓ ： γ－ ＰＧＡ（ Ｐｏｌｙｇｌｕｔａｍｉｃ ａｃｉｄ） Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｓｔｒａｉｎｓ Ｇｅｎｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
γ－聚 谷 氨 酸 （ γ－ＰＧＡ） 是 一 种 由 Ｄ－和 Ｌ－谷 氨 酸 通 过 γ－谷 氨 酰 键 结 合 而 成 的 一 种 特 殊 的 阴 离 子 聚 合 物 ， 通 常 由 ５ ０００ 个 左 右 的 谷 氨 酸 单 体 组 成 ， 相 对 分 子 量 一 般 在 １０ 万 ～２００ 万 之 间 。 最 早 于 １９３７ 年 Ｉｖａｎｏｖｉｃ 等 发 现 炭 疽 芽 孢 杆 菌 （ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｎｔｈｒａｃｉｓ） 的 荚 膜 物 质 的 主 要 成 分 是 Ｄ－谷 氨 酸 的 聚 合 物 。 而 １９４２ 年 Ｂｏｖａｍｉｃｋ 等 首 次 发 现 枯 草 芽 孢 杆 菌 能 够 产 生 γ－聚 谷 氨 酸 ， 以 后 进 一 步 发 现 短 小 芽 孢 杆 菌 及 地 衣 芽 孢 杆 菌 等 也 能 产 生 γ－ＰＧＡ。由 于 微 生 物 合 成 的 γ－ＰＧＡ 是 一 种 水 溶 性 的 、生 物 可 降 解 的 、对 人 体 和环境无害的生物高分子， 因此具有广阔的应用前 景 ： 可 作 为 增 稠 剂 、保 湿 剂 、苦 味 掩 盖 剂 、防 冻 剂 、缓 释 剂 、生 物 粘 合 剂 、药 物 载 体 、高 分 子 纤 维 、高 吸 水 树脂、生物絮凝剂和重金属吸附剂而应用于食品、 化 妆 品 、医 药 、农 业 及 工 业 等 众 多 领 域 ［１］。
聚谷氨酸密度
聚谷氨酸密度一、聚谷氨酸简介聚谷氨酸（Polyglycine）是一种由多个谷氨酸分子聚合而成的多肽物质。
谷氨酸是一种天然存在的氨基酸，具有亲水性和疏水性两种性质。
在生物体中，谷氨酸常被用作合成蛋白质和其他生物分子的原料。
而聚谷氨酸则是谷氨酸在特定条件下形成的聚合体，具有特殊的理化性质和生物活性。
二、聚谷氨酸的理化性质聚谷氨酸具有较好的水溶性和稳定性，能够在广泛的pH值范围内保持稳定。
同时，聚谷氨酸还具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此在医疗、化妆品、食品和环保等领域具有广泛的应用前景。
此外，聚谷氨酸的分子量大小和分布也对其理化性质产生影响。
三、聚谷氨酸的生物合成与调控聚谷氨酸的生物合成主要在微生物中完成，如大肠杆菌、酵母菌等。
其合成过程涉及到多个酶的参与，如谷氨酸脱氢酶、氧化还原酶等。
这些酶在特定的条件下，催化谷氨酸的聚合反应，形成不同分子量和性质的聚谷氨酸。
此外，聚谷氨酸的生物合成还受到营养物质、代谢产物等外界因素的调控。
四、聚谷氨酸的生理功能1.保湿性：聚谷氨酸具有较好的保湿性能，能够有效地保持皮肤水分，增强皮肤弹性，因此被广泛应用于化妆品和护肤品中。
2.营养性：聚谷氨酸可以被人体吸收利用，作为营养物质提供能量和合成其他生物分子的原料。
3.药物载体：由于聚谷氨酸具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此可以被用作药物载体，用于药物传递和靶向治疗。
4.环保应用：聚谷氨酸可生物降解，因此在环保领域可以作为塑料替代品或其他有害物质的吸附剂，有助于减少环境污染。
五、聚谷氨酸的食品应用1.食品添加剂：聚谷氨酸具有较好的稳定性、水溶性和口感，因此在食品加工中可以作为增稠剂、稳定剂、调味剂等添加剂使用，改善食品的质构和口感。
2.营养强化：聚谷氨酸作为一种营养物质，可以添加到食品中提供氨基酸和其他营养成分，提高食品的营养价值。
3.防腐保鲜：聚谷氨酸具有一定的抗菌作用，可以用于食品防腐和保鲜，延长食品的保质期。
_聚谷氨酸生产技术及应用
发酵科技通讯第３５卷我国天然的水溶性高分子化合物的生产和应用具有悠久的历史。
随着材料科学、聚合物化学和生物医学的不断发展和紧密融合，生物可降解高分子材料的研究得到长足发展，在尖端技术、国防建设和国民经济各个领域已经得到广泛应用或正在显示出广阔的应用前景。
从事这方面生产的厂家有数百家，从事研究的也有数十所研究单位和学校。
随着高分子材料的快速发展，在其重要性日益凸现的同时，人们发现了它的不足之处，即大部分人工合成的高分子材料在自然界难以降解。
绿色化学的概念正在重新评价现有水处理化学品的作用和性能。
对现已使用和正在研发的产品，可生物降解性是最重要的评价指标，在人们越来越关心自己所处环境的今天，不可降解的高分子材料造成的“白色污染”，也越来越受到了人们的关注。
为了解决这个问题，人们开展了各种研究工作，制成了各种可降解材料，聚合氨基酸系列产品的开发也由此崭露头角。
近来日本从一种常用食品“纳豆”（由大豆经发酵后制成，类似我国的豆豉）的黏液中提取的γ—聚谷氨酸，开始引起人们的重视。
１γ－聚谷氨酸γ－聚谷氨酸（ｒ－ＰＧＡ）是一种水溶性高聚物，它是由微生物或酵素将麸酸聚合而成，是一种生物可降解物质，具有良好的生物相容性及可生物完全降解性，是一新型的高分子材料，具有重要的潜在应用价值。
研究指出，由于γ－聚谷氨酸既有羧基又有氨基，所以具有左右旋光性。
在不同的ｐＨ条件下，γ－聚谷氨酸形成不同的结构和性能。
在ｐＨ为２－３时，γ－聚谷氨酸呈螺旋结构。
在人体中γ－聚谷氨酸能降解为谷氨酸被吸收，但十分缓慢，有些像膳食纤维的性能。
主链上有大量游离羧基存在，具有水溶性聚羧酸的性质，如强吸水保湿性能，可用于化妆品、食品、防尘等领域。
活性位点为材料的功能化提供了条件，可以改变聚谷氨酸性质或接上靶向基团。
聚谷氨酸是一种优良的肝脏靶向药物载体，具有蛋白质类似的结构，因此制造出的纤维舒适性良好；聚谷氨酸甲酯是耐高温、有良好透气性能的聚合物，用于制造人造皮革、食品包装膜等。
聚谷氨酸的机理特性在肥料上的应用
高度水溶性
調理土壤效果
可沖施、用於液體水溶肥料配方，效果快
改善土壤酸化程度、緩衝pH
三、聚谷氨酸未來發展
肥料增效 土壤調理
謝謝! 敬請指教
以核心生物技術 開創健康新生活
22
Sclerotium rolfsii 白絹菌 Rhizoctonia solani立枯菌
聚谷氨酸試驗組pH到5.6
未施用聚谷氨酸對照組pH在3.6
不同濃度的γ-PGA醱酵液濃縮粉末添加於培養基中，對植物病 源菌的抑菌圖片(資料來源:本公司委託省農業試驗所)
γ- PGA之效果特色 保肥效果 促進肥料利用 用量少 γ- PGA帶有很強負電荷可吸附螯合陽離子，減少流失 螯合被固定之陽離子，釋出磷酸根予植物吸收，增進肥效 添加量為千分之6-10
處 理
鮮 葉 重 ( g ) 4 6 . 8 4 a 2 4 . 6 5 c
3 0 . 4 2 d
1 3 . 2 0 d
台肥39號粒狀複合肥(12 -18- 12)
1.西紅杮於初果期起,每隔11天,連噴三次
23th June, 2013
23th June, 2013: Height: 40cm
23th June, 2013: Tomatoes on first stem, diameter: 3cm
中國植物營養大會暨新型肥料論壇
聚谷氨酸的機理特性在肥料上的應用 及未來發展
味丹企業股份有限公司 聚谷氨酸業務部
1
內
容
一、聚谷氨酸的機理特性
二、聚谷氨酸在肥料上的應用
三、聚谷氨酸未來發展
味丹集團掌握胺基酸完整價值鏈
味丹垂直整合能力
掌握原 料來源 自有發 電機組 私人港 口設備 完整生 產設備 行銷全球能力
γ—聚谷氨酸的合成
1、γ—聚谷氨酸的合成
简介：γ—聚谷氨酸（γ— PGA) 是一种可由微生物大量生物合成的氨 基酸聚合物, 它由 D—型或L—型谷氨酸通过γ酰胺键连接而成。如图 1。 γ—聚谷氨酸作为一种纯天然可降解生物材料，可以将其制成生 物可降解材料或者用于 γ—聚谷氨酸的纯度的分析，另外由于分子 中含有制品，在食品、医药、农业、日化等行业 具有广阔的应用前景。
1、γ—聚谷氨酸的合成
有待研究和解决的问题和设想： ①怎样控制发酵液的粘稠度从而提高产γ—聚谷氨酸的量 ②构建可以将L型谷氨酸转化为D型谷氨酸的工程菌（实验室目前 已经开展） ③通过分离γ—聚谷氨酸聚合酶直接合成 γ— 聚谷氨酸的方法。 （psgB、psgC、psgA）
1、γ—聚谷氨酸的合成
优化：γ—聚谷氨酸合成基本过程是：首先以L谷氨酸为合成的起始 底物，在谷氨酸异构酶(消旋酶)的作用下转变成D型谷氨酸，再通 过位于细胞质膜上的合成酶复合体催化形成聚— γ—谷氨酸，并被 分泌到细胞外。 目前对B. Licheniformis ATCC9945a 、 B.subtilis IFO3335、 B.subtilis ATCC9945a （依耐型） B. subtilis TAM−4（非依耐型）这几类细菌 研究比较深入。我们实验室目前使用得是优化过的依耐型谷草芽 孢杆菌。不同菌株对碳氮源、通氧量、搅拌速度、金属离子、微 量元素、前体物质、生物素等的需求存在差异。目前我们正在通 过探索所优化发酵条件，希望可达到工业生产标准。
1、γ—聚谷氨酸的合成
合成方法：有文献报道， γ-聚谷氨酸生产主要有化学合成法、 提取法和微生物发酵法 3 种。前两种方法因合成的 γ-聚谷氨酸 分子量低、副产物多且成本高等无法实现工业化应用。所以目 前利用细菌生物合成γ—聚谷氨酸是主流方法。原理是通过这些 细菌体内的聚合酶，它催化谷氨酰基转移到受体上，当供体和 受体为同一物质时则会发生自动转肽。以原料谷氨酸为单体通 过酶转化法可得到高含量产物、低含量杂质的反应液，有利于 产物的分离纯化。
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。
γ-聚谷氨酸应用
γ-聚谷氨酸的特性、生产及应用γ-聚谷氨酸[y-poly(g1utamic acid)，γ-PGA]，是由L-谷氨酸[L-Glu]、D-谷氨酸[D-Glu]通过γ-酰胺键结合形成的一种高分子氨基酸聚合物，其结构式如图1(略)。
γ-聚谷氨酸的合成方法较多，有传统的肽合成法、二聚体缩合法、纳豆提取法和微生物发酵法等。
由于化学合成法难度很大，没有工业应用价值，因此对于γ-聚谷氨酸合成方法的研究主要集中在微生物发酵领域。
而对于微生物生产γ-聚谷氨酸的研究，日本一直走在各国的前列，最初是利用纳豆菌对谷氨酸进行聚合而成的。
近年，我国、美国等国家也开展了微生物发酵法合成广聚谷氨酸的研究。
能发酵生产γ-聚谷氨酸的菌种较多，有地衣杆菌、枯草芽孢杆菌等菌种，而以枯草芽孢杆菌发酵生产γ-PGA的研究居多。
在我国，浙江大学、南京工业大学等高校已经开始对微生物发酵法生产广聚谷氨酸进行研究。
γ-聚谷氨酸作为一种高分子聚合物，具有一些独特的物理、化学和生物学特性，如生物可降解性、良好生物相容性、强保水性、对人体无毒害等特性。
这些特性决定了γ-聚谷氨酸在农业、食品、医药、环保、化妆品工业、烟草、皮革制造工业和植物种子保护等领域的广泛用途。
1 γ-聚谷氨酸的性质1.1吸水特性由于γ-PGA极易溶于水，因此其具有很好的吸水特性，王传海等对γ-PGA 的吸水性能进行了研究，结果表明，γ-PGA的最大自然吸水倍数可达到1108.4倍，比目前市售的聚丙烯酸盐类吸水树脂高1倍以上，对土壤水分的吸收倍数为30-80倍。
γ-PGA的水浸液在土壤中具有一定的保水力和较理想的释放效果，有明显的抗旱促苗效应。
在0.206mol/L浓度的PEG(6000)模拟渗透胁迫条件下，γ-PGA仍有较强的吸水和保水能力，可明显提高小麦和黑麦草的发芽率，用其直接拌种也能显著提高种子的发芽率。
γ-PGA的吸水性和保水性可使γ-PGA 被广泛应用于干旱地区保水以及沙漠绿化。
微生物絮凝剂γ-聚谷氨酸的生产及应用研究进展
微生物絮凝剂γ-聚谷氨酸的生产及应用研究进展邵颖;赵彩凤;邵赛;张乐平【摘要】γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)是由L-谷氨酸或D-谷氨酸通过肽键结合形成的一种多肽高分子,具有良好的水溶性、生物相容性、水解性、生物可降解性、无毒等优良特性.文章综述了微生物合成γ-PGA生产工艺,如生产菌株、培养基优化、发酵工艺和固定化技术等,介绍了γ-PGA在废水处理方面的应用,并指出了其发展方向.%γ-polyglutamic acid is a polypeptide composed of L-glutamic acid or D-glutamic acid by peptide bond formation. γ-PGA is a promising environmental friendly material with outstanding water solubility, biocompatibility, hydrolysis, biodegradability and non-toxic. This paper reviews the microbial synthesis of γ-PGA production processes, such as the production of strains, medium optimization, fermentation technology and immobilization technology. Meanwhile, it focuses on the application of γ-PGA in wastewater treatment, and points out the development direction in the future.【期刊名称】《湖南农业科学》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】4页(P123-126)【关键词】γ-聚谷氨酸;生物合成;废水;应用;综述【作者】邵颖;赵彩凤;邵赛;张乐平【作者单位】湖南省农业科学院核农学与航天育种研究所,湖南省农业生物辐照工程技术研究中心,生物辐照技术湖南省工程研究中心,湖南长沙 410125;湖南省农业科学院核农学与航天育种研究所,湖南省农业生物辐照工程技术研究中心,生物辐照技术湖南省工程研究中心,湖南长沙 410125;湖南省农业科学院核农学与航天育种研究所,湖南省农业生物辐照工程技术研究中心,生物辐照技术湖南省工程研究中心,湖南长沙 410125;湖南省农业科学院核农学与航天育种研究所,湖南省农业生物辐照工程技术研究中心,生物辐照技术湖南省工程研究中心,湖南长沙 410125【正文语种】中文【中图分类】X703.5微生物絮凝剂（Microbial flocculants，简称MBF）是利用生物技术，从微生物菌体或其分泌物中提取、纯化而获得的一种安全、高效，且能生物降解的新型水处理絮凝剂[1]。
γ-聚谷氨酸的特性、生产及应用
γ-聚谷氨酸的特性、生产及应用来源:中国化工信息网2009年1月21日γ-聚谷氨酸[y-poly(g1utamic acid)，γ-PGA]，是由L-谷氨酸[L-Glu]、D-谷氨酸[D-Glu]通过γ-酰胺键结合形成的一种高分子氨基酸聚合物，其结构式如图1(略)。
γ-聚谷氨酸的合成方法较多，有传统的肽合成法、二聚体缩合法、纳豆提取法和微生物发酵法等。
由于化学合成法难度很大，没有工业应用价值，因此对于γ-聚谷氨酸合成方法的研究主要集中在微生物发酵领域。
而对于微生物生产γ-聚谷氨酸的研究，日本一直走在各国的前列，最初是利用纳豆菌对谷氨酸进行聚合而成的。
近年，我国、美国等国家也开展了微生物发酵法合成广聚谷氨酸的研究。
能发酵生产γ-聚谷氨酸的菌种较多，有地衣杆菌、枯草芽孢杆菌等菌种，而以枯草芽孢杆菌发酵生产γ-PGA的研究居多。
在我国，浙江大学、南京工业大学等高校已经开始对微生物发酵法生产广聚谷氨酸进行研究。
γ-聚谷氨酸作为一种高分子聚合物，具有一些独特的物理、化学和生物学特性，如生物可降解性、良好生物相容性、强保水性、对人体无毒害等特性。
这些特性决定了γ-聚谷氨酸在农业、食品、医药、环保、化妆品工业、烟草、皮革制造工业和植物种子保护等领域的广泛用途。
1 γ-聚谷氨酸的性质 1.1吸水特性由于γ-PGA极易溶于水，因此其具有很好的吸水特性，王传海等对γ-PGA的吸水性能进行了研究，结果表明，γ-PGA的最大自然吸水倍数可达到1108.4倍，比目前市售的聚丙烯酸盐类吸水树脂高1倍以上，对土壤水分的吸收倍数为30-80倍。
γ-PGA的水浸液在土壤中具有一定的保水力和较理想的释放效果，有明显的抗旱促苗效应。
在0.206mol/L浓度的PEG(6000)模拟渗透胁迫条件下，γ-PGA仍有较强的吸水和保水能力，可明显提高小麦和黑麦草的发芽率，用其直接拌种也能显著提高种子的发芽率。
γ-PGA的吸水性和保水性可使γ-PGA被广泛应用于干旱地区保水以及沙漠绿化。
聚谷氨酸的生物合成及应用展望
聚谷氨酸的生物合成及应用引言γ—聚谷氨酸(γ-PGA)是一种由D-谷氨酸和γ—聚谷氨酸通过γ—聚谷氨酰键结合而成的一种特殊的阴离子聚合物。
不同于α多肽，它可以耐受普通蛋白质酶的降解。
γ—聚谷氨酸通常由5000个左右的谷氨酸单体组成。
相对分子量一般在10万～200万之间，不同分子量大小的γ—聚谷氨酸可以应用于不同的领域[1]。
对于微生物合成的γ—聚谷氨酸，可以通过调控发酵条件，使合成反应向着预期的方向进行。
最早于1937年lvanovic等发现炭疽芽孢杆菌的荚膜物质的主要成分是D-谷氨酸的聚合物。
而1942年Bovafllick等首次发现枯草芽孢杆菌能够产生L-聚谷氨酸，以后进一步发现短小芽孢杆菌及地衣芽孢杆菌等也能产生γ-PGA。
由于微生物合成的γ—聚谷氨酸是一种水溶性的、生物可降解的、对人体和环境无害的生物高分子，因此具有广阔的应用前景：可作为增稠剂、保湿剂、苦味掩盖剂、防冻剂、缓释剂、生物粘合剂、药物载体、高分子纤维、高吸水树脂、生物絮凝剂和重金属吸附剂而应用于食品、化妆品、医药、农业及工业等众多领域[2]。
1．γ—聚谷氨酸的微生物合成γ—聚谷氨酸生产主要有化学合成法、提取法和微生物发酵法3种[3]。
化学合成法的合成路线长、副产物多、收率低、难度大，尤其是含20个氨基酸以上的纯多肽合成。
因此无工业应用价值。
提取法是用用乙醇将纳豆中的PGA分离提取出来。
日本生产γ—PGA多采取提取法，但是由于纳豆中所含的γ—聚谷氨酸浓度甚微，且有波动，因此提取工艺十分复杂，生产成本甚高．同样难以大规模生产。
相比于以上两种方法微生物合成法具有成本低，工艺相对简单，产量高等的优点，对于实现γ—聚谷氨酸的工业化生产具有难以比拟的优势。
但是目前由于至今γ—聚谷氨酸的合成的分子机制研究的尚不清楚以及并未筛选出适于工业化发酵生产的高产菌株，因此γ—聚谷氨酸的生物合成还面临许多问题。
γ—聚谷氨酸的产生菌主要是芽孢杆菌属的细菌[4]。
聚谷氨酸的生物合成及应用
题目聚谷氨酸的生物合成及应用姓名学号曹明乐 **********专业年级化工1201聚谷氨酸的生物合成及应用摘要：本文主要介绍了绿色高分子材料γ-聚谷氨酸的在工业上的生物合成及其在生活与工农业方面的应用。
关键词：γ-聚谷氨酸；微生物合成；应用引言随着材料科学和聚合物化学等相关高分子材料的快速发展，在其重要性日益凸现的同时，人们发现了它的不足之处，即大部分人工合成的高分子材料在自然界难以降解，也就是人们愈发关注的“白色污染”。
为了解决这个问题，人们开展了各种研究工作，制成了各种可降解材料，聚合氨基酸系列产品的开发也由此崭露头角。
近年来日本从一种常用食品----纳豆的黏液中提取出的γ-聚谷氨酸，开始引起人们的重视。
其最早发现于1913年，是一些芽孢杆菌的荚膜结构的主要成分，是一种生物自然合成的聚酰胺原料。
由于γ-聚谷氨酸具有增稠、成膜、保湿、黏合、无毒、水溶及生物可降解等性能，适用于食品、化妆品、生物医学和环境保护等领域，特别是近年来随着对γ-聚谷氨酸的深入研究，γ-聚谷氨酸作为一种高分子生物制品，愈来愈显现出广阔的研究及应用前景。
1 γ-聚谷氨酸的生物合成1.1分子结构1.2制备方法γ-聚谷氨酸的制备方法主要有三种，即化学合成法、提取法和微生物发酵法。
较之前两种，微生物发酵法简单方便，容易控制和操作，并且γ-聚谷氨酸的产率高，适于工业大规模生产。
因此本文主要介绍微生物发酵法。
1.2.1γ-聚谷氨酸的制备微生物发酵法在近几年得到了快速的发展和广泛的应用，主要体现在菌种的多样化、发酵方式与底物的多样化和添加剂的多样化。
目前应用于γ-聚谷氨酸生产的菌种主要是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌。
随着分子生物学及基因工程的发展，菌种筛选不仅停留在从自然界中获得高产菌，基因工程和诱变育种也得到了广泛的使用。
比如采用紫外、亚硝基胍以及γ射线对其进行复合诱变获得一株γ-聚谷氨酸高产突变株，在基础培养基中产量约是出发菌株的 3.11 倍。
聚谷氨酸钠和聚谷氨酸
聚谷氨酸钠和聚谷氨酸聚谷氨酸钠和聚谷氨酸是一对紧密相关的化学物质。
它们在许多领域中都有广泛的应用，包括食品、医药和化妆品等。
本文将介绍聚谷氨酸钠和聚谷氨酸的特性、制备方法以及主要应用领域。
聚谷氨酸钠是一种高分子化合物，化学式为C6H9NO4Na，是谷氨酸的钠盐。
它是一种白色结晶性粉末，可溶于水，不溶于有机溶剂。
聚谷氨酸钠具有良好的保湿性能和吸湿性能，能够有效地增加皮肤的含水量，保持皮肤的湿润。
聚谷氨酸是由谷氨酸经过聚合反应得到的高分子化合物。
它是一种无色透明的胶状物质，可溶于水和有机溶剂。
聚谷氨酸具有良好的保湿性能、柔软性和亲水性，能够增加产品的粘度和黏度，改善产品的质感和触感。
聚谷氨酸钠和聚谷氨酸的制备方法相似。
一种常用的制备方法是通过聚合反应得到聚谷氨酸，然后将聚谷氨酸与氢氧化钠反应得到聚谷氨酸钠。
这种制备方法简单易行，产量高效。
聚谷氨酸钠和聚谷氨酸在食品、医药和化妆品等领域中有广泛的应用。
在食品工业中，聚谷氨酸钠可用作食品保湿剂和增稠剂。
它能够增加食品的保湿性能，延长食品的保鲜期，并改善食品的质地和口感。
此外，聚谷氨酸钠还可以用作乳制品的乳化剂和稳定剂，能够改善乳制品的质地和口感。
在医药领域中，聚谷氨酸钠具有良好的生物相容性和生物降解性，可用作药物缓释剂和组织工程材料。
它能够控制药物的释放速率，提高药物的疗效，并减少药物的毒副作用。
此外，聚谷氨酸钠还可以用于修复组织损伤和治疗创伤等。
在化妆品领域中，聚谷氨酸和聚谷氨酸钠可用作护肤品的保湿剂和抗氧化剂。
它们能够增加皮肤的含水量，改善皮肤的弹性和光泽，并减少皮肤的干燥和老化。
此外，聚谷氨酸和聚谷氨酸钠还可以用于发膜和洗发水等产品中，能够保护头发的健康和美观。
聚谷氨酸钠和聚谷氨酸是一对紧密相关的化学物质，它们具有许多优良的特性和广泛的应用领域。
通过合理利用和开发这些化合物，可以为食品、医药和化妆品等领域的发展做出积极贡献。
同时，我们也需要加强对这些化合物的研究和监管，确保它们的安全性和可持续性。
聚谷氨酸 化学结构
聚谷氨酸化学结构聚谷氨酸是一种重要的生物大分子，是由多个谷氨酸分子通过肽键连接而成的聚合物。
它在生物体内具有多种重要的功能和作用。
聚谷氨酸在生物体内参与蛋白质的合成和折叠过程。
蛋白质是生物体内最重要的功能分子之一，它们承担着构建细胞结构、催化化学反应、传递信号等多种生理过程。
聚谷氨酸作为一种氨基酸聚合物，可以提供谷氨酸的基本结构单元，参与蛋白质的合成过程。
此外，聚谷氨酸的化学结构中含有大量的酰胺键，这种特殊的化学键可以增强蛋白质的稳定性和折叠能力，有助于蛋白质的正确折叠和功能发挥。
聚谷氨酸在细胞内起到储能的作用。
聚谷氨酸的分子结构中具有大量的酰胺键，这种化学键的形成需要消耗能量。
当生物体在新陈代谢过程中产生多余的能量时，这些能量可以通过聚谷氨酸形成的酰胺键来储存起来。
在生物体需要能量时，聚谷氨酸可以通过酰胺键的断裂释放能量，满足生物体的能量需求。
聚谷氨酸还具有草酸盐的沉淀作用。
草酸盐是一种常见的无机盐，它在水中溶解度较低。
当聚谷氨酸与草酸盐共同存在时，它们之间会发生反应，形成不溶性的沉淀物。
这种沉淀作用可以被应用于水处理、废水处理等环境工程中，用于去除水中的草酸盐等污染物。
聚谷氨酸还具有良好的生物相容性和生物可降解性。
由于聚谷氨酸分子中含有大量的酰胺键，这种化学键在生物体内具有较好的稳定性和降解性。
聚谷氨酸可以在生物体内逐渐降解为谷氨酸分子，被细胞利用或代谢掉。
这种特性使得聚谷氨酸在生物医学领域具有广泛的应用前景，例如作为药物缓释系统、组织工程材料等。
聚谷氨酸是一种重要的生物大分子，具有多种重要的功能和作用。
它参与蛋白质的合成和折叠，起到储能的作用，具有草酸盐的沉淀作用，同时具有良好的生物相容性和生物可降解性。
聚谷氨酸的研究和应用将为生物医学领域的发展和进步带来新的机遇和挑战。
聚谷氨酸的级别及应用
聚谷氨酸的级别及应用聚谷氨酸是一种聚合物，由谷氨酸分子通过酯键连接而成。
根据聚谷氨酸的分子量，可分为低分子聚谷氨酸和高分子聚谷氨酸。
低分子聚谷氨酸分子量较小，一般在5000 Dalton以下；高分子聚谷氨酸分子量较大，可达数百万甚至更高。
低分子聚谷氨酸在医学领域具有多种应用。
首先，低分子聚谷氨酸可以用作抗氧化剂，有助于清除自由基，减轻氧化应激造成的细胞损伤。
其次，低分子聚谷氨酸还具有良好的保湿性能，可增加皮肤中水分含量，改善皮肤干燥问题。
此外，低分子聚谷氨酸还具有促进胶原蛋白合成的作用，有助于皮肤的紧致和弹性。
因此，在化妆品和护肤品中广泛应用于抗衰老、保湿和美白产品中。
高分子聚谷氨酸多用于生物医学领域。
高分子聚谷氨酸具有良好的生物相容性和生物降解性，不会引起免疫反应或毒性反应。
这使得高分子聚谷氨酸成为一种理想的生物材料。
在组织工程和再生医学领域，高分子聚谷氨酸可以作为支架或载体材料，提供细胞生长和修复所需的支持结构。
此外，高分子聚谷氨酸也可以作为药物传递系统的组成部分，可用于控释药物，提高药物的生物利用度和缓释性能。
在生物医学领域，高分子聚谷氨酸广泛应用于肿瘤治疗、组织修复和再生等方面。
除了在医学领域，聚谷氨酸还具有其他广泛的应用。
在食品工业中，聚谷氨酸可用作食品添加剂，具有增稠、保湿和保鲜的功能。
在纺织工业中，聚谷氨酸可用于纺织品涂层的增稠和防水处理，提高纺织品的功能性。
此外，聚谷氨酸还可应用于环境领域，用于水净化和油水分离等处理过程。
总之，聚谷氨酸具有多种级别和应用。
低分子聚谷氨酸主要应用于化妆品和护肤品中，用于抗衰老、保湿和美白等方面。
高分子聚谷氨酸主要应用于生物医学领域，用于组织工程、药物传递和再生医学等方面。
此外，聚谷氨酸还在食品工业、纺织工业和环境领域具有广泛应用。
随着科学技术的不断发展，聚谷氨酸的应用领域还将不断拓展和深化。
聚谷氨酸生产菌种
聚谷氨酸生产菌种全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：聚谷氨酸是一种重要的氨基酸，它在生物体内起着重要的作用，参与蛋白质合成、神经传导及氮代谢等生理过程。
聚谷氨酸通常由微生物菌种进行生产，其中可以利用大肠杆菌、曲霉等菌株。
本文将介绍聚谷氨酸生产菌种的选取、培养条件以及生产工艺等方面。
一、菌种选取在聚谷氨酸生产中，选择合适的菌种是至关重要的。
一般来说，对于大肠杆菌、曲霉这样的微生物菌种，其菌株的选择主要根据其产氨基酸的效率、抗污染性以及工程性等因素进行考虑。
还需要考虑到工程菌在实际生产中的稳定性和可调控性。
目前，大肠杆菌和曲霉被广泛应用于聚谷氨酸的生产中，它们分别具有较高的产氨基酸能力和生长速度，同时也具有较高的生物安全性和可控性。
二、培养条件对于聚谷氨酸生产菌种的培养条件，包括温度、pH值、氧气含量、培养基成分等因素都会对菌种的生长和产氨基酸能力产生影响。
一般来说，大肠杆菌适宜的生长温度为37℃，pH值在6.5-7.0之间，培养基中一定要含有足够的氮源和碳源，以提供菌株生长和氨基酸合成所需的营养物质。
还需要控制好培养液的氧气含量，以保障菌种的正常呼吸代谢和氨基酸产生过程。
三、生产工艺在聚谷氨酸的生产中，通常采用发酵工艺进行。
首先是通过预处理培养基、接种优良的工程菌，使其迅速增殖，形成较高密度的菌体。
然后，在适宜的培养条件下进行发酵反应，控制好温度、pH值等参数，促使菌株高效合成聚谷氨酸。
随着发酵的进行，还需要对培养液进行监测和调控，确保菌种的正常生长及产氨基酸过程。
通过提取和纯化等工艺步骤，得到高纯度的聚谷氨酸产品。
四、总结聚谷氨酸是一种重要的氨基酸，其在医药、食品、养殖等领域具有广泛的应用前景。
选择合适的生产菌种、优化培养条件以及精细设计的生产工艺，是保证聚谷氨酸生产质量和产量的关键。
随着生物工程技术的不断发展和完善，相信聚谷氨酸的生产技术将更加成熟和高效，为相关产业的发展提供更多可能性。
愿我们的努力和创新不断推动聚谷氨酸生产技术的发展，为人类健康和社会进步做出更大的贡献。
_聚谷氨酸的合成工艺与应用
１． 培养过程 菌种： 枯草芽孢杆菌。 种 子 培 养 基 ： 葡 萄 糖 ２％（ 质 量 分 数 ， 下 同 ） ， 谷 氨 酸 钠 １％， 蛋白胨 ０．５％， 七水硫酸镁 ０．５％， 磷酸氢二钾 ０．２％。 发酵培养基： 七水硫酸镁 ０．０２％， 磷酸氢二钾 ２％， 磷酸二氢 钾 ０．１％， 硫 酸 锰 ０．００３％， 谷 氨 酸 钠 ４％， 硫 酸 氨 ０．５％， 葡 萄 糖 ５％。 种 子 培 养 条 件 ： ３２．５℃， 搅 拌 ２２０ｒ／ｍｉｎ 条 件 下 培 养 １５ｈ， 生长过程如图 １。 发 酵 培 养 条 件 ： 接 种 量 １％， 通 气 量 为 ２．４Ｌ／ｍｉｎ， 温 度 为
应用科技
２００８ 年 ８ 月 ６ 日 第十六卷 第 １５ 期
γ－ 聚谷氨酸的合成工艺与应用
王汝泮 杨大巍 赵晓飞 张 雯 （ 沈阳红梅企业集团， 辽宁 沈阳 １１００２６）
γ－ 聚谷氨酸是由微生物合成的一种细胞外氨基 酸 聚 合 物 ， 可以通过芽孢杆菌的变种生 产［１，２］。
游 离 酸 型 的 γ－ 聚 谷 氨 酸 ｐＫａ 值 约 为 ２．２３， 与 谷 氨 酸 的 α 羧 基 的 大 体 一 致［３］， 能 够 溶 于 二 甲 亚 砜 、热 的 Ｎ， Ｎ－ 二 甲 基 酰 胺 和 Ｎ－ 甲基吡咯烷酮。金属盐（ 钠型） 的 γ－ 聚谷氨酸的比旋光度 约为－ ７．０（ Ｃ＝１．０， Ｈ２Ｏ） 。
结论
人们了解 γ－ 聚谷氨酸已有七十多年， 对其展开了大量的研 究， 但其合成机制及原理仍未完全明白。目前， 人们了解到不同 的细菌生产 γ－ 聚谷氨酸的 机 制 和 途 径 都 不 同 。γ－ 聚 谷 氨 酸 给 我们提供了关于高分子多肽和光学异构体的一些生理信息， 它 易于生产， 通过在发酵罐里进行细菌培养就能够得到较高的胞 外等， 这些特 性使之在医药、食品、塑料以及 其 它 很 多 方 面 有 广 泛的应用。此外， γ－ 聚谷氨酸的发酵生产 有着充裕而易得的 原 料。因此， 发展这种生态原料既经济又环保。
聚谷氨酸原料
聚谷氨酸原料
聚谷氨酸是一种生物活性多肽，由谷氨酸分子通过肽键结合而成。
它
在人体内具有多种重要的生理作用，如增强免疫力、促进蛋白质合成、改善心血管功能等。
聚谷氨酸原料是制备聚谷氨酸的原材料，一般采用天然食物中含有的
高含量谷氨酸或者通过化学合成得到。
其中，天然来源的谷氨酸主要
来自于大豆、玉米、小麦等植物以及动物内脏等食材。
在制备聚谷氨酸时，需要先将原料进行提取和纯化处理，得到高纯度
的谷氨酸分子。
然后将这些分子通过特定的反应条件进行肽键结合，
形成聚谷氨酸多肽链。
目前，聚谷氨酸已经广泛应用于医药、保健品、食品等领域。
在医药
领域中，它可以作为免疫调节剂、抗肿瘤药物等；在保健品领域中，
则可以用于改善体力疲劳、增强免疫力等；在食品领域中，则可以作
为增稠剂、营养强化剂等。
总之，聚谷氨酸原料的制备是制备聚谷氨酸的关键步骤之一，它的来
源和纯度对制备出高质量的聚谷氨酸产品具有至关重要的影响。
聚谷氨酸有哪些主要用途？
聚谷氨酸有哪些主要用途？
谷氨酸是一种氨基酸，在生物体内起着多种重要的生物学功能。
下面是一些主要的用途：
1. 蛋白质合成：谷氨酸是蛋白质合成的重要组成部分，它参与构建蛋白质链的过程。
2. 神经递质：谷氨酸是中枢神经系统的主要兴奋性神经递质。
它在神经元间进行信号传递，参与神经细胞的通讯。
3. 氮代谢：谷氨酸参与身体内的氮代谢途径，其中包括尿素循环和谷氨酰胺循环。
4. 能量产生：谷氨酸通过参与三羧酸循环（也称为克雷布斯循环）将营养物质转化为能量。
5. 维持酸碱平衡：谷氨酸可以作为临床上调节酸碱平衡的药物使用，用于治疗某些酸碱失衡病症。
总的来说，谷氨酸在身体的生物化学过程中扮演着多种重要角色，涉及到蛋白质合成、神经传递、氮代谢、能量产生和酸碱平衡等方面。
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题目聚谷氨酸的生物合成及应用姓名学号曹明乐 3120104732
专业年级化工1201
聚谷氨酸的生物合成及应用
摘要：本文主要介绍了绿色高分子材料γ-聚谷氨酸的在工业上的生物合成及其在生活与工农业方面的应用。
关键词：γ-聚谷氨酸；微生物合成；应用
引言
随着材料科学和聚合物化学等相关高分子材料的快速发展，在其重要性日益凸现的同时，人们发现了它的不足之处，即大部分人工合成的高分子材料在自然界难以降解，也就是人们愈发关注的“白色污染”。
为了解决这个问题，人们开展了各种研究工作，制成了各种可降解材料，聚合氨基酸系列产品的开发也由此崭露头角。
近年来日本从一种常用食品----纳豆的黏液中提取出的γ-聚谷氨酸，开始引起人们的重视。
其最早发现于1913年，是一些芽孢杆菌的荚膜结构的主要成分，是一种生物自然合成的聚酰胺原料。
由于γ-聚谷氨酸具有增稠、成膜、保湿、黏合、无毒、水溶及生物可降解等性能，适用于食品、化妆品、生物医学和环境保护等领域，特别是近年来随着对γ-聚谷氨酸的深入研究，γ-聚谷氨酸作为一种高分子生物制品，愈来愈显现出广阔的研究及应用前景。
1 γ-聚谷氨酸的生物合成
1.1分子结构
1.2制备方法
γ-聚谷氨酸的制备方法主要有三种，即化学合成法、提取法和微生物发酵法。
较之前两种，微生物发酵法简单方便，容易控制和操作，并且γ-聚谷氨酸的产率高，适于工业大
规模生产。
因此本文主要介绍微生物发酵法。
1.2.1γ-聚谷氨酸的制备
微生物发酵法在近几年得到了快速的发展和广泛的应用，主要体现在菌种的多样化、发酵方式与底物的多样化和添加剂的多样化。
目前应用于γ-聚谷氨酸生产的菌种主要是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌。
随着分子生物学及基因工程的发展，菌种筛选不仅停留在从自然界中获得高产菌，基因工程和诱变育种也得到了广泛的使用。
比如采用紫外、亚硝基胍以及γ射线对其进行复合诱变获得一株γ-聚谷氨酸高产突变株，在基础培养基中产量约是出发菌株的 3.11 倍。
常规的微生物发酵方法有液体发酵法和固体发酵法，在生产γ-聚谷氨酸时常用的是液体发酵培养。
目前γ-聚谷氨酸常用的发酵生产培养基是E-培养基，国内很多研究单位对培养基的优化进行了研究，比如利用纳豆芽孢杆菌接种到处理过的大豆中，然后保湿 1~2 昼夜后用生理盐水提取纳豆芽孢杆菌分泌在大豆表面的γ-聚谷氨酸，依次经过超滤、乙醇沉淀得到产品，同时也可以得到纳豆激酶和维生素 K2副产品。
为了降低生产成本，也可以以大豆加工的副产物豆粕为主要培养基，并加入 4 倍水及2%葡萄糖。
在利用枯草芽孢杆菌 NX-2 发酵生产γ-聚谷氨酸时，向培养基中添加甘油、吐温-80和二甲亚砜，不仅能提高产量，同时还能降低γ-聚谷氨酸的相对分子质量。
其既可以降低发酵液的粘度也能改变细胞膜的通透性促进菌体吸收营养成分，从而不但促进了菌体的生长还能刺激的γ-聚谷氨酸的合成。
在工业化生产中，宜用柠檬酸作碳源，可降低生产成本。
其中Mn2+和Mg2+对于提高γ-聚谷氨酸的产率也有很大的影响。
1.2.2γ-聚谷氨酸的分离提取
通过微生物发酵得到高黏度的发酵液，可用有机溶剂沉淀法、化学沉淀法和膜分离沉淀法获得γ-聚谷氨酸。
有机溶剂沉淀法是在生物制品的制备中应用最为广泛的一种沉淀方法，通常是向含有目标产物的水溶液中加入一定量亲水性的有机溶剂，能显著降低蛋白质等生物大分子的溶解度，使其沉淀析出。
提取γ-聚谷氨酸常用的有机溶剂有甲醇、乙醇和丙酮。
实验室操作的一般流程为：发酵液通过离心弃去菌体沉淀，包含γ-聚谷氨酸的上清液加入一定体积预冷的有机溶剂，放置一段时间后，沉淀物通过离心收集，通过冻干得到粗产品。
粗产品溶解在蒸馏水中，用蒸馏水反复透析数小时，透析液经过冷冻干燥得到纯品。
化学沉淀法利用的是盐析原理，向待提取液中加入一定量的无机盐或无机盐溶液使目标产物沉淀下来。
下图为化学沉淀法流程。
膜分离法得到γ-聚谷氨酸的流程为：先将发酵液调节 pH 小于 2，由于细胞表面的负电荷被中和了，所以很容易聚集沉淀，而γ-聚谷氨酸则很难附着在细胞外面，所以在低的离心速度下就能将细胞分开。
然后将含γ-聚谷氨酸的上层液体调节 pH 值至中性或者弱酸性（5~7），然后利用不同截留分子量的半透膜进行过滤而得到γ-聚谷氨酸纯品。
该方法几乎不用或者用很少量的有机溶剂，可以得到相对分子质量不同的γ-聚谷氨酸，还可以减少半透膜的消耗、减少水的用量、缩短操作时间、具有很高的效率。
1.2.3γ-聚谷氨酸的保存
分离提取得到的γ-聚谷氨酸需要冷冻干燥，并且它是吸湿性极强的高分子材料，需在低温干燥下保存以防吸水降解，人们通过研究发现在碱性条件下相对稳定，因此在实际工作中制备成钠盐有利于其稳定保存。
2 γ-聚谷氨酸的应用
2.1 医药
γ-聚谷氨酸在自然界或人体内能被生物降解成谷氨酸，不易产生积蓄和毒副作用。
它的分子链上具有活性较高的侧链羧基，易于和一些药物结合生成稳定的复合物，是一类理想的体内可生物降解医药用高分子材料；还可以作为药物载体和医用粘合剂；利用其超强吸水
性可制成和生物体含水量相近的各种组织材料，而且此材料吸水后形成的凝胶柔软，具有人体适应性。
此外，γ-聚谷氨酸荚膜作为炭疽芽胞杆菌的致病因素之一，能保护细胞免受机体自身的免疫系统的攻击，故可用作疫苗，增强机体的被动免疫。
2.2 食品
γ-聚谷氨酸广泛的应用于一次性餐具、食品包装等行业中，是一种非常有用的绿色材料。
γ-聚谷氨酸食用安全，可作为各种食品的苦味掩盖剂，可改善饮料的口感；它可以作为高钠调味剂的替代品，为高血压患者和糖尿病患者所用。
γ-聚谷氨酸也能够使面粉的抗冻性增加，用其制作蛋糕和面包可以延缓面粉变质、维持食品外形；其还能增强钙的溶解度，促进钙在肠内的吸收，为骨质疏松患者也提供了福音。
此外，γ-聚谷氨酸还可以作为增稠剂、稳定剂、膳食纤维的辅助材料以及保健食品等应用于食品领域。
2.3 日化用品
γ-聚谷氨酸可作为化妆品支持材料、皮肤保湿剂、表皮因子缓释剂、天然美容面膜等，其还可以作为高级皮革制品处理剂以及保湿剂等。
利用γ-聚谷氨酸还可制取一种新型护发液，并且它作为高吸水材料，还可以制作成妇女儿童用品，既无毒又有高吸湿作用。
环氧化合物与γ-聚谷氨酸盐混合得到乳化体系在催化剂的存在下反应得到聚酯类纺织品，这种纺织品可以作为混合纺面料、涤纶针织物、混合针织物等。
2.4 农业
γ-聚谷氨酸可作为一种对环境无害的肥料增效剂，提高农作物的产量和质量，缓和肥料的过度使用，最终减轻环境污染。
在珍稀花卉、苗木的运输中，可用γ-聚谷氨酸保持根系水分，有保鲜作用。
在干旱地区，可用γ-聚谷氨酸处理种籽，使其外部形成聚谷氨酸保湿膜，利于种子发芽、出苗。
在沙漠改造中，利用γ-聚谷氨酸吸水可减少沙土的水分蒸发量，以防止沙质土壤水分的过分流失，而且可以保持土壤结构的稳定性，改良土壤。
γ-聚谷氨酸的出现给沙漠变绿洲带来了新的希望。
2.5 工业
γ-聚谷氨酸可作为重金属吸附剂、螯合剂来处理重金属离子溶液以回收重金属，对冶金、工矿污水、电镀废水等的处理极有价值。
此外，以硅为基质的γ-聚谷氨酸膜的金属吸附能力已经接近以纤维素为基质的膜，并且还有优异的酸溶稳定性。
其在石油工业中用作油田处理剂、油水分离剂，在油田勘探中用作钻头润滑剂、泥浆凝胶剂。
γ-聚谷氨酸还可作为出色的绿色塑料，广泛用于食品包装、一次性餐具及其他各种工业用途中，在自然界可迅速降解，不会造成环境污染。
结语
随着氨基酸生产技术的不断革新，成本下降，进一步促进了氨基酸应用向多元化发展，应用领域已发展成熟。
水溶性的、可食用的聚谷氨酸已在“绿色化学产品”中崭露头角，然而我国在这方面的研究开发尚处于起步阶段，建立完整、系统、大规模的γ-聚谷氨酸的微生物生产方法是今后亟待解决的课题之一。
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[3] 李德衡、赵兰坤、李树标. γ-聚谷氨酸的生物合成及提应用研究进展. 发酵科技通讯，2012，7（15）
[4] 孙先林、曾驰. γ-聚谷氨酸的微生物合成及应用. 广东化工，2012，10（15）
[5] 刘晓鸥等. 聚谷氨酸的生物合成及应用前景. 食品工程，2009，3（30）。