文献综述

1.1研究背景

由于石油资源的稀缺,因此人们对绿色高分子材料的渴求越来越大,现代化的社会提倡”提倡绿色化学产品#8217;，而聚氨基酸的系列产品已经得到大力开发，在食品、农业工业上都有应用潜力。而γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是一种水溶性的、可生物降解、可食用且对人和环境无毒的生物高分子物质,可由微生物聚合得到。γ-PGA作为一种可被微生物独立合成的高分子材料，以其多方面的优良性能和在环保领域的巨大优势，逐渐受到越来越多的重视。近十几年来，日本、韩国、德国、美国、台湾等多个国家和地区的学者在γ-PGA生物合成与应用方面开展了很多的研究，取得了一定的成果，而国内对γ-PGA的研究还处于起步阶段。而但目前国内还没有真正实现γ-PGA的产业化，因此有必要通过合理的调控策略强化γ-PGA合成，降低生产成本，以达到γ-PGA大规模生产的目的。因此,我们需要研究如何高效，简单，稳定的生产。

1.2 γ-PGA的研究历史与现状

1.2.1 γ-PGA的性质及应用

γ-多聚谷氨酸[Poly-γ-glutamic acid，γ-PGA]是一种由芽孢杆菌类大量生物合成的高分子氨基酸聚合物。γ-PGA是由L-谷氨酸和D-谷氨酸通过γ-酰胺键连接而成的一种阴离子异形肽。自然界中的聚谷氨酸存在有两种异构体：α-PGA（图1）和γ-PGA（图2）。其中，α-PGA多为化学合成，而生物合成的均为γ-PGA，其基本骨架呈直链纤维状。

图1 图2

γ-PGA在医药方面可用于药物载体、生物粘合剂、止血剂和缝合线、组织工程化皮肤支架材料；在农业方面有保水剂、农药、肥料的缓释剂；在食品方面有增稠剂、防冻剂、除涩剂、抑制老化或增强质感 、动物饲料添加剂；在化妆品上可用于保湿剂；其他方面有水吸收剂、分散剂。

1.2.2 γ-PGA产技术及存在问题

对γ-聚谷氨酸的研究，主要集中在美国和日本，而我国是近几年才开始对γ-聚谷氨酸的研究开始重视的，很多高校已经开始对微生物发酵生产γ-聚谷氨酸进行研究，但多数研究仅限于实验室，离产业化生产有较大的差距。