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，有效解决了氮肥利用率低的问题，并荣获2014年度国家技术发明二等奖。该项目利用生物法合成聚氨基酸，如γ-聚谷氨酸（γ-PGA）和ε-聚赖氨酸（ε-PL），作为肥料增效剂，显著提高了氮肥利用率。

当前，我国常规肥料利用率低下，过量使用导致土壤板结和水体富营养化，土壤质量日益恶化。研发环境友好型肥料增效剂、高效利用土地资源已成为重大社会经济课题。聚氨基酸是一类重要的功能性高分子，通过生物法可制得结构特殊、分子量可控的聚氨基酸。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肥料增效剂具有重要应用价值，但生物法制备技术难度大、生产成本高，全球产业化进展缓慢，国内此前仅处于实验室研究阶段。

在国家“863”计划、国家自然科学基金等项目支持下，徐虹教授项目组从2000年起致力于γ-PGA和ε-PL的基础与产业化研究。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等问题，项目组实现了有效突破，成功实现了两种聚氨基酸的产业化生产。

聚谷氨酸作为新一代肥料增效剂，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，粮食和经济作物平均增产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。此外，聚谷氨酸作为最新一代化妆品保湿剂，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。

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。作为一种绿色安全的新一代生物食品保鲜剂，它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。该项目研究过程形成了产品制备及下游应用专利群，累计获得专利20余项。