复混肥中聚谷氨酸(γ-PGA)稳定性及其对肥料物理性质的影响

应用γ-PGA制剂(固体含γ-PGA8%,液体含γ-PGA3.5%),以圆盘造粒、掺混包裹两种结合方式生产不同γ-PGA浓度的复混肥,在肥料生产当日及存放30天,90天,180天分别测定肥料中γ-PGA含量及其物理性质,探讨复混肥中γ-PGA的稳定性及γ-PGA对肥料物理性状的影响。结果表明,不同时段复混肥中γ-PGA含量相对稳定,但因不同加工工艺过程导致γ-PGA的检出率存在较大差异,其中,采用包裹肥料方式,检出率明显较高。γ-PGA对复混肥物理性状也有一定影响,采用造粒方式含γ-PGA复混肥无粉尘、无结块等现象,采用包裹方式含γ-PGA复混肥虽存在少量粉尘、结块等问题,但不至于影响肥料中γ-PGA含量,说明生产含γ-PGA复混肥以包裹方式相对较好。

一株不需谷氨酸的产聚γ-谷氨酸菌株的筛选与鉴定

从豆制品中分离得到17株不依赖谷氨酸作为发酵底物的γ-PGA生产菌株,分别以氨盐和葡萄糖作为氮源和碳源的培养基进行好氧发酵,并测定发酵液中PGA的含量,对其中一株PGA高产菌株PGA-O-7进行了形态、生理生化和遗传学研究,结果表明PGA-O-7为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。在以葡萄糖为碳源、硫酸铵为氮源的发酵培养基中,30℃振荡培养3d,PGA产量可达到2.8mg/mL。

聚-γ-谷氨酸对烟草种子萌发及苗期生长的影响

用不同浓度聚-γ-谷氨酸（γ-PGA）溶液对烟草种子进行不同时间浸种处理,通过种子发芽率、种子活力与种子酶活性的变化,筛选出γ-PGA浸种的最佳浓度和时间;还研究了不同浓度γ-PGA溶液灌根对烟草苗期生长的影响。结果表明,用0.10～0.30 g/L的γ-PGA溶液浸种1～3 d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 d效果最好。灌根试验表明,烟草苗期生长的最适γ-PGA浓度也为0.20 g/L。

γ-聚谷氨酸钙的制备及其性质研究

用γ-聚谷氨酸(γ-PGA)作为载体,鏊合金属离子钙,得到一种新型的钙制剂,并对其制备工艺、结构表征及生物学活性进行了初步研究。结果表明,当—COOH与Ca2+摩尔比为1:2时,结合率可达54%。经检测γ-聚谷氨酸钙具有缓释能力,并且其缓释能力不依赖于胃酸,在酸性及中性条件下均能缓慢释放Ca2+。小鼠实验表明γ-聚谷氨酸钙能被小鼠吸收利用,骨钙及骨磷都有所增加。通过本研究得到一种不依赖胃酸,可持续释放Ca2+并能被生物体吸收从而增加其骨钙的新钙制剂。

利用Bacillus licheniformis NK-03合成聚谷氨酸及其合成酶基因pgsBCA的克隆

分离到一株能合成γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的细菌,通过16SrRNA 序列同源性分析、计算机微生物分类鉴定系统 BIOLOG-System 4.20等方法,确立该菌株为地衣芽孢杆菌,命名为 Bacillus licheniformis NK-03.该菌合成的γ-PGA 所含的 L-谷氨酸单体可高达98%,且重均分子量(M_w)为1360000.另外,利用 pXMJ19质粒将 B.licheniformis NK-03的7-PGA 合成酶基因 pgsBCA 克隆到了 Escherichia coli JM109中,使其成功表达合成了重均分子量为42 433的γ-PGA.同时,通过比较 B.licheniformis NK-03与已报道菌株 pgsBCA 基因编码氨基酸序列的同源性,发现基因簇中 pgsC 基因编码的氨基酸序列最为保守.

γ-聚谷氨酸产生菌BLN-2的分离鉴定及固体发酵条件初探

从豆制品中分离得到一株γ-聚谷氨酸(γ-PGA)产生菌BLN-2,通过对BLN-2的生理生化和16SrRNA系统发育特征进行分析鉴定,明确该菌株为枯草芽孢杆菌。以黄豆为基本培养物,对BLN-2的固体发酵条件进行了初步探索,结果表明,葡萄糖、果糖和NaNO3、KNO3分别为BLN-2的较适碳、氮源。正交试验结果表明,当向黄豆中添加的果糖终浓度为0.5%,葡萄糖、NaNO3及KNO3终浓度均为2.0%时,γ-PGA产量最高,为89.05g/kg,比相同条件下基本对照黄豆培养物的产量(60g/kg)高48.42%。

一株非谷氨酸依赖型聚谷氨酸产生菌的筛选和鉴定

从土壤中分离到1株可不依赖谷氨酸发酵产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的菌株SK19.001,通过16S rDNA序列比对并结合菌株的形态、生理生化特征分析,鉴定此菌株为甲基营养芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)。在以甘油和蛋白胨F403为碳源和氮源的培养基中,37℃振荡培养24 h,γ-PGA产量可达到14.57 g/L。

γ-聚谷氨酸的微生物发酵法生产及其表征初步分析

从高温处理过的腐乳和豆豉中分离到一系列单菌落,通过不同的培养基初筛、复筛,得到一株高产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的菌株N6,根据《常见细菌系统鉴定手册》和《伯杰氏细菌鉴定手册》第九版,对N6进行了形态和生理生化特征的分析,以及对产物红外光谱法测定,初步鉴定该菌为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。该菌发酵合成PGA的产率为18g/L。同时对发酵产物的表征进行了初步分析。

喷施γ-聚谷氨酸提高夏玉米产量和养分吸收的机制

【目的】探明γ-聚谷氨酸(γ-PGA)促进夏玉米生长和养分吸收利用的调控机制,为其在玉米生产中的科学使用提供技术指导和理论依据。【方法】以玉米品种郑单958为试材,于2017和2018年在河北廊坊进行了田间试验。在两个氮肥水平下,即常规用量(N 180 kg/hm^2)和减量30%(N 126 kg/hm^2),分别喷施γ-PGA或谷氨酸两种增效剂(剂量分别为0、37.5、150 g/hm^2),共10个处理。在玉米5个关键生育期采集植株样品,测定植株干物质积累和氮磷钾养分含量,并于收获期测定了玉米籽粒产量。【结果】1)两种增效剂处理的夏玉米穗粒数、产量、干物质和养分积累量存在显著差异,喷施γ-PGA效果显著优于喷施谷氨酸。与清水对照相比,喷施γ-PGA可通过提高穗粒数来实现增产,干物质积累总量显著增加,且主要促进开花前后的干物质积累,氮磷钾积累总量也有显著增加,两个剂量间无明显差异。喷施谷氨酸与清水对照的效果无明显差异。2)常规施氮水平下,与清水对照相比,喷施低量γ-PGA干物质积累总量显著增加5.08%,但增产作用不明显;而喷施高量γ-PGA的处理虽然干物质积累总量增加不明显,但穗粒数明显增加,产量显著增加3.42%,两剂量处理氮磷钾积累量均显著增加,增幅分别为5.20%~6.97%、7.29%~10.85%、3.48%~5.27%;减氮30%水平下,喷施高量γ-PGA处理穗粒数提高,产量显著增加3.07%,而低量处理的穗粒数和百粒重均有明显提高,并显著增产,两剂量下干物质和钾积累总量分别显著增加6.48%~7.93%、4.36%~6.12%,而低量处理氮磷积累量分别显著增加8.41%、11.94%,显著高于高量处理。两种施氮水平下,谷氨酸处理各指标与对照均无明显差异。3)高产年份(2017年),喷施高量γ-PGA显著增产2.54%,低量处理增产不明显,两个喷施剂量均显著增加干物质和氮磷钾积累总量;低产年份(2018年),两个剂量γ-PGA处理的产量均显著增加,增幅分别达4.37%、4.14%,低量处理均显著增加干物质和养分积累量,且显著高于高量处理。对谷氨酸处理而言,仅在2018年低量处理通过增加百粒重使得产量显著增加,但效果低于γ-PGA处理。【结论】喷施γ-PGA促进夏玉米开花前后干物质积累,提高干物质和养分积累总量,增加穗粒数提高产量,而喷施谷氨酸无明显效果。可见,γ-PGA的增产增效并非主要是由于分解的谷氨酸起作用。减氮30%水平下喷施γ-PGA的增产增效作用大于常规施氮,且常规施氮水平下喷施高量γ-PGA的增产效果更好,而减氮30%水平下喷施低量γ-PGA的效果更好,表现为喷施低量γ-PGA处理>常规施氮对照>减氮30%对照,说明减氮30%下喷施低量γ-PGA能达到减肥增效的目的。

γ-聚谷氨酸对冷冻面团和面条的抗冻保护作用

本文研究了微生物发酵得到的高分子量γ-聚谷氨酸(γ-poly glutamic acid,γ-PGA,分子量100万左右)和水解后的低分子量的γ-PGA(分子量<5万)对不同冻藏时间面团和面条的抗冻保护作用。采用差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter,DSC)测定面团中可冻结水含量;旋转流变仪测定面团的储能模量和损耗模量;质地剖面分析(texture profile analysis,TPA)检测冷冻面团的硬度、胶粘性以及咀嚼性等指标;烹饪性能测试检测冷冻面条的烹饪吸收。结果表明:在面团的冷冻储存过程中,添加0.5%和2%低分子量的γ-PGA,面团的可冻结水含量明显低于2%高分子量γ-PGA组和对照组;流变特性显示,0.5%和2%低分子量γ-PGA组面团的储能模量和损耗模量均高于2%高分子量γ-PGA组和对照组,并且随着冷冻时间的延长,该趋势更加明显;TPA检测表明,与2%高分子量的γ-PGA相比,加入0.5%和2%低分子量γ-PGA的面团硬度和胶粘性更小。在相同的冷冻时间内,添加0.5%和2%的低分子量γ-PGA的抗冻保护作用没有显著差异(p=0.7199),低分子量的γ-PGA对冷冻面团和面条具有更强的抗冻保护作用,在面制品的抗冻保护方面具有十分重要的开发潜力。

应用解淀粉芽孢杆菌GBIF-2液体发酵产γ-聚谷氨酸配方研究

通过摇瓶液体发酵试验,研究了基于糖蜜的5种配方对解淀粉芽孢杆菌发酵产聚谷氨酸的影响。结果表明,以添加100 g/L糖蜜和75 g/L谷氨酸钠的配方T3处理发酵产物聚谷氨酸含量最高,浓度为10.1 g/L;最低的聚谷氨酸含量是添加10 g/L糖蜜+25 g/L谷氨酸钠配方T1处理,浓度仅为1.8 g/L。上述研究结果可为进一步扩大解淀粉芽孢杆菌GBIF-2液体发酵产聚谷氨酸提供参考。

玉米秸秆酶解液发酵产γ-聚谷氨酸

以玉米秸秆为原料,经酸碱蒸煮处理后,再经纤维素复合酶酶解,利用酶解液发酵产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)。通过单因素和正交试验,研究了用1.0%H2SO4、10.0%NH3OH、水三种预处理方法处理玉米秸秆,以含糖量为指标考察各因素对酶解效果的影响。结果表明,3种预处理方法酶解玉米秸秆的最佳条件基本一致:加酶量为35FPIU/g,底物浓度1∶15,酶解时间96 h。玉米秸秆酶解液与玉米糖化液混合发酵生产γ-PGA的最佳配比为7∶3,与玉米秸秆酶解液单独发酵相比,混合发酵产γ-PGA产量提高了95.12%。

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。

新型生物抑尘剂γ-聚谷氨酸的抑尘性能及安全性评价

研究了γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的抑尘性能并对其安全性进行评价。采用滤纸负尘、定期模拟风蚀的方法,考察了不同分子量、不同浓度及与多糖复配γ-PGA的抑尘作用;以烟雾模拟扬尘,测试γ-PGA的抑尘效果;考察了γ-PGA对草地早熟禾种子萌发的影响及对碳钢的腐蚀情况。结果表明:高分子量γ-PGA抑尘率较高,12 d内抑尘率仅下降了10.6%;0.100%γ-PGA在第1、3、7、12天抑尘率高于其他组;γ-PGA与透明质酸(HA)、黄原胶(XG)均在复配比为2∶1(质量比)下,抑尘率优于单独使用γ-PGA;喷施0.100%γ-PGA后颗粒物沉降速度比自然沉降速度明显加快,尤其对粒径较小的颗粒物效果较好;γ-PGA可促进草地早熟禾种子萌发;高浓度γ-PGA处理的碳钢片腐蚀率最低。

γ-PGA对猪瘟、猪口蹄疫疫苗免疫及增重效果的影响

为了研究γ-聚谷氨酸(γ-PGA)对猪瘟、猪口蹄疫疫苗免疫及增重效果的影响,试验对试验组仔猪注射γ-PGA,同时设对照组,并用相同的免疫程序免疫猪瘟和猪口蹄疫疫苗,免疫21 d后分别应用正向间接血凝试验和间接ELISA方法测定体液免疫水平,称重并观察增重效果。结果表明:γ-PGA有增强猪瘟、猪口蹄疫疫苗免疫效果和促进仔猪增重的作用,可作为猪瘟、猪口蹄疫疫苗的免疫增强剂。

聚谷氨酸抑制盐溶液中钙质磷酸盐沉淀机理

如何提高盐碱土中磷养分的植物有效性是盐碱地农业的重要研究课题。聚谷氨酸（γ-PGA）被认为具有良好的保肥性能和缓释肥性能,但是其内在机理并不清晰。本文通过模拟盐溶液蒸发结晶实验,应用盐溶液p H和电导率（EC）的在线测定、盐溶液各组分之间及各组分与γ-PGA相互作用的热动力学参数测量,研究了聚谷氨酸抑制盐溶液中钙质磷酸盐沉淀的机理。实验表明,随着蒸发过程,盐溶液的p H总体上为先持续上升然后持续下降。当γ-PGA存在时,p H从上升变为下降的拐点所需的时间明显延长,这说明γ-PGA显著延缓了钙质矿物（如HAP和碳酸钙）的沉淀生成。这种延缓作用主要与γ-PGA和各种盐分离子之间络合作用的显著差异相关。虽然HPO4^（2-）-Ca^（2＋）络合物的稳定性大于γ-PGA-HPO4^（2-）及γ-PGA-Ca^（2＋）,但γ-PGA可以为Ca^（2＋）提供的结合位点数高出HPO4^（2-）-Ca^（2＋）两个数量级,盐溶液中大量的Ca^（2＋）被γ-PGA络合,从而抑制了HPO4^（2-）-Ca^（2＋）的反应及随后磷酸钙类矿物的沉淀。虽然γ-PGA可延缓钙质矿物的沉淀形成,但对溶液完全蒸发后产生的结晶产物没有明显影响。实验结果表明,γ-PGA可通过抑制磷酸盐与Ca^（2＋）形成沉淀,而提高盐碱土中植物对P养分的利用效率,通过与HPO4^（2-）形成高稳定的络合物起到P肥缓释剂的作用。γ-PGA在实际土壤溶液和土壤中的应用还需要进一步研究。

改性磷矿粉对油菜幼苗生长和土壤性质的影响

用γ-聚谷氨酸(γ-PGA)与摩洛哥磷矿粉(MPR)混合处理后,在红壤、黄棕壤、黄褐土上分别进行了油菜幼苗盆栽试验和土壤培养试验。结果表明,盆栽试验中,3种土壤上改性磷矿粉处理的生物量都高于其他处理。红壤上,改性磷矿粉处理与对照(CK)和磷酸二氢钙(SP)相比达到显著差异。改性磷矿粉处理的油菜幼苗含磷量和吸磷量都高于相应的单施磷矿粉处理,甚至显著高于SP;并可提高植株的磷吸收效率和磷肥利用率。在土壤培养试验中,磷矿粉施入3种土壤后,均能提高土壤pH值、有效磷和交换性钙镁含量,降低红壤中交换性铝含量。上述各指标增加或降低幅度大小顺序均为:改性磷矿粉>磷矿粉>对照。