使用增效剂将氮肥利用率平均提高7-12%？新一代肥料增效剂，应用增效肥料比普通肥料作物平均增产10-25%？南京工业大学食品与轻工学院徐虹教授主持完成的“功能性高分子聚氨基酸生物制备关键技术与产业化应用”项目，有效解决了此类困惑已久的问题，并赢得2014年度国家技术发明二等奖。

据介绍，当前，我国常规肥料利用率低下，因肥料过量使用使土壤板结与水体富营养化严重，土壤质量日益恶化。研发环境友好肥料增效剂、高效利用土地资源已成为我国当前社会经济重大课题。

聚氨基酸是一类重要的功能性高分子，利用生物法可制得结构特殊、分子量可控的聚氨基酸，如γ-聚谷氨酸（γ-PGA）和ε-聚赖氨酸（ε-PL）。高分子量(>700 kDa) γ-PGA可作为肥料增效剂和日化保湿剂，低分子量(5-10 kDa) γ-PGA则用作水处理剂，而分子量5 kDa左右的ε-PL则是优良的生物防腐剂。γ-PGA肥料增效剂有重要应用价值。但生物法制备技术难度大，生产成本高，全球生物法制备聚氨基酸产业化进展缓慢，国内为实验室研究阶段。

针对上述问题，在国家“863”、自然基金等项目支持下，徐虹教授项目组从2000年起一直致力于γ-PGA和ε-PL的基础和产业化研究，针对微生物合成机理不清楚，难以获得分子量可控的高效生产菌种；高粘体系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问题进行了有效突破，实现了两种聚氨基酸的产业化生产。

聚谷氨酸在肥料增效、化妆品保湿等领域具有广阔的用途。作为新一代肥料增效剂，聚谷氨酸绿色、安全、可食用，为肥料企业和农民创造了巨大经济价值，目前累计推广已达3500万亩，粮食、经济作物平均增产15-25%，其中根茎类作物可达30%以上，肥料平均利用率可提高约7-12%，农民每亩增收可达100元以上，部分经济作物每亩可达3000元以上，为土地资源高效利用做出了重要贡献；聚谷氨酸作为最新一代的化妆品保湿剂，具有比透明质酸更佳的保湿效果，已与国内外多家日化公司达成战略合作，应用于多款知名日化产品中。

此外，聚赖氨酸则是优良的生物防腐剂，具有安全高效，抗菌谱宽，热稳定性好等优点。聚赖氨酸作为一种绿色安全的新一代生物食品保鲜剂，将改变食品行业保鲜剂格局，对化学防腐剂造成巨大冲击，为我国食品安全作出重要贡献。

据悉，该项目研究过程形成了产品制备及下游应用专利群，累计形成了专利20余项。