一种通过微生物发酵法制得的水溶性生物高分子材料聚谷氨酸Polyglutamic Acid

发布日期：09月29日 10:12 浏览次数：215 作者：渝偲医药

聚谷氨酸（Polyglutamic Acid，简称PGA），也被称为纳豆菌胶、多聚谷氨酸或Gamma-聚谷氨酸（γ-PGA），是一种通过微生物发酵法制得的水溶性生物高分子材料。

· 结构：聚谷氨酸是由谷氨酸单体通过酰胺键连接而成的均聚氨基酸，其结构为谷氨酸单元通过α-氨基和γ-羧基形成的肽键的高分子聚合物。

· 性质：

· 水溶性：聚谷氨酸具有极佳的水溶性，能形成透明、清洁的溶液。

· 生物降解性：聚谷氨酸是一种可生物降解的材料，对环境友好，不会造成污染。

· 超强亲水性：每个谷氨酸单元体含有多个亲水基团和一个极具亲水性的COO-阴离子官能基，使得聚谷氨酸具有极强亲水性，成为极佳的天然保湿成分。

· 螯合吸附能力：聚谷氨酸能有效阻止硫酸根、磷酸根等离子与钙离子、镁离子及微量元素的结合，避免产生低溶解性盐类与沉淀作用，促进养分的吸收与利用。

· 酸碱缓冲能力：对酸、碱具有缓冲能力，可有效平衡土壤酸碱值，避免土壤酸化或碱化。

· 发现：聚谷氨酸最初在纳豆（一种日本传统发酵食品）的粘性胶体中被发现，是纳豆粘性胶体的主要成分。

· 来源：聚谷氨酸主要通过微生物发酵法制得，如利用枯草芽孢杆菌等微生物进行发酵生产。

· 肥料增效剂：聚谷氨酸作为增效肥料的助剂，能显著提高肥料的利用率，由30-35%提高到40-50%，平均提高8%。同时，聚谷氨酸能形成水膜包裹肥料养分，延长肥料释放时间，减少养分流失。

· 植物生长调节剂：聚谷氨酸能大幅提高植物的光合作用效率和抗逆能力，如抗旱、抗盐、抗病等。此外，聚谷氨酸还能促进植物根系的发育，增强根系的吸收能力。

· 土壤改良剂：聚谷氨酸能平衡土壤酸碱值，避免土壤酸化或碱化，同时还能结合沉淀有毒重金属，改善土壤环境。

· 保湿剂：聚谷氨酸在化妆品和护肤品中主要作为保湿剂使用，其保湿锁水功效是透明质酸的500倍。聚谷氨酸能促进皮肤角质细胞内的天然保湿因子的增生，使皮肤更具透明感和润泽度。

· 美白作用：聚谷氨酸能抑制酪氨酸酶的活性，从而抑制皮肤黑色素的生成，达到美白效果。

· 抗皱作用：聚谷氨酸对纤维芽细胞等的活性有很好的促进，有助于抗衰抗皱。

聚谷氨酸的合成方法主要包括羟基丙酸酯化法、酶法合成法、连续氧化法和溶剂萃取法等。其中，酶法合成法利用微生物发酵技术，通过氨基酸工业菌株的酶解作用来合成聚谷氨酸，是目前较为常用的方法之一。

· 安全性：聚谷氨酸对人体和环境无毒，可生物降解，是一种生态友好型材料。在化妆品和护肤品中使用时，风险系数为1，比较安全。

· 环保性：聚谷氨酸的可生物降解性使其在使用过程中不会对环境造成污染，符合可持续发展的要求。

聚谷氨酸作为一种生物高分子材料，在农业、化妆品、护肤品等领域具有广泛的应用前景。其独特的化学结构和性质使其在这些领域中发挥着重要的作用。