标题：聚谷氨酸
中文名称
聚谷氨酸、纳豆菌胶或多聚谷氨酸

英文名称
POLY-L-GLUTAMIC ACID 2'000-15'000
英文同义词
POLY-L-GLUTAMIC ACID 15'000-50'000 SODIUM SALT;POLY-L-GLUTAMIC ACID 2'000-15'000;POLY-L-GLUTAMIC ACID 50'000-100'000SODIUMSALT;L-GLU-(L-GLU)N-L-GLU;alpha-l-glutamicacidpolymer;glutamicacidpolymer;l-gamma-polyglutamicacid;l-glutamicacid,homopolymer;l-glutamicacidpolymer;l-glutamicacipeptides;poly(alpha-l-glutamicacid);poly-l-glutamate;Polu-L-glutamic acid 2000-15000;G-poly glutamic acid
其他基本信息
CBNumber: CB2132778
分子式
L-Glu-(L-Glu)n-L-Glu
分子量: 70万单位
CAS号: 25513-46-6
γ-聚谷氨酸的由来
纳豆是一种日本人经常食用的传统黄豆发酵食品。经过发酵作用以后的纳豆含有比黄豆本身更丰富的维他命(B2、B6、B12、E、K2)以及更易消化的蛋白质，此外纳豆中还含有多种消化酵素以及对身体健康有帮助的特殊多糖(Levan)、血栓分解酵素(Nattokinase)以及γ–聚谷氨酸(γ–PGA)等，对于促进身体健康有极佳的效果，近年来相当流行食用纳豆来增进身体的健康。
γ–PGA是组成纳豆粘性胶体的主要成份，具有促进矿物质吸收的作用，目前，日本已将γ–PGA其列入促进矿物质吸收的保健成份表。γ-PGA特殊的分子结构，使其具有极强的保湿能力，添加γ-PGA于化妆品或保养品中，能有效地增加皮肤的保湿能力，促进皮肤健康。与公认的最具保湿能力的透明质酸(Hyaluronic acid, HA)相比，γ–PGA的保湿效果竟然超出其效果的2-3倍，为新一代的生物科技保湿成份。
聚谷氨酸的应用范围
一，化妆品级、食品级：分子量70万；
二，药品级：分子量100万；
三，水处理级：分子量150万
四、土壤、植物调节剂级：分子量2万以下。
  土壤级聚谷氨酸土壤、植物调节剂级 聚谷氨酸
γ–PGA（γ–聚谷氨酸）的化学结构
γ–PGA全名γ-Polyglutamic acid，是以左、右旋光性的谷氨酸为单元体，以γ-位上的醯胺键聚合而成同质多肽(Homo-polypeptide)，聚合度约在1,000-15，000之间。γ-(D,L)-PGA, γ-(D)-PGA, 和γ-(L)-PGA等统称为γ-PGA 。γ–PGA在国际化妆品药典上的命名为纳豆胶（NATTO GUM），在欧盟、日本也称为plant collagen, collagene vegetale, phyto collage。在中国则称为纳豆菌胶或多聚谷氨酸、聚谷氨酸。
聚谷氨酸（聚-γ-谷氨酸，英文 poly-γ-glutamic acid，简称PGA）是自然界中微生物发酵产生的水溶性多聚氨基酸，其结构为谷氨酸单元通过α-氨基和γ-羧基形成肽键的高分子聚合物。
分子量分布在100kDa到10000kDa之间。聚-γ-谷氨酸具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型高分子材料，可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等，在化妆品、环境保护、食品、医药、农业、沙漠治理等产业均有很大的商业价值和社会价值。 
从聚谷氨酸的发现至今仅有几十年的历史，聚谷氨酸的研究主要还是处于实验室阶段，主要包括对它性质研究，产生菌的改良和基因研究，发酵过程研究和提取提取纯化过程研究，以及衍生物的生产和性质的研究。近几年来，由于人们环境意识的增强和国家可持续发展战略的要求，发展对环境友好材料和开发改善环境问题的产品成为一种产业上的趋势，它也推动了聚谷氨酸产业化研究和探索的进程。进入本世纪，个别国际知名公司开始进行聚谷氨酸的生产和应用的研究，国内部分大学和研究所也积极开展了相关的研究，国内更有数家企业开始计划聚谷氨酸的大规模生产。由于这些产业化研究的跟进，使得聚谷氨酸成为现阶段最受人关注的生物制品之一。
  聚谷氨酸晶体AquaDip是γ-聚谷氨酸（γ-PGA），它是一种水溶性，生物降解，不含毒性，使用微生物发酵法制得的生物高分子。γ-PGA是一种有粘性的物质，在“纳豆”——发酵豆中被首次发现。γ-PGA是一种特殊的阴离子自然聚合物，是以α - 胺基( α -amino) 和γ - 羧基( γ -caboxyl ) 之间经酰胺键结(amide linkage) 所构成的同质性聚酰胺(homo-polyamide)γ -PGA的分子量从5万到2百万道尔顿不等。
  聚谷氨酸水胶!
特性
· 对人体和环境无毒可生物降解，生态友好型
· 水溶性，可得到无味清洁透明的溶液
· 易交联形成后期拥有卓越性能的水凝胶
· 可制成钠，钙，镁，氢型。
在化妆保养品生产上的应用
特殊的分子结构，使其具有极强的保湿能力，能有效地增加皮肤的保湿能力，促进皮肤健 康，其超强的保湿能力更优于玻尿酸(hyaluronic acid, HA)以及胶原蛋白(Collagen)，为新一代的生物科技保湿成份。作为增白剂具有长期持久的抗折皱的性能。 比其他聚合物商品更具优势.
现场肌肤使用10秒，肌肤立感滑爽，聚谷氨酸液瞬间潜入皮肤，立时锁水。
仅2天——面部皮肤明显水润光滑，触摸即感细嫩，细纹淡化，坑坑包包逐渐平整。
9天——肌肤充满弹性，皮肤紧致，老化角质一扫而光，皮肤靓白开始蜕变。
16天——眼袋缩小，松弛的肌肤变得紧致，眼角细纹变浅，色斑不知不觉变淡。
28天——斑点、皱纹不翼而飞；全身水水嫩嫩，充满弹性；乳房、臀部上翘，重回少女时代。
坚持使用，肌肤如丝般质感，闪现珍珠光彩，肌肤定格18岁少女时代！
对皮肤的各项功能比较
γ–PGA玻尿酸胶原蛋白来源非动物性（纳豆酸酵菌）动物性（鸡冠）动物性（猪、牛或羊）组成分子单一胺基酸双糖类衍生物三胺基酸抗菌性↗→↘增进皮肤弹性↗↗→增进皮肤天然保湿能力↗↘↘亲水性强中弱维持皮肤健康pH佳良良pH、热稳定性佳佳较差成膜后触感干燥、细腻、平滑微粘着微粘着皮肤表面水分流失↘→→总结最优良优良优良
聚谷氨酸在食品方面的应用
γ–聚谷氨酸应用于谷物、烘焙食品中作用1．增加钙及矿物质吸收 
2．碎屑片较少 
3．抗氧化、不易软化、风味维持 
4．口感佳、保存期限延长 
5．使面包烘焙后体积增加，富含水份，更膨松，有效防止变形。 
6．改善“面体质地”、维持“面体形态”
γ–聚谷氨酸应用于油炸食品中1. γ -PG A 以 1/1000 的比例，与食品中的成份结合（例如油脂、脂肪酸、维生素、醇类），形成抗氧化剂，可避免在其加工时遭到破坏。 
2. γ -PG A 可降低体脂堆积（避免油炸食物吃太多的缺点） 
3. 保水，多汁 
4.抗冻性佳（减少冷冻、解冻过程对质地的破坏）
γ–聚谷氨酸应用于茶饮料中1．钠型γ-PGA会增加红茶茶汤红色度，钙型则会些微降低。
2．钠型γ-PGA皆能抑制红茶茶乳的形成，其中以钠型高分子效果最佳。
γ–聚谷氨酸添加于冰淇淋的可能效果1.γ-PGA为一亲水性高分子,水分子可于分子表面形成薄膜,延缓冰晶的生长,使冰晶细小,分布均匀. 
2. 改善冰淇淋口感 , 清爽而不糊口 
3. 增加抗熔化性 
4. 促进钙质吸收 
5. 具有类似微胶囊包覆香味的功能
聚谷氨酸盐类于传统食品之应用豆干 ---- 于前段大豆蛋白粉浆浓度 Be,14 时，添加 1/1000 ，可延长保存期限，增强咬劲。
原子粉、化工淀粉 ---- 添加 1/2500 ，保水、不离水、保存期延长，抗冻性佳。
蛋糕 ----- 对1kg面粉,只添加1/3000,在 30oC 常温保存,可延长48小时,且口感较添加海藻糖好(5%),质地也变的较绵密。(正常未添加任何东西之蛋糕,于8小时已稍有异味) 。
聚谷氨酸γ-PGA在农业方面的应用
γ-聚谷氨酸γ-PGA可以做为植物增产营养素
1、γ-聚谷氨酸γ-PGA Hydrogel及γ-PGA超强亲水性与保水能力
漫淹于土壤中时，会在植株根毛表层形成一层薄膜，不但具有保护根毛的功能，更是土壤中养份、水份与根毛亲密接触的最佳输送平台，能很有效率的提高肥料的溶解、存储、输送与吸收。阻止硫酸根、磷酸根、草酸根与金属元素产生沉淀作用,使作物能更有效的吸收土壤中磷、钙、镁及微量元素。促进作物根系的发育，加强抗病性。
2、γ-聚谷氨酸γ-PGA Hydrogel及γ-PGA平衡土壤酸碱值
对酸、碱具有绝佳缓冲能力，可有效平衡土壤酸碱值，避免长期使用化学肥料所造成的酸性土质。
3、γ-聚谷氨酸γ-PGA Hydrogel及γ-PGA可结合沉淀有毒重金属
对Pb+2、Cu+2、Cd+2、Cr+3、Al+3、As+4等有毒重金属有极佳的螯合效果。
4、γ-聚谷氨酸γ-PGA Hydrogel及γ-PGA可增强植物抗病及抗逆境能力
整合植物营养、土壤中的水活成份，可增强抵抗由土壤传播的植物病原所引起的症状。
5、促进增产
可使茶叶、瓜果、蔬菜等农产品快速增产，增产量可达10-20%。
聚谷氨酸肥料增效剂在蔬菜种植中应用
一、聚谷氨酸肥料增效剂在蔬菜种植中的应用
实验时间：2010年3月-5月
实验方法：主要在温室大棚内进行聚谷氨酸肥料增效剂的小区试验。此时实验方法为将不同量的聚谷氨酸粗提物（南京工业大学提供）与肥料混合，然后将吸附有聚谷氨酸的肥料作为农作物的底肥施入，后期的田间管理同于该作物的日常管理。
实验结果：聚谷氨酸对各作物有较为明显的增产和节肥效果，其中没有增产的试验，聚谷氨酸处理的产量也与使用100%底肥的对照处理相当。结果见表1。
表1 各种作物在使用聚谷氨酸后的增长效果
作物名称聚谷氨酸用量减肥百分比与对照相比增产率小白菜10g- 40%+ 9.6%油菜10g- 50%- 0.8%10g0+ 9.0%番茄10g- 50%+ 14.5%30g- 50%+ 25.3%胡萝卜30g- 20%- 0.7%50g- 20%+ 1.1%茼蒿50g0+ 7.9%50g- 50%0二、聚谷氨酸肥料增效剂在水稻种植中的应用
实验时间：2009年5月-8月
实验方法：试验作物为水稻空育131，插秧规格 30×10cm，每穴插秧株数：5-7株，插秧日期为 2008年5月23日。在每亩使用的肥料中掺混约75克的聚谷氨酸粗品，具体施肥量及结果见表2
实验结果：水稻田间结果表明减肥20%的处理与对照相当，减肥40%的处理弱与对照，而不减肥增施聚谷氨酸的处理明显好于对照。
表2 聚谷氨酸节肥效果试验田间调查数据（水稻）
序号处理名称株高cm平方米
穴数平方米
株数平方米
分蘖数1当地常规施肥（纯氮7kg/亩，P2O5 3kg/亩，K2O 2.5kg/亩）66326534662康大地30kg/亩，做基肥施入65326615013康大地24kg/亩，做基肥施入65326224364康大地18kg/亩，做基肥施入6332587407注：聚谷氨酸掺混肥配方为：N 23.3%，P2O5 10%，K2O 17.3%，0.25% 聚谷氨酸（PGA）；处理1 常规施肥；处理二常规施肥增施PGA；处理三增施PGA并减肥20%；处理四增施PGA并减肥40%。
三、聚谷氨酸肥料增效剂在玉米种植中的应用
实验时间：2009年6月-11月
实验方法：试验作物为玉米，处理一：每亩施氮肥10kg；处理二：每亩施氮肥10kg+5g聚谷氨酸；处理三：每亩施氮肥20kg；处理四：每亩施氮肥20kg+5g聚谷氨酸。施肥方式：氮肥与聚谷氨酸粗品掺混淋施。
实验结果：处理二和处理四玉米株高分别较处理一提高了3.7%、5.6%，增产率如表3。同时对聚谷氨酸应用于玉米田间的经济性进行了预算，以2008年在河北省秦皇岛市东港镇孙家庄村进行的玉米试验测算，添加聚谷氨酸后可减少化肥使用量10%以上，玉米亩增产6%以上，亩投入11.25元，亩增效40元以上，结果见表4。
表3 聚谷氨酸节肥效果试验田间调查数据（玉米）
处理方式处理一处理二处理三处理四产量/kg1516.817.520株高/cm161167171170与处理一相比增产率/%012%16.7%33.3%表4 玉米种植中经济性测算
处理节肥（/%）基肥/kg节约成本（/元）PGA增加成本（/元）组合增加成本（/元）亩增产（/%）亩增加收入（/元）I102.5-1011.25+1.257.656.4II205-2011.25-8.756.548.58注：玉米种植施基肥25kg复合肥，复合肥售价4000元/吨；试验处理每亩增施PGA粗品30g，收获时常规施肥亩产量530kg，减肥10%的亩产量570.3kg，减肥20%的亩产量564.7kg，经济测算时玉米售价1.4元/kg，农业级PGA售价为150元/kg。
四、聚谷氨酸肥料增效剂在烤烟叶种植中的应用
实验时间：2009年3月-7月
实验方法：追肥期，通过在烟草专用肥中添加不同浓度的聚谷氨酸，考察对烟叶产量和品质的影响，试验组（1亩）和对照组（1亩）播种以及田间管理都相同，试验一组追肥期施用的是添加0.1%聚谷氨酸，试验二组聚谷氨酸添加量为0.08%，试验三组聚谷氨酸添加量为0.05%，对照组追肥施用的是普通肥料。
实验结果：施用不同浓度聚谷氨酸的烟叶专用肥，烟叶产量、中上等烟率以及产值有明显的提高，其中聚谷氨酸添加量为0.1%的烟叶专用肥效果最好，它使烤烟的产量提高了18.57%
表5 不同聚谷氨酸添加量对烤烟产量的影响
处理对照组试验一组试验二组试验三组产量（kg/亩）150.5178.45169.85158.1增产率（%）
18.5712.865.04上等烟率（%）35484542.5中等烟率（%）41303234产值（元/亩）1000128912001125增值率（%）
28.92012.5
其他应用领域
γ- PGA及其衍生物的分子量不等从5万到2百万道尔顿不等，因此他们可广泛的应用在食品工业、化妆品、保健、水处理、废水处理、卫生用品、医疗以及水凝胶等领域。 
· 水处理——重金属的吸收剂或螯合剂。
· 废水处理——生物高分子絮凝剂，可代替聚丙烯酰胺。
· 保健——有利于骨质疏松症者对钙的吸收。
· 卫生用品——作为吸收剂用于婴儿尿布，妇女卫生巾等。
· 医药——释放药物的载体，止血剂，软组织填充剂。.
·比其他聚合物商品更具优势： 
· 谷氨酸是无毒，可生物降解和退化，对皮肤有营养成分的高端产品。
· 完全适用于所有的皮肤状况，并提供优于HA（透明质酸）和胶原的持久的保湿效果
· 只需要很低的浓度，因此成本降低。
· γ- PGA衍生物具有良好的强度，透明度和弹性。 
AquaDip可用于护肤产品、洗发水、发乳、剃须霜和口红中。