高值生物聚合物—聚谷氨酸生物合成

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成果单位：中国科学院微生物研究所

合作方式：技术转让技术许可合作开发

所处阶段：概念

关键词：生物医用食品增稠防冻保鲜化妆品水处理土壤调节植物调节生物技术微生物合成

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

小果解读

核心问题

现有商业化的聚谷氨酸分子量范围单一，主要集中在70万道尔顿左右，这限制了其在化妆品、食品、药品、水处理及土壤调节等多个领域中的广泛应用。不同应用领域对聚谷氨酸的分子量有特定要求，对应的价格差异显著，因此，实现不同分子量聚谷氨酸的生物合成成为亟待解决的核心问题。

解决方案

本研究采用先进的生物学技术，成功获得了不同分子量聚谷氨酸（分子量范围为20万-150万道尔顿）的生物合成工艺。通过优化微生物代谢途径和发酵条件，实现了聚谷氨酸的高效生产，产量最高可达50克/升，转化率达到0.96-1.20克/升/小时，发酵成本为2000元/吨。该工艺具有产品生产强度高、培养基成分简单、适合工业化生产的特点，具有显著的工业化生产潜力和经济效益。

竞争优势

技术领先：本研究突破了现有商业化聚谷氨酸分子量范围单一的瓶颈，成功实现了不同分子量聚谷氨酸的生物合成，满足了不同应用领域的特定需求。
高效生产：工艺优化使得聚谷氨酸的产量和转化率显著提高，降低了生产成本，提高了经济效益。
工业化潜力：该工艺适合于工业化生产，培养基成分简单，易于推广和应用，具有广阔的市场前景。
创新团队：研究团队隶属于中科院微生物生理与代谢工程重点实验室，拥有丰富的微生物生物技术领域的研究经验和产业化开发经验，为技术的进一步完善和产业化提供了有力保障。

成果描述

成果公开日期

20231101

所属产业领域

制造业

转化意向范围

可国（境）内外转让

项目名称

中关村“火花”活动

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

项目简介：聚谷氨酸是一种水溶性、可生物降解、可食用、无毒的生物高分子。它是一种由微生物合成的聚氨基酸，具有优良的生物相容性和生物可降解性，在生物体内降解为谷氨酸而直接被吸收，可作为生物医用材料，也可应用于食品增稠剂、食品防冻保鲜和化妆品保湿剂等领域。因此广泛受到人们关注。不同应用领域对聚谷氨酸分子量的要求不同，对应的价格也有很大区别。例如：化妆品级、食品级：分子量为70万道尔顿；药品级：分子量为100万道尔顿；水处理级：分子量为150万道尔顿；土壤、植物调节剂级：分子量为2万道尔顿以下。现有商业化的聚谷氨酸分子力量范围单一（70万道尔顿左右），限制其广泛的应用。而采用生物技术手段实现不同分子量聚谷氨酸的生物合成应该是未来聚谷氨酸产业化发展方向。我们采用先进的生物学技术，获得了不同分子量聚谷氨酸（分子量范围为20万-150万道尔顿）的生物合成工艺。聚谷氨酸产量最高可达50克/升，转化率达到0.96-1.20克/升/小时，发酵成本为2000元/吨。产品生产强度高，培养基成分简单。工艺适合于工业化生产，具有工业化生产的潜力，产品经济效益显著。团队简介：研究组隶属中科院微生物生理与代谢工程重点实验室，主要从事微生物生物技术领域的应用基础研究，生物基平台化学品的微生物合成技术与产业化开发。在国家“973”、“863”“国家自然科学基金”以及中科院知识创新工程等项目资助下，本实验室先后已开发光学纯L-乳酸、光学纯D-乳酸、1，2-丙二醇、高丝氨酸、TG酶等产品，获得二十余项国家技术发明专利，其中部分产品已成功进行产业化生产。项目需求：可以通过横向合作或技术转让、授权等方式与具有相关产业开发经验和基础的企业或研发团队合作，通过对产品生产技术进一步完善，迅速实现产业化。