文 献 综 述

1.1 前言

上世纪90年代以来，随着世界工业对”绿色化学产品”的倡导开发，聚氨基酸类产品已开始在该领域崭露头角。目前开发的聚氨基酸类产品有：γ-聚谷氨酸（γ-PGA）、ε-聚赖氨酸（ε-PL）、聚精氨酸（PAA）和聚天冬氨酸（PASP）等^[1]。其中，γ-PGA，由于其具有水溶性好、可生物降解和良好的生物相容性等优点，在环境、医药、食品和化妆品等领域具有广泛的应用前景，是不可降解的合成高分子材料（如塑料和水凝胶等）优良的替代品。近年来，国内外众多学者对微生物合成γ-PGA 的研究取得了一定的成果，国际上已有企业对γ-PGA 进行了商业化生产，而国内对γ-PGA 的研究大都还处于实验室阶段，与实现产业化生产还有一定的距离。因此，对采用合理的手段强化γ-PGA 合成，降低生产成本，从而实现γ-PGA 大规模生产的研究显得尤为重要。

1.2 γ-聚谷氨酸的结构与性质

γ-聚谷氨酸(Poly-γ-glutamic acid，简称γ-PGA)是由某些微生物合成的一种细胞外水溶性高分子氨基酸聚合物, 由L-谷氨酸或D-谷氨酸单体之间通过α-氨基和γ-羧基形成肽键后生成的多聚酰胺聚合形成^[2]。γ-PGA是一种多功能的生物高分子，立体构型分为γ-L-PGA、γ-D-PGA及γ-D/L-PGA3种^[3]。γ-PGA通常由5000个左右的谷氨酸单体组成，相对分子质量一般在100#8212;1000kD，没有典型的肽链结构，也不是一种环状多肽，基本骨架呈直链纤维状^[4]。γ-PGA的多分散性在2-5之间，聚合度200-700，具有很好的成膜性、成纤维性、阻氧性、可塑性、粘结性和重要的生物降解性、吸水性(1:3500)等。γ-PGA的这些特性使γ-PGA具有增稠、乳化、凝胶、成膜、保温、缓释、助溶和粘结等功能^[5]。

1.3 γ-聚谷氨酸的应用

γ-PGA的分子链上具有大量的活性较高的侧链梭基，具有极高的吸水保湿性和吸水性(1:3500)，易与一些药物结合生成稳定的复合物，因此是一类理想的可生物降解的医药用高分子材料。γ-PGA对环境无污染，为绿色生物产品，具有极佳的生物可降解性、成膜性、成纤维性、可塑性、粘结性、保湿性等许多独特的理化和生物学特性。

1.3.1食品和化妆品方面

γ-聚谷氨酸具有食品安全性，能作为苦味掩盖剂改善果汁和其它饮料的口感。仅由D-谷氨酸组成的低分子量的γ-聚谷氨酸可作为一种食品添加剂而发挥各种作用^[6]。利用γ-PGA可以增加溶液黏度的性质，可以作为食品增稠剂和稳定剂。γ-PGA 具有较强的保湿性，在含有面粉的食品如蛋糕、面包、意大利面等中添加γ-PGA 可延长老化时间、改善组织结构和保持形状。某些γ-聚谷氨酸盐具有抗冷冻能力，这种抗冷冻能力随着分子量的下降而增加，这个性质可以在食品、菌种以及酶的保存中得到应用。γ-聚谷氨酸盐的抗冷冻能力因结合的阳离子而异，一般Mg² ＞ Ca² ～ Na ＞ K 。γ-聚谷氨酸的钙盐可以添加到防止骨质疏松的保健食品中以增加Ca² 的吸收^[7]。

1.3.2 在医药领域中的应用