聚谷氨酸肥料增效剂对设施黄瓜生长、产量、品质的影响

为验证聚谷氨酸肥料增效剂在黄瓜上的应用效果,采用田间试验的方法,研究了聚谷氨酸肥料增效剂不同施用量对设施黄瓜生长、产量、品质的影响。结果表明:设施黄瓜施用不同剂量的聚谷氨酸肥料增效剂,株高、节间距、叶片数和根干质量明显提高。与对照相比,T2、T3、T4处理开花期株高增幅23.5%~39.6%,盛瓜期株高增幅11.3%~12.1%;开花期节间距分别比对照提高21.64%、8.38%、31.58%,盛瓜期节间距分别比对照提高3.03%、6.74%、7.98%;开花期叶片数分别比对照提高20.24%、19.05%、14.29%,盛瓜期分别比对照提高5.12%、5.12%、3.15%;根干质量分别比对照提高28.57%、92.86%、32.14%。施用聚谷氨酸肥料增效剂后,黄瓜增产效果明显,单瓜质量较对照增幅为4.01%~25.84%,产量增幅为1.31%~9.12%。施用聚谷氨酸肥料增效剂能够明显提高果实中VC含量和可溶性总糖含量,改善蔬菜品质。综上,聚谷氨酸肥料增效剂用量为9.375 kg·hm^(-2)时,设施黄瓜产量高,品质优,可作为推荐施用量。

PB试验结合BBD响应面法优化纳豆γ-聚谷氨酸发酵条件

为探究发酵纳豆γ-聚谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,γ-PGA)产量和感官品质的最佳发酵条件,本实验以纳豆发酵后的γ-PGA产量和感官评价的综合评分为指标,利用单因素实验、Plackett-Burman试验设计、最陡爬坡试验和Box-Behnken响应面法优化纳豆发酵工艺。确定纳豆的最佳发酵条件为:大豆浸泡pH7.2,发酵温度37.10℃,发酵时间24.20 h,接种量4.00%,装瓶量19.90%,在此优化条件下,γ-PGA产量达3.65 mg/g,感官评分为31.67,综合评分为10.04,实验结果与模型预测值无显著性差异,稳定可靠。

γ-聚谷氨酸生物有机肥制备及其对土壤营养和青菜品质的影响

为提高农业资源利用价值,发展可持续农业,本研究基于产γ-聚谷氨酸的枯草芽孢杆菌A-5制备一种γ-聚谷氨酸生物有机肥。制备过程为:(1)将秸秆风干粉碎后与畜禽粪便、豆粕、味精废液混匀,得到发酵基质,所述畜禽粪便、秸秆、豆粕和味精废液的质量比为4~8∶4~8∶1~4∶0~1;(2)将枯草芽孢杆菌A-5种子接种液接入所述发酵基质中,混匀发酵,得到所述γ-聚谷氨酸生物有机肥。采用大田小区试验研究其对小青菜的促生作用及在降低作物热害中的应用。结果显示,本研究的γ-聚谷氨酸生物有机肥利用农业废弃物作为发酵基质,成本低廉,能够促进作物养分吸收、增产提质、改善土壤理化性质,并提高作物的对高温天气的抗逆性。

聚谷氨酸吸水树脂对小麦光合及产量的影响

为研究新型可降解型聚谷氨酸吸水树脂(γ-PGA SAR)在减量灌溉和不同施加量条件下对冬小麦光合作用和产量的影响,设计了包含4个γ-PGA SAR(40、80、120、160 kg/hm^(2))施加量梯度和3个灌水量[常规灌水量为270.0 mm(W270)、减量15%为229.5 mm(W229.5)和减量30%为189.0 mm(W189)]处理的方案,加上3个灌水量对照,共计15个处理。结果表明,不同光响应模型对小麦旗叶光响应曲线的拟合结果存在一定差异,其中叶子飘模型是分析小麦光响应特征的最优模型。灌溉量的降低会导致小麦最大净光合速率降低,而γ-PGA SAR施加量的变化对最大净光合速率无显著影响(P<0.05)。灌水量的降低会导致冬小麦千粒重降低,γ-PGA SAR施加量的变化则对冬小麦千粒重无显著影响。灌水量的降低会导致冬小麦产量显著降低,而γ-PGA SAR在土壤中的含量增加能够增加冬小麦的产量,但当γ-PGA SAR的施加量达到80 kg/hm^(2)以上时,小麦产量的增幅降低。施加相同量γ-PGA SAR的冬小麦产量在灌水量越低的情况下相较各自CK组的产量增加比例越高。综上所述,γ-PGA SAR能够减少由于灌溉量降低而导致产量降低的影响,在我国干旱地区具有广阔的应用价值。

环γ-聚谷氨酸的制备及美白活性研究

目的 制备环γ-聚谷氨酸,研究其美白活性。方法 以谷氨酸(Fmoc-Glu-OTBU)为原料,制备四元、八元和十元的环γ-聚谷氨酸(cyclo-γ-PGA),通过体外和细胞内实验,研究3种不同相对分子质量(M_(r))的cyclo-γ-PGA的酪氨酸酶抑制活性。结果 测得3种产物四元cyclo-γ-PGA、八元cyclo-γ-PGA和十元cyclo-γ-PGA纯度分别为98.31%,95.29%,95.67%,M_(r)分别为516.39,1032.83,1291.28。以γ-PGA为对照品,3种不同M_(r)的cyclo-γ-PGA均具有不同程度的酪氨酸酶抑制活性,其中十元cyclo-γ-PGA酪氨酸酶活性在体外和细胞内均最强。结论 cyclo-γ-PGA具有美白活性,美白活性随着M_(r)的增大而增加,且在细胞内的特性表现更优异;cyclo-γ-PGA的美白活性要高于γ-PGA,为后续cyclo-γ-PGA用于皮肤美白和化妆品领域中提供理论基础。

γ-聚谷氨酸和鱼蛋白水溶肥对松花菜生长和产量的影响

为明确γ-聚谷氨酸和鱼蛋白水溶肥在蔬菜生产上的作用,以松花菜为供试作物,设置常规施肥、γ-聚谷氨酸、鱼蛋白3个处理。试验结果表明,γ-聚谷氨酸处理和鱼蛋白处理都能显著提高松花菜的株高、茎粗,提升松花菜品质和产量,增加松花菜的经济效益,以鱼蛋白处理对松花菜增产增效效果更好。

不同施肥梯度下γ-聚谷氨酸肥料增效剂对草坪的影响

本研究通过在草坪养护过程中设置不同的有机肥施用梯度(0、20、40g·m^(-2)),施肥后随水施用不同浓度(0、0.5、1、1.5%·10L·m^(-2))的γ-聚谷氨酸肥料增效剂,用以探究不同施肥梯度下γ-聚谷氨酸肥料增效剂对草坪的影响。结果表明:碳基微生物活性有机肥料有助于提升草坪质量并增加草坪土壤有机质含量;20g·m^(-2)的有机肥施用梯度下,土壤有机质含量随着增效剂的使用呈现出先升高后降低的趋势,40g·m^(-2)有机肥施用梯度下,增效剂用量与土壤有机质含量成负相关。本研究为煤基微生物活性有机肥料和聚合氨基酸类肥料增效剂在草坪养护过程中应用提供合理的依据。

枯草芽孢杆菌BSNK-5合成γ-聚谷氨酸发酵工艺优化

基于γ-聚谷氨酸(γ-PGA)广泛的产业应用前景和微生物发酵产γ-PGA的潜力和优势,本研究对枯草芽孢杆菌BSNK-5合成γ-PGA的能力进行了探索。以BSNK-5为出发菌株进行摇瓶发酵,通过单因素实验和正交实验,优化BSNK-5发酵产γ-PGA的培养基成分和发酵条件。最终确定BSNK-5高产γ-PGA的最适发酵工艺:蔗糖25.0 g/L、氯化铵5.0 g/L、L-谷氨酸30.0 g/L、MgSO_(4)·7H_(2)O 0.5 g/L、K2HPO41.0 g/L、MnSO_(4)0.1 g/L、CaCl_(2)0.1 g/L、初始pH 7.5、接种量3.5%、发酵温度37℃、发酵时间48 h,在此条件下γ-PGA产量为1.617 g/L,与未优化前(0.47 g/L)相比产量增加了2.44倍。本研究为BSNK-5在γ-PGA的产业化应用提供了理论参考。

γ-聚谷氨酸发酵液对小白菜生长及氮磷肥料利用率的影响

对比研究γ-聚谷氨酸(纯品)和发酵液作为微生物肥料,对蔬菜生长和养分利用的影响,为化肥减施和可持续农业的发展提供依据。以小白菜作为研究对象,利用筛选的γ-聚谷氨酸高产菌A-5及其发酵产物,开展盆栽试验。测定了γ-聚谷氨酸和γ-聚谷氨酸发酵液对小白菜品质、土壤理化性质和土壤酶活性的影响,并计算肥料表观利用效率和经济效益。结果显示,Bacillus subtilis sp.A-5所生产的γ-聚谷氨酸和γ-聚谷氨酸发酵液均具有较好的促生增效效果;与减30%氮肥处理相比,γ-聚谷氨酸和γ-聚谷氨酸发酵液处理分别使小白菜产量增加20.19%和37.63%,后者促生效果更佳。在含有大量活性生产菌株的γ-聚谷氨酸发酵液处理下,N/P当季肥料利用率显著高于其他处理,较γ-聚谷氨酸具有更高的经济效益。综上所述,Bacillus subtilis sp.A-5所产γ-聚谷氨酸发酵液对促进小白菜生长和提高肥料利用效率有显著效果,具有较好的应用前景,可为其在农业中的应用提供理论依据。

根施γ-聚谷氨酸对烤烟根系活力及烟叶产量和品质的影响

【目的】研究γ-聚谷氨酸(γ-PGA)对烤烟根系发育及烟叶产量和品质的影响,为其在烤烟生产中的合理应用提供理论依据。【方法】在河南卢氏县和洛宁县进行大田试验,设置在移栽时(T1)、团棵期(T2)、移栽时+团棵期(T3)浇灌γ-PGA原液(用量15 L/hm^(2))200倍稀释液,以浇灌等量清水的处理为对照(CK),于移栽后30和60 d测定0~10,10~20 cm土层土壤的含水率,于移栽后30,60和90 d测定根系体积和活力,于烤烟圆顶期测定烟株农艺性状及根、茎、叶干物质质量,在烟叶收获烘烤后测定其经济性状和化学成分,分析各处理土壤水分以及烤烟根系发育、干物质积累及烟叶产量和品质的差异。【结果】浇灌γ-PGA处理能显著提高0~20 cm土层土壤含水率,以T3处理效果最好。与CK相比,施用γ-PGA显著提高了烤烟根系体积和生育前中期烟株的根系活力,在移栽后60 d,T1、T2、T3处理烤烟根系体积较CK增幅分别为39.15%~43.64%,47.38%~73.64%和62.92%~93.41%,根系活力增幅分别为39.01%~39.98%,36.33%~46.32%和51.72%~54.98%。施用γ-PGA显著增加了烟株全株干物质积累量,提高了烤后烟叶的产量、产值、上等烟比例和还原糖含量、糖碱比、钾氯比,改善了烤烟化学成分的协调性,且均以T3处理效果最好,其全株干物质积累量、产量、产值、上等烟比例较CK分别提高了25.20%~46.60%,13.49%~20.79%,27.83%~31.89%和8.14%~12.72%。【结论】在豫西烟区于移栽时、团棵期2次浇灌γ-PGA溶液对烤烟促生增产提质效果最佳。

微粒聚谷氨酸配施化肥对棉花生长和土壤养分及微生物群落结构的影响

利用棉花盆栽试验,设置5个处理(P1(4.5 g微粒聚谷氨酸(γ-PGA)配施1 g化肥)、P2(3 g微粒γ-PGA配施1 g化肥)、P3(1.5 g微粒γ-PGA配施1 g化肥)、N(1 g化肥)和CK(不施肥)),通过分析棉花的农艺性状,并结合高通量测序技术,探究施用微粒γ-PGA配施化肥对棉花植株生长和土壤微生物群落结构的影响,以确定合理的配施剂量。结果表明,微粒γ-PGA配施化肥的棉花农艺性状优于单施化肥和不施肥,1.5 g微粒γ-PGA配施化肥效果最佳。在棉花生育期微粒γ-PGA配施化肥的土壤中全钾、铵态氮和有效磷的含量高于单施化肥和不施肥,在采后土壤中全钾、铵态氮、有效磷和有效钾含量保持较高水平。高通量测序结果表明,微粒γ-PGA配施化肥会引起微生物的丰富度和多样性的降低,但可以改善微生物群落结构,在采摘之后,土壤中的变形菌门、子囊菌门和被孢霉门的相对丰度都呈降低态势,而放线菌门、酸杆菌门和担子菌门的相对丰度则呈上升态势,与单施化肥和不施肥相比,大部分菌门依旧保持高的相对丰度。冗余(RDA)分析可知,土壤微生物优势菌门受包括全磷、全钾、有效磷、有效钾、酸碱度、有机质含量等多个关键因子的影响,随着时间的变化,微生物优势菌门受这些关键因子的影响也可能会有差异。微粒γ-PGA配施化肥可促进棉花的生长发育,虽会降低细菌和真菌群落的整体丰富度与多样性,但使微生物群落种类相对集中在部分有益菌群上,且在棉花采摘后依旧能维持较高的相对丰度,可改善土壤质量,维持较高的土壤生物活性,有利于农业生产。

γ-聚谷氨酸对大豆分离蛋白凝胶特性的影响

为提高大豆分离蛋白的凝胶特性,利用γ-聚谷氨酸与大豆分离蛋白复合形成凝胶,采用激光共聚焦、质构仪和流变仪测定凝胶的微观结构、质构特性和流变性。结果表明,质量浓度为12 g/100 mL的大豆分离蛋白溶液与γ-聚谷氨酸复合比为10时,形成了尺寸较小且均一的球状空隙的凝胶,凝胶的持水性较强,凝胶具有较大的硬度,凝胶其黏弹性模量达到最大。γ-PGA与大豆分离蛋白复合能形成较好的凝胶并提高大豆分离蛋白的凝胶强度。

γ-聚谷氨酸乙酯与γ-聚谷氨酸苄酯的生物降解性能

为了了解生物可降解聚合物γ-聚谷氨酸(γ-PGA)乙酯与γ-聚谷氨酸苄酯的生物降解性能,采用枯草杆菌NX-2(Bacillus subtilis)、黑曲霉(Aspergillus niger)和土埋法对γ-PGA乙酯和γ-PGA苄酯的降解性能进行研究,用扫描电镜观察降解结果.结果表明:枯草杆菌对γ-PGA乙酯和γ-PGA苄酯的降解作用优于黑曲霉;相对厚度较大的薄膜,在枯草杆菌NX-2中缓慢降解;在黑曲霉中,γ-PGA乙酯的降解速率相对较慢,薄膜的形态没有发生变化;γ-PGA苄酯的降解性能优于γ-PGA乙酯.

γ-聚谷氨酸在冷冻食品中的应用及其抗冻机理的研究进展

食品在贮藏和运输过程中常常因为冰晶的形成和重结晶的变化而导致品质劣变,目前,添加抗冻剂是延缓冷冻食品劣变、保持食品品质的有效手段。γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)是一种阴离子型多肽聚合物,分子链上含有大量的羧基,通过氢键连接水分子,抑制了水分迁移和冰晶的生长,具有优异的抗冻功效。同时,γ-PGA具有低盐、低热量、促进矿物质吸收等优势,相比传统的商业抗冻剂,更能满足消费者“减糖、减盐、减油”的需求。本文基于目前γ-PGA的研究现状,综述γ-PGA的基本结构、抗冻机理以及在食品工业中的应用进展,以期为开发基于食品级的γ-PGA抗冻剂及其在食品领域的应用提供理论参考。

产聚谷氨酸耐盐碱芽孢杆菌的筛选及改良砒砂岩土壤的作用

筛选产聚谷氨酸的耐盐碱芽孢杆菌并探究其发酵液对植物和砒砂岩土壤的改良作用,为解决砒砂岩土壤植物难以生长、水土流失严重等问题提供思路。从砒砂岩、黄棕壤、盐碱土中筛选得到耐盐碱芽孢杆菌且高产聚谷氨酸;采用盆栽试验,通过分析黑麦草的生物量,土壤的保水率、渗水率、酶活性、pH、阳离子交换量、有机质、有效磷和速效钾及多糖含量来评价菌株对黑麦草生长及砒砂岩土壤肥力的影响。筛选到两株聚谷氨酸产量较高的耐盐碱芽孢杆菌YF20和YG35,分别属于Bacillus zanthoxyli和Priestia megaterium。与未接菌加生物炭处理相比,菌株YG35能显著提高黑麦草鲜重33%,土壤多糖含量40%、有机质含量23%、有效磷含量31%、蔗糖酶活性17%;菌株YF20能显著提高土壤阳离子交换量7.2%、有机质含量15%、保水率2.2%,渗水率减少2.74%。两株聚谷氨酸产生菌均能提高砒砂岩土壤质量,促进植物生长,为微生物改良砒砂岩土壤提供理论依据。

聚谷氨酸对不同施肥水平下丹参幼苗生长和光合生理特性的影响

为了提高丹参的产量和品质,以紫花丹参为研究对象,采用盆栽试验,以正常施肥水平为对照,探究不同减肥水平对丹参幼苗生长的影响。以不施聚谷氨酸(PGA)为对照,探究施用不同水平PGA对丹参幼苗生长的影响,测定了丹参幼苗的生长指标、相对叶绿素含量(SPAD值)及叶绿素荧光参数等指标数值,应用数据分析软件进行差异显著性性分析。结果表明,在未施用PGA时,不同减肥水平均显著降低了丹参幼苗生长指标、SPAD值、净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))、气孔导度(G_(s))、气孔限制值(L s)、水分利用效率(WUE)以及PSⅡ实际光化学效率[Y(Ⅱ)]、PSⅡ最大光化学量子产额(F_(v)/F_(m))、PSⅡ有效光化学量子产额(F v′/F m′)、表观电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(q_(P)),均显著提高了气孔限制值(L_(s))、非光化学淬灭系数(NPQ),丹参幼苗的生长情况为CF1>CF2>CF3;在不同复合肥施用水平下,施用不同水平PGA均显著提高了丹参幼苗生长指标、SPAD值、净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))、气孔导度(G_(s))、水分利用效率(WUE)、PSⅡ实际光化学效率[Y(Ⅱ)]、PSⅡ最大光化学量子产额(F_(v)/F_(m))、PSⅡ有效光化学量子产额(F v′/F m′)、表观电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(q_(P)),均显著降低了气孔限制值(L_(s))和非光化学淬灭系数(NPQ)。在同一施肥水平下,P2水平(0.044 g/桶)PGA处理对丹参幼苗上述指标的影响最显著;在所有处理中,CF2P2处理对丹参幼苗上述指标的影响最显著。这说明,在减肥15%的施肥水平下,施用P2水平的PGA对丹参幼苗生长和光合生理产生了显著的积极作用,这为PGA在丹参减肥增效栽培技术体系中的应用提供了理论基础。

γ-聚谷氨酸—壳聚糖复合材料的制备及其止血和促创面愈合性能研究

以γ-聚谷氨酸和壳聚糖为原料制备新型复合止血材料,γ-聚谷氨酸在钙离子的作用下交联生成聚谷氨酸钙,进一步与壳聚糖凝胶化反应制备止血材料,采用红外光谱、扫描电镜、吸水性测试、体外凝血测试、溶血率实验、细胞毒性实验测试其性能。当止血材料中壳聚糖和聚谷氨酸钙的比例为10∶1时,材料为层状堆积结构,具有较高的比表面积和较多孔隙,此时材料的吸水率为813.0%,凝血指数为18.97%,样品质量浓度为10mg/mL时的溶血率为4.63%,对L929细胞的增值无明显影响。体内止血实验结果显示,该材料可在30s内快速止血,无二次出血现象,且对创面愈合具有一定的促进作用。上述结果表明,该材料具有良好的体外止血性能,且效果优于市售止血产品Celox,应用前景广阔。

聚谷氨酸修饰BN对BN@聚谷氨酸/硅橡胶复合材料性能的影响研究

采用聚谷氨酸(γ-PGA)对氮化硼(BN)进行表面修饰,用以制备BN@γ-PGA/硅橡胶复合材料。采用XRD、FTIR、SEM和TG等测试手段对样品的结构、形貌和热稳定性进行了表征,研究结果表明,γ-PGA成功对BN进行修饰改性,并且未对BN晶体结构产生影响;经过γ-PGA修饰后的BN在硅橡胶中的团聚现象明显改善,同时提升了填料与基体间的界面相容性。研究了BN@γ-PGA的添加量对复合材料性能的影响,与BN/硅橡胶复合材料相比,BN@γ-PGA/硅橡胶复合材料导热系数得到了提升,当BN@γ-PGA填充量为30 wt.%时,复合材料导热系数提高到0.89 W/(m·K),是原始BN/硅橡胶复合材料导热系数的1.5倍,是纯硅橡胶的4.9倍,拉伸强度在3.2 MPa,断裂伸长率为107%,此外,复合材料的热稳定性也有着一定的提升。

喷雾干燥对大豆分离蛋白与γ-聚谷氨酸复合物的影响

为了解喷雾干燥对大豆分离蛋白(SPI)与γ-聚谷氨酸(γ-PGA)形成的复合物性质的影响,采用紫外分光光度计、激光粒度仪、zeta电位仪及荧光分光光度计测定不同浓度比下的SPI与γ-PGA复合物的浊度、粒径、ζ-电位及表面疏水性。结果表明,在SPI与γ-PGA浓度比为5∶6时,雾化使复合物解离,浊度显著下降,粒径基本不变;加热使SPI与γ-PGA浓度比为10∶1中过量大豆分离蛋白分子聚集、浓度比为3∶1中复合物聚集、浓度比为5∶6形成的复合物解离;在SPI与γ-PGA浓度比为5∶6时,喷雾干燥中由于剪切力和热机械应力作用使复合物解离成更小的粒径,引起复合物ζ-电位绝对值显著增加,表面疏水性增大,对蛋白质起到有效的保护作用。

NaCl对γ-聚谷氨酸-大豆分离蛋白复合凝胶特性的影响

为提升γ-聚谷氨酸-大豆分离蛋白复合凝胶特性,在复合凝胶体系中加入氯化钠,采用激光共聚焦、质构仪和流变仪测定复合凝胶的微观结构、质构特性和流变特性。结果表明,蛋白浓度为12%的复合凝胶网络结构更加致密且耐盐性更强;当加入0.1 mol/L的NaCl时,复合凝胶内部形成了众多尺寸较小且大小均一的球状空隙,复合凝胶的持水性增加,硬度增加,弹性、内聚性和胶黏性也均增大,而0.5 mol/L NaCl的加入削弱了凝胶网络结构的形成。由此显示,低浓度NaCl有助于复合凝胶形成较好的凝胶体系,提高复合凝胶的强度。