文 献 综 述

1.1 γ-PGA的研究背景

γ-聚谷氨酸（英文 poly-γ-glutamic acid，γ-PGA）是自然界中微生物发酵产生的阴离子型多聚氨基酸，由D型和L型谷氨酸通过α-氨基和γ-羧基以肽键形式形成的高分子聚合物[1]。由于γ-PGA分子中含有大量的游离羧基，使它具有很多优良的特性[2]：水溶性好、对金属离子的亲和性强，吸附性超强，抗冻特性和絮凝特性等。因此，γ-PGA在农业和环保方面有广阔的应用前景，植物养分吸收促进剂，保水剂、农药和肥料的缓释剂和生物高分子絮凝剂等，分子量分布在100kDa到10000kDa之间[3]。聚-γ-谷氨酸具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型高分子材料，可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等[4]，在化妆品、环境保护、食品、医药、农业、沙漠治理等产业均有很大的商业价值和社会价值[5]，由于γ-PGA具有生物可降解性对环境无害，还能够提高肥料的利用率，因此近几年聚谷氨酸在农业上的应用成为专家学者的研究热点[6]。

1.2 γ-PGA的结构与性质

谷氨酸分子有两个-COOH，因此，其均聚物有两种异构体：α-PGA和γ-PGA(如图1.1)。至今发现的生物合成的聚谷氨酸均为γ-PGA ，γ-PGA是谷氨酸单体以γ-羧基与氨基相缩合的一种均聚氨基酸，主链为nylon-4结构，而化学合成的聚谷氨酸多数为α-聚谷氨酸[7]。

1.3 γ-PGA农业应用概述

（1）γ-聚谷氨酸γ-PGA Hydrogel及γ-PGA超强亲水性与保水能力

漫淹于土壤中时，会在植株根毛表层形成一层薄膜，不但具有保护根毛的功能，更是土壤中养份、水份与根毛亲密接触的最佳输送平台，能很有效率的提高肥料的溶解、存储、输送与吸收。阻止硫酸根、磷酸根、草酸根与金属元素产生沉淀作用,使作物能更有效的吸收土壤中磷、钙、镁及微量元素。促进作物根系的发育，加强抗病性。 　　

（2）γ-聚谷氨酸γ-PGA Hydrogel及γ-PGA平衡土壤酸碱值 　　

对酸、碱具有绝佳缓冲能力，可有效平衡土壤酸碱值，避免长期使用化学肥料所造成的酸性土质。