聚氨基酸共聚物是一類新型生物降解高分子材料，具有良好的生物相容性和生物降解性。聚谷氨酸和聚賴氨酸同屬聚氨基酸。聚谷氨酸可以使肥料增效，廣泛應用于精細化工、醫藥、水處理等領域，并可作為綠色營養型食品防腐劑。由于其結構特殊、功能多樣、環境友好等特性，在農業、精細化工、食品醫藥等領域廣泛應用。近年來，聚氨基酸成為國內外研究的熱點，但其產業化卻非常困難。

要實現聚氨基酸的產業化，就要使產物相對分子質量可控，尤其是要制取超高相對分子質量的產物，但前提是必須解決三個技術難點。在生產過程中，菌種生產聚氨基酸的濃度低，聚氨基酸發酵液黏度高，菌體去除困難，產物相對分子質量大，難以成型等各種難題。

為了解決這些難題，項目組從2000年起一直致力于聚谷氨酸和聚賴氨酸的基礎和產業化研究，并與高校高企開展合作。為提高菌種生產聚氨基酸的濃度并獲得所要的相對分子質量，他們團隊采用同位素示蹤法和代謝組學技術構建了聚氨基酸精準的代謝網絡，發現聚氨基酸菌同時存在聚合酶和降解酶這兩個關鍵酶的特有現象，并在國際上率先對聚賴氨酸菌的基因組進行測序，解析并揭示了兩個酶的基因詳細信息和功能。為降低聚氨基酸發酵液黏度，去除菌體等，研究團隊又采用酸化降黏、吸附過濾手段去除蛋白菌體等雜質，并用超濾技術濃縮，獲得了高純度產品。

據報道，在聚氨基酸實際生產放大的過程中，利用工程化手段，系統解決了發酵過黏、提取及成型困難等問題。此外他們還基于菌體能量供給自我強化的過程控制技術與裝備，解決了聚氨基酸生產耗能高等難題，使產品綜合能耗降低50%以上，實現了聚氨基酸的高效生產。

團隊不僅從理論層面上解決了技術難題，更實現了聚谷氨酸和聚賴氨酸的產業化，使我國聚氨基酸生產有了更高的水平。該功能性高分子聚氨基酸生物制備關鍵技術與產業化應用項目。

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