聚-γ谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)及產(chǎn)品開發(fā)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(fā)酵產(chǎn)生的陰離子型多聚氨基酸，相對(duì)分子質(zhì)量一般在100-1000kD。聚-γ谷氨酸可在農(nóng)業(yè)、食品、化妝品、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域中廣泛使用，具有極大的應(yīng)用價(jià)值。項(xiàng)目組深入開展了聚γ-谷氨酸的菌種篩選、代謝工程育種、發(fā)酵工程、提取精制及其在農(nóng)業(yè)肥料高效利用、促礦物營(yíng)養(yǎng)吸收、化妝品保濕等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用研究，完成了聚γ-谷氨酸中試發(fā)酵、商業(yè)化生產(chǎn)、聚γ-谷氨酸肥料增效劑及其增效肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)。

     二、進(jìn)展
   （1）代謝工程育種自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利菌株，獲得高產(chǎn)不同分子量和不同構(gòu)象聚γ-谷氨酸工程菌株；在我國(guó)率先工業(yè)產(chǎn)業(yè)化聚γ-谷氨酸，發(fā)酵水平處國(guó)際先進(jìn)水平。
   （2）建立了提取農(nóng)業(yè)級(jí)聚γ-谷氨酸的工藝，聚γ-谷氨酸提取回收率達(dá)到90%以上。
   （3）研制開發(fā)了農(nóng)業(yè)級(jí)、化妝品級(jí)等不同用途聚γ-谷氨酸產(chǎn)品。
   （4）在國(guó)際上率先展開聚γ-谷氨酸作為肥料吸收促進(jìn)劑的農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究，初步研究聚γ-谷氨酸促進(jìn)煙草增產(chǎn)、提質(zhì)、節(jié)肥的作用機(jī)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(qiáng)水稻幼苗抗性的作用機(jī)理。
   （5）開發(fā)出了聚γ-谷氨酸復(fù)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(yīng)用可節(jié)約肥料10-30%以上。

    （6）建立了聚γ-谷氨酸復(fù)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(yīng)用技術(shù)方法，以及在湖北省、安徽省、新疆自治區(qū)等地開展上述產(chǎn)品在水稻、棉花、煙草、油菜、柑橘、紅棗等作物的累計(jì)百萬(wàn)畝次示范推廣。

    三、項(xiàng)目來(lái)源
    本項(xiàng)目分別獲得國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)家自然基金、農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化基金、湖北省重大科技專項(xiàng)、湖北省重點(diǎn)科技攻關(guān)、湖北省煙草局科技攻關(guān)等國(guó)家課題資助。
      四、亮點(diǎn)
     1 聚-γ谷氨酸發(fā)酵法生產(chǎn)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(chǎn)品；
     3 開發(fā)聚-γ谷氨酸肥料增效劑；
     4 開發(fā)聚-γ谷氨酸礦物營(yíng)養(yǎng)吸收促進(jìn)劑；

     5 開發(fā)聚-γ谷氨酸高效保濕劑；

    五、性能指標(biāo)
    1.產(chǎn)率：發(fā)酵產(chǎn)率大于5%
    2.純度：純化后純度可達(dá)92%以上
    3.已有成果：申報(bào)11項(xiàng)相關(guān)國(guó)家發(fā)明專利，其中6項(xiàng)已獲授權(quán)，獲3項(xiàng)成果科技鑒定，1項(xiàng)成果獲獎(jiǎng)。
    六、應(yīng)用領(lǐng)域
    1.農(nóng)業(yè)：肥料增效劑，農(nóng)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(qiáng)化劑，鐵強(qiáng)化劑。
    4.飼料：礦物吸收促進(jìn)劑。
    5.藥品：藥物載體，藥物輔料。

    6.環(huán)境保護(hù)：絮凝劑，凈水劑，重金屬吸附劑。

   七、研究基礎(chǔ)
     1.學(xué)科：本項(xiàng)目屬于生物工程學(xué)科。項(xiàng)目的開發(fā)獲得微生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科、農(nóng)業(yè)微生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等支持。
     2.人才：教授和高級(jí)工程師6名，中級(jí)和初級(jí)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(yè)：武漢光華時(shí)代生物科技有限公司，2013年7月份成立，注冊(cè)資本500萬(wàn)元。

     4.設(shè)施：全自控發(fā)酵罐、高速冷凍離心機(jī)、超低溫冷凍干燥機(jī)、膜分離設(shè)備、氣相色譜儀、液相色譜儀、PCR儀、生化分析儀、超低溫冰箱等。