微生物发酵法生产的γ-聚谷氨酸（PGA）是由D型或L型谷氨酸通过γ-酰胺键连接而成的氨基酸均聚物，通常由5000个左右的谷氨酸单体组成，相对分子质量一般在10-200 万之间。聚谷氨酸作为一种环境友好型高分子材料，它在食品、医药、农业、日常用品和塑料等领域具有广泛的应用潜力。目前，国内外只有日本明治制果和台湾味丹具有聚谷氨酸产业化生产线，中国大陆对聚谷氨酸研究仅限于实验室水平，尚无中试规模聚谷氨酸生产，本项目利用微生物发酵法生产聚谷氨酸填补国内聚谷氨酸中试生产技术空白。 微生物发酵法生产γ-聚谷氨酸中试工艺包括两部分工艺：发酵工艺和提取工艺，根据聚谷氨酸的性质，改造发酵设备和优化发酵、提取工艺，缩短发酵周期，提高聚谷氨酸产量和提取收率，本项目的主要创新点为： 1、通过诱变筛选得到高产聚谷氨酸的枯草芽孢杆菌； 2、通过优化发酵工艺和根据工艺改造发酵设备，使聚谷氨酸在6吨规模水平上的聚谷氨酸产量达到45-50 g/L，发酵周期缩短到48-60 h； 3、聚谷氨酸的提取首次采用降低发酵液pH、增加发酵液盐浓度和有机溶剂沉淀相结合的方法，使聚谷氨酸提取收率从30-35 g/L增加到45-50g/L，提取收率增加30-35％。 聚谷氨酸为高效的环境友好型保水剂和污水处理絮凝剂，具有广阔的市场前景。我国沙化、荒化土地严重，荒漠化土地总面积为263.62万平方公里，占国土总面积的27.46%，并且我国沙化土地面积以每年246平方公里扩展，土地沙化对国家造成严重的危害，每年国家投入沙化土地治理方面的资金高达540亿元/年，因此，微生物发酵法生产的聚谷氨酸具有高效吸水、保水功能，在土地沙化治理方面具有很强的应用前景。PGA作为高效保水剂，能成倍提高土壤水分有效性，减少灌溉次数和灌水，延长草坪绿期，提高场地的弹性、韧性、恢复力和自我修复能力，降低场地管护成本；能够提高植物种植和移栽的存活率，使干旱季节和干旱地区、山区坡地、矿山迹地和沙漠化地区进行有效的景观绿化，加速生态恢复；聚谷氨酸和肥料同时使用能提高肥料施用效果，减少土壤养分流失30％。我国城市绿化面积达到96.3万公顷，按每亩城市绿化用水100 m3/月/亩计算，可节约城市绿化用水722250 吨/月(使用聚谷氨酸后可节约绿化用水50％)。目前国内保水剂市场年总需求10万-15万吨，市场规模为30-45亿人民币。此外，聚谷氨酸作为高分子化合物还能作为污水处理絮凝剂，能减少无机、有机絮凝剂处理污水过程中造成的环境污染。目前，国内絮凝剂年需求量130万吨，市场规模约120－130亿人民币；按5％市场计算，聚谷氨酸将有6-7亿人民币的市场潜力。 微生物发酵法合成聚谷氨酸的底物为谷氨酸，因此，聚谷氨酸产业将影响谷氨酸行业的结构。近几年，谷氨酸市场竞争激烈，价格持续走低，经过微生物转化，能够调整谷氨酸产业的结构，提升谷氨酸产业的附加值。 聚谷氨酸应用于沙化土地治理和城市绿化保水剂，在治理沙化土地和节水方面产生巨大的经济效益的同时，还具有更大的社会效益和生态效益。

微生物发酵法生产的γ-聚谷氨酸（PGA）是由D型或L型谷氨酸通过γ-酰胺键连接而成的氨基酸均聚物，通常由5000个左右的谷氨酸单体组成，相对分子质量一般在10-200 万之间。聚谷氨酸作为一种环境友好型高分子材料，它在食品、医药、农业、日常用品和塑料等领域具有广泛的应用潜力。目前，国内外只有日本明治制果和台湾味丹具有聚谷氨酸产业化生产线，中国大陆对聚谷氨酸研究仅限于实验室水平，尚无中试规模聚谷氨酸生产，本项目利用微生物发酵法生产聚谷氨酸填补国内聚谷氨酸中试生产技术空白。 微生物发酵法生产γ-聚谷氨酸中试工艺包括两部分工艺：发酵工艺和提取工艺，根据聚谷氨酸的性质，改造发酵设备和优化发酵、提取工艺，缩短发酵周期，提高聚谷氨酸产量和提取收率，本项目的主要创新点为： 1、通过诱变筛选得到高产聚谷氨酸的枯草芽孢杆菌； 2、通过优化发酵工艺和根据工艺改造发酵设备，使聚谷氨酸在6吨规模水平上的聚谷氨酸产量达到45-50 g/L，发酵周期缩短到48-60 h； 3、聚谷氨酸的提取首次采用降低发酵液pH、增加发酵液盐浓度和有机溶剂沉淀相结合的方法，使聚谷氨酸提取收率从30-35 g/L增加到45-50g/L，提取收率增加30-35％。 聚谷氨酸为高效的环境友好型保水剂和污水处理絮凝剂，具有广阔的市场前景。我国沙化、荒化土地严重，荒漠化土地总面积为263.62万平方公里，占国土总面积的27.46%，并且我国沙化土地面积以每年246平方公里扩展，土地沙化对国家造成严重的危害，每年国家投入沙化土地治理方面的资金高达540亿元/年，因此，微生物发酵法生产的聚谷氨酸具有高效吸水、保水功能，在土地沙化治理方面具有很强的应用前景。PGA作为高效保水剂，能成倍提高土壤水分有效性，减少灌溉次数和灌水，延长草坪绿期，提高场地的弹性、韧性、恢复力和自我修复能力，降低场地管护成本；能够提高植物种植和移栽的存活率，使干旱季节和干旱地区、山区坡地、矿山迹地和沙漠化地区进行有效的景观绿化，加速生态恢复；聚谷氨酸和肥料同时使用能提高肥料施用效果，减少土壤养分流失30％。我国城市绿化面积达到96.3万公顷，按每亩城市绿化用水100 m3/月/亩计算，可节约城市绿化用水722250 吨/月(使用聚谷氨酸后可节约绿化用水50％)。目前国内保水剂市场年总需求10万-15万吨，市场规模为30-45亿人民币。此外，聚谷氨酸作为高分子化合物还能作为污水处理絮凝剂，能减少无机、有机絮凝剂处理污水过程中造成的环境污染。目前，国内絮凝剂年需求量130万吨，市场规模约120－130亿人民币；按5％市场计算，聚谷氨酸将有6-7亿人民币的市场潜力。 微生物发酵法合成聚谷氨酸的底物为谷氨酸，因此，聚谷氨酸产业将影响谷氨酸行业的结构。近几年，谷氨酸市场竞争激烈，价格持续走低，经过微生物转化，能够调整谷氨酸产业的结构，提升谷氨酸产业的附加值。 聚谷氨酸应用于沙化土地治理和城市绿化保水剂，在治理沙化土地和节水方面产生巨大的经济效益的同时，还具有更大的社会效益和生态效益。