γ-聚谷氨酸的合成、性质和应用.pdfVIP

聚谷氨酸的合成、性质和应用 彭英云 ，张涛 ，缪铭 ，沐万孟 ，江波 1(江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江苏 无锡，214122) 2(盐城工学院化学与生物工程学院，江苏 盐城 ，224003) 摘 要 -聚谷氨酸是一种生物可降解 的高分子聚合物 ，可 由微生物发酵得到。 一聚谷氨酸具有 良好 的水溶性 和吸附性，能彻底被生物降解，对环境和人体无害，这使得 -聚谷氨酸在食品、化妆品、医药和农业等领域具有广 阔的应用前景。综述 了 一聚谷氨酸 的化学结构、性质、生产方法及其应用 。 关键词 一聚谷氨酸，生物合成，生物可降解，应用 ^y．聚谷氨酸 (Poly^y—Glutamate，一PGA)是一种多 与交联剂发生交联反应生成性能优 良的吸水树脂 ；如 聚氨基酸类的环保型多功能生物可降解高分子材料。 果使羟基与某些药物成分 的基团发生反应 ，~／-PGA可 作为一种高分子聚合物，^y—PGA具有一些独特 的物 成为药物载体或缓释剂。 理 、化学和生物学特性 ，如 良好的水溶性 ，超强的吸附 性 ，能彻底被生物降解 ，无毒无害 ，可食用等，可作为 诸如保水剂 、增稠剂、絮凝剂、重金属吸附剂 、药物／肥 料缓释剂及药物载体等的原料 ，在农业 、食 品、医药 、 化妆品、环保 、合成纤维和涂膜等领域具有广泛的应 用前景 。近十几年以来 ，日本、韩 国、德国、美国、加拿 大、台湾等多个 国家和地 区的学者在 ．PGA合成与 应用方面进行了很多的研究并取得一定的成果 ，国内 。 一 图1 d．聚谷氨酸 些高校和研究所对 -PGA的研究正处于兴起阶 丫 段。随着人们环保意识的增强 ，．PGA的研究和应用 越来越受到世界各国学术界的关注 ，已成为生物降解 。 高分子材料 的研究热点之一。 1 -PGA的结构和理化性质 NH 聚谷氨酸 (PGA)主要由D．谷氨酸和L．谷氨酸通 过酰胺键聚合而成，由于聚合方式不同，聚谷氨酸主 要有两种构型：．聚谷氨酸 (通过 ．酰胺键聚合，— 图2 -聚谷氨酸 PGA)和 -聚谷氨酸 (通过 -酰胺键 聚合 ，-PGA) - PGA主要 由化学合成法得到 ，工艺复杂 ，副产 (结构式见 图 1和图 2) 。从结构式可以看 出，— 物多，且得率低… ； P·GA多 由微生物发酵法得 到， PGA是由 ．酰胺键连接而成的直链分子，链之间存 主要菌种为地衣芽孢杆菌属和枯草芽孢杆菌属 ，也有 在大量 的氢键 ，使得它具有良好的水溶性。 ．PGA中 报道从其他菌种如古生菌 、细菌 。和真核生物 大量的游离羧基提供了阳离子结合的基团，使其对金 发酵得到。微生物发酵法生产成本较低且生产过程 属离子有 良好的吸附性。羧基也是容易发生酯化、交 对环境污染小 ，所 以 目前研究的重点多集 中于 一 联等反应 的活性基 团，利用这一性质可 以使 ^y—PGA PGA。 第一作者 ：在读博士(江波教授为通讯作者)。 2 -PGA的产生菌株 国家 自然科学基金项 目31000764)；江苏省国际合 作项 目(BZ2011026) ~／-PGA最初 由炭疽芽孢杆菌中发现，在高 CO： 收稿 日期 ：201