聚谷氨酸與聚谷氨酸水膠

工業(yè)化生產γ-PGA及γ-PGA水膠

γ-PGA又稱γ-聚谷氨酸。在化妝品藥典上的國際命名是：納豆膠（Natto Gum），是由以麩酸及葡萄糖為原料經納豆菌采液態(tài)培養(yǎng)發(fā)酵后，提取純化，經再干燥所制成；γ-PGA水膠是γ-PGA經架橋后制得的衍生產品。

天然的、大量的γ-PGA最早發(fā)現(xiàn)存在于日本納豆食品所含具有的高粘性拉絲中，約55％的粘絲固形組成物為γ-PGA。納豆，中國又稱豆豉，是黃豆發(fā)酵制成，含有豐富的維生素B2、B6、B12、E、K2、γ-PGA以及諸多消化酵素，納豆中的粘性膠體，其主要成分即γ-PGA。

2003年臺灣味丹企業(yè)股份有限公司經過多年研究成功的應用液態(tài)發(fā)酵方法工業(yè)化生產γ-PGA，并以本身所擁有的專利技術生產化學架橋的γ-PGA水膠。研究證明γ-PGA及γ-PGA水膠是當前工業(yè)應用上最具潛力的多功能性生物可分解性生物高分子（Biopolymers）材料，安全又環(huán)保，其單一氨基酸構成的蛋白質特性，更具應用上的經濟價值。γ-D-PGA、γ-(D，L) -PGA以及γ-L-PGA統(tǒng)稱為γ-PGA，γ-聚谷氨酸水膠（γ-Polyglutamate hydrogels）為最具應用潛力的γ-PGA衍生產品，其超高的吸水保濕功能，柔軟成膜特性，深具保健功效。目前味丹企業(yè)擁有生產γ-PGA的多項工業(yè)化量產工藝，在全球各國之中，是極少數(shù)有能力已經工業(yè)化生產γ-PGA及γ-PGA水膠的企業(yè)。

神奇的γ-PGA及γ-PGA水膠在化妝品領域的應用

γ-PGA水膠為無色無味透明柔軟膠質，由于其三度空間的格子結構，具有高超的吸水和緩釋能力，此外亦具成膜特性，加上柔滑功能大，尤其是超強5000倍吸水保濕能力，最適合化妝品提升保濕功效。

γ-PGA及γ-PGA水膠應用于化妝品具有5大顯著功能：

1、提升皮膚長效高保濕功效。使用含有γ-PGA的皮膚乳霜及精華液，顯示γ-PGA遠比透明質酸更有保濕功效。

2、有效地減少水分經皮膚散失。實驗證明含有γ-PGA的護膚品乳液使用了皮膚后，其水分散失率有減少50%的效果。

3、促進皮膚組織彈性。分組對照實驗表明其連續(xù)使用含γ-PGA的護膚品后，其皮膚彈性系數(shù)遠比使用含透明質酸護膚品的為佳。

4、可以提升皮膚天然保濕成分（NMF）。含γ-PGA的皮膚精華液可以促進皮層內NMF的蓄積，因而可以改進皮膚保濕能力，達到提升皮膚保養(yǎng)美化之功效。

5、具有皮膚美白功效。酪氨酸酶是導致皮膚黑色素的主要原因。γ-PGA及水膠具有抑制酪胺酸酶活性的功能，其美白功能約為曲酸的50%。

近年來味丹企業(yè)與臺灣、日本、德國、美國的專家對γ-PGA在化妝品領域的應用進行深入研究，證明γ-PGA及其水膠 (hydrogels)擁有一般蛋白質所具有的柔軟特性和生體相容性，能在皮膚表面形成一層薄膜，保護皮膚不受外界空氣污染原傷害和病原菌感染。它比膠原蛋白更有彈性，比透明質酸更保濕。由于γ-PGA及其水膠為一種天然高分子聚合物，具高度親水性，經由形成柔軟平滑緩釋薄膜的功能，有助減少皮膚表面水分的散失速率，且沒有一般保濕劑會有的粘膩感覺，能使皮膚干爽又水嫩，同時可促進皮膚的彈性，促進皮下NMF的蓄積，增進皮膚健康，為極理想的長效型安全超級保濕劑，適用于各類型的保養(yǎng)系列化妝品和個人清潔系列產品。

2005年下半年臺灣、日本、美國的一些知名化妝品品牌，如資生堂、植村秀、DHC的海外版產品都推出含γ-PGA的新產品，得到市場很好回應，有理由相信γ-PGA及其水膠必將成為新一代化妝品原料家族中耀眼的\"明星\"原料。

此外γ-PGA及其水膠 (hydrogels)除了在化妝品工業(yè)上的應用有其特殊功能外，亦具有溶解鈣鹽、鎂鹽的能力，能促進骨細胞成長，其完全生物可分解性，無毒性以及多樣化的生物功能性，極適合用于開發(fā)生醫(yī)用人工皮膚及緩釋藥劑等，亦可開發(fā)成衛(wèi)生器材用尿布和衛(wèi)生棉的超吸水膠體和生物可分解性材料用包裝器材，另外也可改良人造纖維的保濕性質。γ-PGA及其水膠 (hydrogels)于食品工業(yè)的應有上，可開發(fā)如促進鈣吸收和減低骨質疏松癥狀及促進健康成長狀態(tài)等具營養(yǎng)效果的保健品。在農業(yè)應用上，可供開發(fā)土壤改良劑、沙漠綠化、種子被覆劑、農作物生長助劑、動物飼料營養(yǎng)助劑等特殊產品。

γ-PGA及其水膠 (hydrogels)為最具跨領域應用的多生物功能性產品，具有極高的經濟價值。

γ-PGA相對于透明質酸及膠原蛋白對皮膚保濕保養(yǎng)各項功能的比較

γ-PGA相對于透明質酸及膠原蛋白對皮膚保濕保養(yǎng)各項功能的比較總結如下表所示。γ-PGA及其水膠當作化妝品的保濕保養(yǎng)功能遠比透明質酸及膠原蛋白為優(yōu)。

γ-PGA、透明質酸、膠原蛋白對皮膚的各項功能比較：

γ-PGA及γ-PGA水膠在化妝品行業(yè)的應用技術研究和推廣

臺灣味丹企業(yè)股份有限公司為了加快γ-PGA及γ-PGA水膠在化妝品行業(yè)的應用技術研究和推廣，聯(lián)合臺灣、日本、德國、美國的專家進行試驗、測試，已取得許多寶貴的應用數(shù)據，為γ-PGA及γ-PGA水膠在化妝品行業(yè)的應用奠定了理論基礎。在市場推廣方面，與（臺灣）優(yōu)茂國際股份有限公司資深的化妝品專家進行業(yè)務推廣合作。自2006年1月1日起，味丹公司在全球各地，特別是在中國大陸、臺灣、香港地區(qū)推廣銷售γ-PGA及γ-PGA水膠，且授予優(yōu)茂國際股份有限公司為中國大陸、臺灣、香港地區(qū)代理商，為此（臺灣）優(yōu)茂國際股份有限公司在中國珠海專門設立了辦事處，并成立了珠海優(yōu)茂生物科技有限公司，開展γ-PGA及γ-PGA水膠的技術應用在中國大陸的推廣業(yè)務，搭建了中國大陸和臺灣兩地技術交流和輸送通路。

本文技術數(shù)據提供者：何觀輝 博士

現(xiàn)任味丹企業(yè)股份有限公司資深生物科技與營養(yǎng)執(zhí)行顧問，兼臺灣大學高分子科學與工程研究所教授。臺灣大學化工學士，美國維奇塔州立大學化學碩士及密執(zhí)安州立大學化學與生化博士。曾任加拿大BIOS. IND. CO.， LTD.董事長兼科技執(zhí)行長，實務工業(yè)技術研發(fā)和產品開發(fā)及國際業(yè)務開發(fā)30年以上經驗，專業(yè)領域包括食品營養(yǎng)、功能性營養(yǎng)食品研發(fā)制造，無菌制造工程、微生物發(fā)酵工程、酵素技術和酵素工程，以及生物技術和生物高分子。