聚谷氨酸(γ-聚谷氨酸,简称γ-PGA)是一种自然界中微生物发酵产生的水溶性多聚胺基酸。它是一种特殊的阴离子自然聚合物,由α-氨基和γ-羧基之间经酰胺键结所构成的同型聚酰胺。具体来说,聚谷氨酸是以左、右旋光性的谷氨酸为单元体,通过γ-位上的醯胺键聚合而成同质多肽,聚合度约在1000-15000之间。
聚谷氨酸的研究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。
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。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国聚谷氨酸行业竞争分析及发展前景预测报》显示:
聚谷氨酸具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性,其降解产物为无公害的谷氨酸。它是一种环保型高分子材料,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。
图表:聚谷氨酸应用领域及作用

此外,聚谷氨酸还是一种无毒、对环境和人类友好的多聚物,是目前研究最为活跃的生物高分子典型代表之一。
传统石化、化工生产活动对化石资源持续消耗,人类活动对于化石资源依赖问题与日俱增,同时环境污染、安全风险问题日益成为社会高度关注问题。工业生物技术的应运而生,是被认为工业可持续发展最有希望的技术。
国家发展改革委印发的《“十四五”生物经济发展规划》明确提出,推动生物技术和信息技术融合创新,加快发展生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等产业,做大做强生物经济。
聚谷氨酸作为一种可生物降解的绿色高分子材料,越来越受到人们关注,无论在人体内部,还是在外界环境中其最终的分解代谢产物均为谷氨酸,对人体无毒副作用,对环境不造成污染,因此聚谷氨酸在许多领域都展现出优越性。
近日,南京工业大学食品与轻工学院徐虹教授荣获第三届全国创新争先奖章。徐虹教授采用全生物合成的创新方法,研制了聚谷氨酸这一新型功能高分子,形成了从0到1的全新产业,带动下游形成千亿衍生市场,取得了突出的社会效益和经济效益。
“要实现聚氨基酸的产业化,满足下游多元化的应用,就要使产物相对分子质量可控,尤其是要制取超高相对分子质量的产物。”徐虹教授表示,聚谷氨酸是一类具有重要应用价值的生物功能高分子,但是分子代谢调控复杂,很难获得高效生产菌种;高黏发酵体系又阻碍溶氧传质与营养输送,产物积累少;发酵产物组分复杂及分离精制不易实现等,这些都不利于其进行产业化。
为解决这些难题,徐虹团队与南京轩凯生物科技有限公司就生物合成聚谷氨酸的产业化生产开展合作。为了提高菌种生产聚氨基酸的浓度并获得所要的相对分子质量,研究团队构建了聚氨基酸精准的合成代谢网络,发现聚氨基酸生产菌株同时存在聚合酶和降解酶这两个关键酶的特有现象,并在国际上率先对聚氨基酸生产菌株的基因组进行测序,解析并揭示了两个酶的基因详细信息和功能,发明了以降解酶为“开关”调控产物相对分子质量和浓度的育种新技术,有效解决了聚谷氨酸菌种筛选方法及高效菌株获取问题。
自2014年以来,我国聚谷氨酸行业产销量持续提升,2019-2022年市场增长提速。数据显示,2022年我国聚谷氨酸行业产需量分别约为2407.8、2348.2吨,分别同比增长8.6%、8.2%。市场均价方面,近年来国内聚谷氨酸市场均价保持稳定态势,2022年市场均价约为46.3万元/吨。
未来,在供给侧改革以及绿色环保政策的驱动下,下游医药、化妆品、农业等领域需要不断进行产业结构升级,聚谷氨酸的市场需求会随之持续增长。
本报告利用中研普华长期对聚谷氨酸行业市场跟踪搜集的一手市场数据,同时依据国家统计局、国家商务部、国家发改委、国务院发展研究中心、行业协会、中国行业研究网、全国及海外专业研究机构提供的大量权威资料,采用与国际同步的科学分析模型,全面而准确地为您从行业的整体高度来架构分析体系。让您全面、准确地把握整个聚谷氨酸行业的市场走向和发展趋势。
更多行业详情请点击中研普华产业研究院发布的告《2023-2028年中国聚谷氨酸行业竞争分析及发展前景预测报》。

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