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微生物絮凝剂γ-聚谷氨酸的生产及应用研究进展

邵颖;赵彩凤;邵赛;张乐平

【摘要】γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamicacid,γ-PGA)是由L-谷氨酸或D-谷氨酸通

过肽键结合形成的一种多肽高分子,具有良好的水溶性、生物相容性、水解性、生

物可降解性、无毒等优良特性.文章综述了微生物合成γ-PGA生产工艺,如生产菌

株、培养基优化、发酵工艺和固定化技术等,介绍了γ-PGA在废水处理方面的应用,

并指出了其发展方向.%γ-polyglutamicacidisapolypeptidecomposedofL-

glutamicacidorD-glutamicacidbypeptidebondformation.γ-PGAisa

promisingenvironmentalfriendlymaterialwithoutstandingwater

solubility,biocompatibility,hydrolysis,biodegradabilityandnon-toxic.This

paperreviewsthemicrobialsynthesisofγ-PGAproductionprocesses,such

astheproductionofstrains,mediumoptimization,fermentation

technologyandimmobilizationtechnology.Meanwhile,itfocusesonthe

applicationofγ-PGAinwastewatertreatment,andpointsoutthe

developmentdirectioninthefuture.

【期刊名称】《湖南农业科学》

【年(卷),期】2017(000)008

【总页数】4页(P123-126)

【关键词】γ-聚谷氨酸;生物合成;废水;应用;综述

【作者】邵颖;赵彩凤;邵赛;张乐平

【作者单位】湖南省农业科学院核农学与航天育种研究所,湖南省农业生物辐照工

程技术研究中心,生物辐照技术湖南省工程研究中心,湖南长沙410125;湖南省农业

科学院核农学与航天育种研究所,湖南省农业生物辐照工程技术研究中心,生物辐照

技术湖南省工程研究中心,湖南长沙410125;湖南省农业科学院核农学与航天育种

研究所,湖南省农业生物辐照工程技术研究中心,生物辐照技术湖南省工程研究中心,

湖南长沙410125;湖南省农业科学院核农学与航天育种研究所,湖南省农业生物辐

照工程技术研究中心,生物辐照技术湖南省工程研究中心,湖南长沙410125

【正文语种】中文

【中图分类】X703.5

微生物絮凝剂（Microbialflocculants，简称MBF）是利用生物技术，从微生物

菌体或其分泌物中提取、纯化而获得的一种安全、高效，且能生物降解的新型水处

理絮凝剂[1]。MBF可以克服无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的安全

和环境污染方面的缺陷，易于生物降解、无毒、无二次污染。生物絮凝剂已应用于

纸浆废水、染料废水处理、污泥脱水及发酵菌体去除[1-2]等领域。MBF活性成分

有糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素、DNA以及具有絮凝活性的菌体等[3]。目前，

MBF存在价格昂贵、絮凝活性不高、投加量大等缺点，其工业化应用不多。

γ-聚谷氨酸（γ-Polyglutamicacid，γ-PGA）是一种由芽孢杆菌（主要为枯草芽

孢杆菌、地衣芽孢杆菌）合成的细胞外水溶性氨基酸聚合物。γ-PGA由L-谷氨酸

和D-谷氨酸单体通过α-氨基和γ-羧基形成肽键之后生成的线型同聚酰胺，分子

量一般在100～1000kDa[4]。γ-PGA分子中每个重复单元的α碳原子上连有一

个羧基，可在分子内和分子间形成氢键。γ-PGA是一种阴离子聚合氨基酸，其二

级结构在不同pH和离子强度下呈现不同构象[5]。γ-PGA分子中富含-COOH、-

CO-、-NH-等多种活性基团，电荷密度高，分子量较大且呈线性，具有良好的絮

凝活性。目前，高生产成本（高原料成本与复杂的分离纯化工艺），低产量是制约

γ-PGA工业化应用的重要因素。

γ-PGA具有优良的成膜性、成纤维性、阻氧性