聚-γ谷氨酸發酵生產及產品開發前景

    一、基本情況：

      聚-γ谷氨酸是（Poly γ-glutamic acid）是自然界中微生物發酵產生的陰離子型多聚氨基酸，相對分子質量一般在100-1000kD。聚-γ谷氨酸可在農業、食品、化妝品、醫藥、環保等領域中廣泛使用，具有極大的應用價值。項目組深入開展了聚γ-谷氨酸的菌種篩選、代謝工程育種、發酵工程、提取精制及其在農業肥料高效利用、促礦物營養吸收、化妝品保濕等多個領域應用研究，完成了聚γ-谷氨酸中試發酵、商業化生產、聚γ-谷氨酸肥料增效劑及其增效肥產業技術開發。

     二、進展
   （1）代謝工程育種自主知識產權專利菌株，獲得高產不同分子量和不同構象聚γ-谷氨酸工程菌株；在我國率先工業產業化聚γ-谷氨酸，發酵水平處國際先進水平。
   （2）建立了提取農業級聚γ-谷氨酸的工藝，聚γ-谷氨酸提取回收率達到90%以上。
   （3）研制開發了農業級、化妝品級等不同用途聚γ-谷氨酸產品。
   （4）在國際上率先展開聚γ-谷氨酸作為肥料吸收促進劑的農業應用研究，初步研究聚γ-谷氨酸促進煙草增產、提質、節肥的作用機理，以及土壤鋁、干旱、高鹽、低溫等非生物脅迫下聚γ-谷氨酸增強水稻幼苗抗性的作用機理。
   （5）開發出了聚γ-谷氨酸復合肥（水稻專用肥、煙葉專用肥）、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），大田應用可節約肥料10-30%以上。

    （6）建立了聚γ-谷氨酸復合肥和聚谷氨酸水溶性肥在煙草、水稻、油菜、棉花、玉米、蔬菜、柑橘、紅棗等作物大田應用技術方法，以及在湖北省、安徽省、新疆自治區等地開展上述產品在水稻、棉花、煙草、油菜、柑橘、紅棗等作物的累計百萬畝次示范推廣。

    三、項目來源
    本項目分別獲得國家863計劃、國家自然基金、農業科技成果轉化基金、湖北省重大科技專項、湖北省重點科技攻關、湖北省煙草局科技攻關等國家課題資助。
      四、亮點
     1 聚-γ谷氨酸發酵法生產成本低，工藝成熟；
     2 聚-γ谷氨酸是新型生物高分子材料，生物工程產品；
     3 開發聚-γ谷氨酸肥料增效劑；
     4 開發聚-γ谷氨酸礦物營養吸收促進劑；

     5 開發聚-γ谷氨酸高效保濕劑；

    五、性能指標
    1.產率：發酵產率大于5%
    2.純度：純化后純度可達92%以上
    3.已有成果：申報11項相關國家發明專利，其中6項已獲授權，獲3項成果科技鑒定，1項成果獲獎。
    六、應用領域
    1.農業：肥料增效劑，農藥增效劑，重金屬鈍化劑，保水劑。
    2.化妝品：保濕劑。
    3.食品：食品添加劑，鈣強化劑，鐵強化劑。
    4.飼料：礦物吸收促進劑。
    5.藥品：藥物載體，藥物輔料。

    6.環境保護：絮凝劑，凈水劑，重金屬吸附劑。

   七、研究基礎
     1.學科：本項目屬于生物工程學科。項目的開發獲得微生物學國家重點學科、農業微生物學國家重點實驗室等支持。
     2.人才：教授和高級工程師6名，中級和初級職稱4名，其中博士8名。博士研究生4名，碩士研究生34名。
     3.企業：武漢光華時代生物科技有限公司，2013年7月份成立，注冊資本500萬元。

     4.設施：全自控發酵罐、高速冷凍離心機、超低溫冷凍干燥機、膜分離設備、氣相色譜儀、液相色譜儀、PCR儀、生化分析儀、超低溫冰箱等。