随着石油资源的耗竭，人类对环境、可持续发展经济提出了更高的要求，来自生物质的绿色高分子材料正成为当今世界各国竞相研究的热点，南京工业大学食品与轻工学院、材料化学工程国家重点实验室徐虹教授近十年来针对生物高分子γ-聚谷氨酸（γ-PGA）的发酵生产与应用开展了大量工作，取得了一系列具有一定影响力的研究成果。

课题组首次从代谢网络角度解析了γ-PGA的生物合成机制，从谷氨酸的跨膜运输入手，采用放射性¹⁴C同位素示踪技术系统的研究了该菌中谷氨酸跨膜转运体系的特征，并针对菌株生长与谷氨酸转运两者不同的最佳pH，采用了pH两步调控策略、谷氨酸低初始浓度流加补料策略，使底物谷氨酸利用率增加35%，γ-PGA产率提高了20%以上，在30 M³发酵罐中实现了稳定生产，γ-PGA产率达到54.3 g/L以上，谷氨酸转化率≥90%。研究了利用低劣非粮原料（糖蜜、木薯粉、味精结晶母液）规模化生产廉价γ-PGA过程中底物消耗、细胞生长以及产物合成的动力学特征，通过发酵过程的调控有效的解除了底物抑制现象，30 M³发酵罐发酵产率达52.8 g/L（与传统原料相比原料成本仅为1/2），实现了γ-PGA高产量、高生产强度和低成本生产。

开发了多元化的γ-PGA分离、精制技术，获得了满足不同应用需求的系列产品。开发了高纯度化妆品级γ-PGA的制备技术，根据γ-PGA结构的特点，开发了多种肥料工业用不同剂型的γ-PGA，制定了相应的企业产品质量标准，在深入探讨节肥增效机理的基础上，与江苏省农业科学院、句容市农业局、马鞍山土肥站等科研院所合作，开展了聚谷氨酸增效剂系列产品在粮食作物、叶菜类、瓜果类等一系列农作物上的试验，表明聚谷氨酸肥料增效剂不仅增产效果显著（普遍增产10%以上），还可以明显提高作物品质。

以上技术与多家企业合作，成功实现了γ-PGA的产业化生产与应用推广，γ-PGA增效肥料累计推广面积约1468万亩，节水150万吨，累计新增产值36881.3万元。徐虹教授课题组承担或参与完成了多项国家和省部级攻关项目，近5年来，课题组发表SCI、EI论文30余篇，授权国家发明专利11项，徐虹教授获“中国石油化工协会科技进步一等奖”、“江苏省发酵工程学科带头人”、“江苏省有突出贡献中青年专家”等荣誉。