实现聚氨基酸“从0到1”的突破 南工大徐虹教授荣获“全国创新争先奖章”

5月30日，第三届全国创新争先奖名单公布，南京工业大学食品与轻工学院徐虹教授荣获“全国创新争先奖章”。据了解，江苏今年仅有两人获得该奖章。徐虹教授创新采用全生物合成的方法研制出聚谷氨酸这一新型功能高分子，并助力建成全球首条聚氨基酸十万吨生产线，形成了“从0到1”的全新产业，带动下游形成千亿级衍生市场。

图源：中国科协

聚氨基酸是高分子家族中一种类似蛋白结构的新型生物可降解成员聚氨基酸。徐虹介绍，功能性高分子与国民经济和人民生活紧密相关，用量高达1.2 亿吨/年，但大多依赖石油资源，存在不可降解等问题。聚氨基酸在日化、食品、医药等领域具有重大应用潜力，是国内外研究热点，但其生物合成技术壁垒高。2000年以前，国内在生物高分子聚氨基酸领域的研究还是一片空白。

“我们在实验室里整整花了十年时间，用微生物发酵的方法来生产、提取聚谷氨酸。”徐虹说，聚谷氨酸在自然界仅存在于水母和纳豆里，大量获取非常困难。为此，她们先做菌种筛选和优化，再进行机理方面的研究，搞清楚微生物怎样代谢合成聚谷氨酸。在国家“863”课题“生物可降解型聚谷氨酸功能材料的制备研究”的资助下，徐虹课题组完成了拥有自主知识产权的聚谷氨酸合成研究，填补了行业空白。

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，很难进行产业化生产。“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。”为解决难题，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，最终有效解决了聚谷氨酸菌种筛选方法及高效菌株获取问题。

这次产学研合作不仅从理论层面上解决了技术难题，还实现了不同分子量、不同构型的高分子生物合成，建成全球首条10万吨级聚氨基酸、泛菌多糖生产线，这也意味着我国的该产业实现了“从0到1”的突破。

聚氨基酸有哪些适用领域呢？徐虹告诉记者，聚氨基酸适用性广泛，其中，聚赖氨酸可用作生物防腐剂；聚谷氨酸既可用作日化保湿剂也可用作水处理剂。围绕农业生产，徐虹教授带领团队专门研究聚谷氨酸对农业的作用，并与江苏省农科院、南京农业大学展开合作，在水稻、小麦、玉米等作物和瓜果、烟草等经济作物上进行试验，结果表明，聚谷氨酸对减少化肥的使用量、增加农作物产量等方面有显著作用。

面向国家化肥减施、农业提质增效等需求，徐虹教授团队成功开发出包括聚谷氨酸、泛菌多糖在内的具有自主知识产权的微生物源生物刺激素产品十余种，与企业合作建成国内最大的年产10万吨的微生物源生物刺激素生产线。

“近三年，项目产品服务产出1000万吨特种增效肥，中国每5吨增效肥中有1吨使用了该技术成果生产的刺激素产品。我们研发的‘谷乐丰’品牌系列产品，近三年推广应用超6亿亩次。”看到自己的研究成果被大面积推广、应用，徐虹颇受鼓舞，她表示，未来，团队将继续深耕聚谷氨酸研究，并将其运用到大健康、土壤修复等更多领域，让科研成果造福民生。

新江苏·中国江苏网 记者 苑青青 通讯员 杨芳 韦玮

编辑: 苑青青

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