1γ-聚谷氨酸的性质
1.1吸水特性
由于γ-PGA极易溶于水,因此其具有很好的吸水特性,王传海等对γ-PGA的吸水性能进行了研究,结果表明,γ-PGA的最大自然吸水倍数可达到1108.4倍,比目前市售的聚丙烯酸盐类吸水树脂高1倍以上,对土壤水分的吸收倍数为30-80倍。γ-PGA的水浸液在土壤中具有一定的保水力和较理想的释放效果,有明显的抗旱促苗效应。在0.206mol/L浓度的PEG(6000)模拟渗透胁迫条件下,γ-PGA仍有较强的吸水和保水能力,可明显提高小麦和黑麦草的发芽率,用其直接拌种也能显著提高种子的发芽率。γ-PGA的吸水性和保水性可使γ-PGA被广泛应用于干旱地区保水以及沙漠绿化。
1.2生物可降解性
生物可降解性是γ-PGA的特性之一。所有γ-PGA产生菌株都可以以γ-PGA作为营养源进行生长。在B.1ichenrmis9945a的培养液中存在一种与γ-PGA降解有关的解聚酶。其它自然菌株也具有降解γ-PGA的能力。以γ-PGA作为唯一碳源和氮源对可降解γ-PGA的菌株进行筛选,结果筛选出至少12株可降解γ-PGA的菌株。由此可知,发酵生产γ-PGA的培养时间对产量有较大的影响,时间过长会导致γ-PGA分子被酶解而损失。
1.3γ-PGA的水解特性
γ-PGA的水溶液在10mL、浓度为6mol/L的HCl中,抽真空封口,105℃的烘箱的条件下可以水解为谷氨酸,吕莹等的研究表明,水解17h、25h、48h的结果一致。此特性可用于γ-PGA纯度的测定。
γ-聚谷氨酸良好的生物可降解性和强的吸水性,展示了其在农业方面应用的巨大潜力。由于沙漠及缺水地区水分较少,植物种子很难发芽,绿化较为困难。为此,日本九州大学农学系教授原敏夫等人,以日本的纳豆丝(聚谷氨酸)为原料,开发出了一种吸水性极强的纳豆树脂(可吸自重5000倍的水),从而使沙漠及缺水地区绿化有了理想的种子包衣材料。只要用这种树脂把植物种子包起来,在沙漠及缺水地区种植,可很快发芽,效果十分理想。王建平等的研究指出,用0.10~0.30g/L的γ-PGA溶液浸种1~3天可以提高烟草种子的发芽率、种子活力,缩短出苗时间。处理后的种子淀粉酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性与对照相比均有不同程度的提高,以0.20g/L,的γ-PGA溶液处理种子1天效果最好。又由于γ-聚谷氨酸具有良好的可生物降解性,因此,应用于沙漠绿化工程效果理想并且避免了污染。
在肥料、杀虫剂、除草剂、驱虫剂等使用时,加入适量的聚谷氨酸盐可以延长这些药物在作用对象表面上的停留时间,不易因干燥、下雨而被刷掉。
将γ-聚谷氨酸与栽培土按一定比例混合,这样既可减少灌溉次数和费用,又可改善土壤团粒结构,从而提高土壤的保水性、透水性和透气性,缩小土壤的昼夜温差变化,达到改良劣质土壤、使农作物增产丰收的目的。