γ-聚谷氨酸(γ-poly-glutamic acid,γ-PGA)是一种微生物发酵而成的聚阴离子均聚多肽,是一种由D-或L-谷氨酸通过α-氨基和γ-羧基形成γγ-酰胺键结合而成的阴离子聚合物。具有极强的保水性、可塑性、成纤维性、成膜性、保湿性、阻氧性、生物可降解性和极强的吸水性,是对环境和人体无毒害的可降解的天然新型高分子聚合物,广泛应用于食品、药品、农业及化妆品等领域中。课题研究了 γ-PGA的提取纯化工艺,以及在冰淇淋、玉米面条及化妆品中的应用。采用有机溶剂和化学溶剂提取、板框过滤两种方法对γ-PGA发酵液进行提取纯化,研究最佳的提取工艺。有机溶剂和化学溶剂提取选择了不同种类的提取剂、乙醇与发酵液的比例、乙醇的浓度、乙醇的提取次数为单因素,研究最佳的醇提工艺;对于板框过滤,将发酵液进行不同倍数的稀释,通过对比不同稀释倍数滤液的品质来确定发酵液最佳的稀释倍数,确定板框过滤的最佳工艺方案,并对板框过滤出的滤液进行浓缩工艺的研究。实验结果显示:乙醇提取发酵液效果比较好,提取率和品质均比板框过滤效果好,当选择对无水乙醇按照乙醇和发酵液的比例为4:1,提取三次时效果最好,最大提取率为67g/L,此时pH值为8.13。在传统冰淇淋配方的基础上,研究了配料中添加γ-PGA,作为稳定剂和增稠剂的冰淇淋制备工艺,分别以膨胀率、粘度、融化率作为冰淇淋品质的评价指标,利用单因素和Box-Behnken响应曲面实验对冰淇淋的配方工艺进行优化,在优化后的冰淇淋配方的基础上,添加γ-PGA传统冰淇淋添加剂进行对比。结果表明:按添加量为9%的奶粉、11%的淡奶油和11%的白砂糖作为原料,以0.03%的γ-PGA作为稳定剂和增稠剂,经过原料的混合、灭菌、高剪切细化、均质、老化、凝冻、硬化,此时冰淇淋的品质最好,冰淇淋的最佳膨胀率为67.75%,融化率为35.28%,粘度为2456.9mPa.s。分别以1%的明胶和高分子聚合物γ-PGA分别作为玉米面条的改良剂,通过对混合面粉粉质特性、拉伸特性,对玉米面条糊化特性、质构分析、断条率、干物质损失率、失水率、扫描电镜图像的分析和感官评价,研究γ-PGA对玉米面条的品质的影响,结果表明:添加γ-PGA对玉米面条的品质有很好的改善作用,在γ-PGA添加量为0.15%时,混合面粉的粉质特性和拉伸特性均有很好的效果;在淀粉进行糊化时,γ-PGA可以对淀粉颗粒的瓦解起到一定的抑制作用,从而可以增加淀粉糊化的难度。通过质构特性的测定可以发现,添加γ-PGA的面条质构比添加明胶的好,添加量为0.1%～0.15%面条的质构特性比较好。感官评价则是对质构评价的一种补充,通过感官评价的分析可以发现,添加明胶的面条在食味方面比较有优势,其他方面均不如添加y-PGA。扫描电镜的结果发现,添加0.15%γ-PGA的面团空洞比较少,大部分的淀粉颗粒包裹在面筋内,而添加明胶的面团面筋蛋白网络结构发生了比较严重的断裂。γ-PGA具有极强的保湿效果,将γ-PGA作为保湿剂添加入护肤品中可以对皮肤起到很好的改善。实验研究γ-PGA最佳的保水浓度,并将γ-PGA添加到保湿霜中,通过与保湿霜中常用的保湿剂透明质酸和维他命B5进行对比,研究分别添加γ-PGA、透明质酸和维他命B5三种保湿剂对皮肤的改善效果。结果显示:γ-PGA在浓度为1%的时候保水性好,因此将1%的γ-PGA添加在化妆品中效果最好。用Corneometer CM825水分测试探头测得短时间使用含γ-PGA的保湿霜1h皮肤的含水量最高,为86a.u.,长时间使用含有γ-PGA的保湿霜20天,皮肤的含水量也比较高,为84a.u.,短期和长期使用含有γ-pGA的保湿霜,皮肤经表皮失水率均有下降,随着使用时间的增加,皮肤经表皮失水率的数值也随之下降,对于皮肤的弹性,短期使用并没有很好的效果,而长期使用对于皮肤的弹性会有很好的改善,长期使用三款保湿霜,含有γ-pGA的保湿霜对皮肤弹性的改善效果最好,使用含有γ-PGA的保湿霜20天皮肤的弹性值为0.72。