保水剂新材料γ-聚谷氨酸的吸水性能和生物学效应的初步研究
环境友好型土壤保水剂聚γ-谷氨酸高吸水性树脂的制备的开题报告
环境友好型土壤保水剂聚γ-谷氨酸高吸水性树脂的制备的开题报告1. 研究背景随着人类社会的发展和城市化进程的加速，城市化及农业生产过程中土地的开垦、海拔下降等现象导致土壤脆弱化、容易流失、缺水干旱等问题。
尤其是在气候变化带来的温度升高、降雨不足等极端环境下，土壤持续干旱对植物的生长和发展造成了较大的影响。
因此，土壤保水剂作为一种能够提高土壤水分利用率、减少水分流失的重要材料，广泛应用于土地保护与农业生产、绿化工程等领域。
目前，市场上流行的土壤保水剂主要包括化学合成和天然吸水高分子两大类。
然而，化学合成土壤保水剂存在安全问题，在使用过程中会对人体和环境造成伤害；而天然吸水高分子则存在慢吸水、释放水分速度慢等缺点。
因此，本研究旨在制备一种环境友好型土壤保水剂——聚γ-谷氨酸高吸水性树脂，以提升土壤保水能力，实现对土地资源的高效、持续利用。
2. 研究内容本研究将采用单一的化学合成方法，制备出聚γ-谷氨酸高吸水性树脂。
聚γ-谷氨酸是一种天然高分子物质，具有良好的生物相容性、生物降解性和生物吸附性，因此在该材料的基础上进行改性，制备出吸水性能更为出众的高分子树脂，不仅能够在固体状态下具有优异的吸水性能，还具有优异的可重复使用性和环境适用性。
同时，本研究将通过多种物理化学手段对聚γ-谷氨酸高吸水性树脂的吸水性能及相关抗压、抗膨胀等性能进行测试，确保其能够满足实际应用要求。
最终，将进行实际场地试验，验证聚γ-谷氨酸高吸水性树脂作为土壤保水剂的有效性和实用性，并对其应用前景进行展望。
3. 研究意义本研究的成功将有助于提高土壤保水能力，减少水分流失，改善土地质量，从而提高土地的可持续利用性和生产力，并在一定程度上缓解城市化和气候变化对土地资源的负面影响。
与目前市面上的土壤保水剂相比，聚γ-谷氨酸高吸水性树脂具有生物降解性、安全环保、吸水性高等优势，具备广泛的应用前景。
同时，该材料也具有很好的适应性，可应用于不同类型的土壤中，有助于解决当今土地资源持续开垦和生产中所面临的水资源短缺、土地流失等环境问题。
γ-聚谷氨酸在农田系统应用的研究进展及展望
2022年5月灌溉排水学报第41卷第5期May 2022Journal of Irrigation and Drainage No.5Vol.411▪专家评述▪文章编号：1672-3317（2022）05-0001-07γ-聚谷氨酸在农田系统应用的研究进展及展望史文娟，王培华，林凤妹，李曼，王瀚（西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室，西安710048）摘要：γ-聚谷氨酸（Poly-γ-glutamic acid ，简称γ-PGA ）作为一种新型的“环境友好型”高分子生物材料，由于自身良好的吸水性及缓释性，且其降解产物无毒、可食用，因此已经在化妆品、食品、医药卫生等领域得以广泛的应用。
近年来的研究证实γ-PGA 在农业领域也显示出其巨大的潜力和广阔的应用前景。
本文以γ-PGA 在农田系统的应用为切入点，重点总结分析了γ-PGA 对土壤理化生特性的调控作用以及保水保肥效果，评述了γ-PGA 对作物生长发育、养分吸收以及生理特性指标方面的影响，浅谈了γ-PGA 及其降解产物对土壤及作物的影响。
在系统分析和评价γ-PGA 在农田系统应用研究进展的基础上，提出了目前研究面临的挑战，并对其需进一步深入研究的问题进行了展望，为γ-PGA 在农田系统的进一步研究和推广应用奠定基础。
关键词：γ-PGA ；农业应用；研究进展中图分类号：S156文献标志码：Adoi ：10.13522/ki.ggps.2021612OSID ：史文娟,王培华,林凤妹,等.γ-聚谷氨酸在农田系统应用的研究进展及展望[J].灌溉排水学报,2022,41(5):1-7．SHI Wenjuan,WANG Peihua,LIN Fengmei,et al.The Application of Poly-γGlutamic Acid in Agriculture:A Review[J].Journal of Irrigation and Drainage,2022,41(5):1-7.0引言我国是一个农业大国，干旱缺水、水肥利用率低下以及土壤退化是制约农业发展的三大主要因素。
聚γ-谷氨酸(γ-PGA)的性质与研究前景
其载药效果影响非常大 ，会影响其对细胞或组织的
穿透 ｌ ！ 生。因此选 择特定 相对分 子 质量 在３ ０ － ５ ０ ｋ Ｄａ 的
一
根据其营养需求可分为谷氨酸依赖型和非谷氨酸依
赖 型２ 种。
Ｐ Ｇ Ａ 分子作为药物的缓释载体 ，使其既能选择性
生产菌种和环境不同， 一 Ｐ Ｇ Ａ 的生理功能亦会 有所差别 ：土壤细 菌 （ 主要是芽孢杆菌属 ，但不
１ ． ３ ｙ— Ｐ ＧＡ的理化性质
－
性金属离子 ，并因此增强其在极端环境 中的抗性 ； ＾ ｙ — Ｐ Ｇ Ａ 还可以作为细菌在迟缓期中的谷氨酸 的来
２ ． ３微 生物发 酵法
—
＾ ｙ － Ｐ Ｇ Ａ的相对分子质量通常在 １ ０ ５ － １ ０ ６ 范围
内，且会随菌种、培养基组成 、培养条件和其他一
些尚未知 的因素发生变 化 。 一 Ｐ ＧＡ ￣ Ｈ 对分 子质量 对
Ｐ Ｇ Ａ 主要 由芽孢杆 菌属 的细 菌发 酵生产 ，是
一
种胞 外 多肽 ，作 为某 种微 生物 荚膜 的主要成 分 。
中图分类 号 ：Ｔ Ｑ９ ２ ２ ＋ ． １
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ７ － ５ ５ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ６ ）１ ０ — ０ ０ ５ ２ — ０ ３
聚 一 氨酸 （ Ｐ ０ 一 一 Ｇ ｌ ｕ ｔ ａ ｍ ｉ ｃ Ａ ｃ ｉ ｄ ，＾ ｙ — Ｐ Ｇ ： Ａ）
１ ． １ ｙ— Ｐ ＧＡ的分 子结构
谷氨酸分子在 一 位和 一 位有２ 个－ Ｃ Ｏ ＯＨ 基
团，其均聚物有两种异构体 ：１ ３ ￣ 一 Ｐ Ｇ Ａ 和 一 Ｐ Ｇ Ａ 。
木 基金项 目：福州市 中学生科技创新大赛立项活动资助 （ ２ ０ １ ４ — ２ ０ １ ５） 。
聚谷氨酸(y-PGA)对土壤保水保肥能力的影响
聚谷氨酸（y-PGA)对土壤保水保肥能力的影响
聚谷氨酸保水保肥的秘密
聚谷氨酸作为保水剂，可减缓土壤水分下渗，降低土壤入渗能力，延长土壤蒸发历时，提高土壤持水保水性能。
随着γ-PGA 施量的增大，同一土壤吸力下土壤含水率增大；积水入渗条件下，γ-PGA 施加深度越浅、施加量越大，累积入渗量、入渗率、湿润锋运移越小；点源入渗下，施加γ-PGA 会阻碍垂直湿润锋运移，使水分聚集在土壤根系吸水层，同时可提高灌溉水利用效率。
此外，施加γ-PGA 后可降低土壤无效水量，显著提高有效水量，还可以改变土壤剖面水分的分布形态，使更多的水分蓄积在作物根区周围的土层区域，显著增加根系层附近土壤的蓄水量和土壤含水量。
γ-PGA 良好的持水保水能力正是源于其独特的吸水特性。
研究发现，γ-PGA 能吸收比自身重几百倍的水分，因此在土壤中吸水后，γ-PGA 可缓慢释放水分，保持土壤水分的持久有效性。
模拟渗透胁迫条件下，γ-PGA 在较高浓度中仍具有较强的吸水和保水能力，但在反复吸水和失水的过程中，γ-PGA 的分子链受到一定程度的破坏，吸水能力也随之降低，且随着吸水时间加长，降低幅度增大。
最新研究显示，制成吸水树脂使γ-PGA 保水能力更为显著，只要分子链未被破坏其吸水能力仍可恢复。
可见，
γ-PGA 可减缓土壤水分运动，有效提高土壤持水保水能力，这对于改善旱区砂性土壤区域的生态环境尤为重要，但其有效性也是需要研究和关注的问题。
聚谷氨酸神奇的肥料增效剂
聚谷氨酸神奇的肥料增效剂作者：新型肥料技术网查看原文聚谷氨酸（γ-PGA）成为现阶段最受人关注的生物制品之一。
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、重金属离吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等，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。
聚谷氨酸γ–PGA既不是农药，也不是肥料，而是一种植物保健品、营养素，其之所以能促使植物增产，是由于它有如下特性：1、γ–聚谷氨酸有超强的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，大大提高肥料的使用效率。
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聚谷氨酸能平衡土壤的酸碱值γ-PGA对酸、碱具有绝佳缓冲能力，可有效平衡土壤酸碱值，改变长期使用化肥造成的酸性土质。
3、γ聚谷氨可结合沉淀有毒重金属对Ph+2、Cu+2、Cd+2、Cr+3、A1+3,As+4 等有毒重金属有极佳的螯合效果，经γ–PGA螯合后，农作物不能吸收，从而使农产品中不再有重金属残留。
4、γ聚谷氨可增强农作物抗性由于γ-PGA可整合植物营养、土壤中的水活成份，可以增强农作物的免疫力和生物活性，使作物根系发达，使小麦、水稻等作物分蘖明显增加，植株健壮，可增强抵抗由土壤传播的植物病原所引起症状的能力。
5、γ聚谷氨促进增产由于上述原因，在减少化肥使用量4 0—5 0%、降低农业生产总本的条件下，仍可使农作物普遍增产，茶叶、瓜果、蔬菜等农产品快速增产，增产量可达10-2 0%，大田作物增产量可达10%-15%。
生物发酵合成聚谷氨酸具有突出的优点，通过芽孢杆菌发酵，产物均为聚谷氨酸型、产物分子量高、生产条件温和、生成产物纯度较高，微生物发酵得到的聚谷氨酸分子量可达100KD～1000KD，相比于化学合成法制取成本也大大减少，是唯一适合工业化大规模生产聚谷氨酸的方法。
γ-聚谷氨酸水凝胶研究与应用进展
1
γ-聚谷氨酸水凝胶
由于 γ-PGA 侧链上大量羧基负电荷的排斥作
基金项目：国家自然科学基金项目(No. 31200719，21006072)；应用化学与生态染整工程浙江省重中之重学科开放基金项 目(No. YR2012014)； 天津市高等学校国家级大学生创新创业训练计划项目(No. 201210058036)； 天津市应用基 础及前沿技术研究计划(No. 11JCYBJC04400)；天津市应用基础及前沿技术研究计划(No. 14JCQNJC14200) *通讯作者： ：李政：lizheng_hx@；张健飞：zhangjianfei1960@ 收稿日期：2013-10-28；接受日期：2014-01-14；优先数字出版日期()：2014-01-16
1650
微生物学通报 Microbiol. China
2014, Vol.41, No.8
60
定的温敏性能。而宋存江等[5]利用
Co-辐射交联
制备得到的 γ-PGA 高吸水树脂的吸水倍率更是高 达 1 400 倍，兼具一定的耐温保水性能和较强的耐 压保水性能。 针对 γ-射线照射的方法制备 γ-PGA 水凝胶的 方法已被大家熟知。 通过辐射交联得到的水凝胶具 有安全环保， 不引入其他产物等优点。 但是辐射法 对辐射条件要求苛刻，在 γ-PGA 较低浓度水平下 辐照产生的聚合物自由基的浓度偏低， 高分子自由 基被−OH 自由基和水分子去活化的几率大，使得 γ-PGA 的交联得率较低，甚至是不交联[6]。
[11]
能性。
2.2
γ-聚谷氨酸/多糖类复合凝胶
γ-PGA 可以与葡萄糖、 麦芽糖、环糊精等不同
。 Lee Y. H. 等
[12]
证明，单纯的
γ-聚谷氨酸应用研究进展
γ-聚谷氨酸应用研究进展摘要：γ-聚谷氨酸是一种绿色环保型高分子聚合材料，具有良好的吸附性、保水性和生物可降解性。
作为增稠剂、保湿剂、药物载体、肥料增效剂等应用于食品、日化、医药、农业生产和环保等众多领域，引起了国内外学者的广泛关注。
本文重点论述了γ-聚谷氨酸的应用方向，并对γ-聚谷氨酸未来发展方向进行展望，以期为进一步开发应用提供依据。
关键词：γ-聚谷氨酸；应用；展望γ-聚谷氨酸（γ-PGA）是由D-谷氨酸或L-谷氨酸聚合而成的一种天然多聚氨基酸，具有较好的保水性、可食用性和生物可降解性，无毒且能够生物降解，对人体和环境无害，应用范围非常广泛，极具研发和应用潜能。
γ-PGA是一种高聚物，随着对γ-PGA研究的不断深入，发现不同相对分子质量的γ-PGA的特性与功能有所差异，也有着不同的应用范围，下文总结了不同相对分子质量的γ-PGA的相关应用[1]。
1 在食品中的应用γ-PGA可以降解，因此能够作为食品添加剂，例如增稠剂，改善食品品质和保鲜防腐等。
γ-PGA还是一种优良的防冻剂，其性质优于常用的防冻剂。
相比于葡萄糖、无机盐等常用的小分子防冻剂，γ-PGA的味道更淡，对食品品质影响更小。
研究表明，γ-PGA能够促进细胞内钙离子的吸收，可以作为营养助剂，提升食品的商业价值。
2 在日化用品中的应用γ-PGA是一种高聚物，具有超强的吸水性和缓释能力，可以用于化妆品保湿剂。
γ-PGA的保湿效果优于透明质酸，在日本护肤品品牌中较常见。
此外，γ-PGA还被广泛用于制作湿巾、卫生巾等卫生用品，既可以保湿又对人体无害[2]。
3 在医学中的应用γ-PGA具有良好的亲水性，可其作为药物载体，提高药物的缓释性和靶向性。
γ-PGA本身可降解，对人身体无害，还可以降低药物的毒副作用，增强药物稳定性。
化疗药物会对病人健康细胞和癌细胞无差别破坏，将γ-PGA用于药物载体，可以提高载药量和稳定性，降低对人体的损伤[3]。
γ-PGA可以作为载体，用于疫苗研发γ-PGA还可以作为黏合剂，防止手术过程中的机体渗血。
γ-聚谷氨酸在农业应用中的研究进展
摘要 ： ｆ ｙ 一 聚 谷 氨 酸 作 为 一种 微 生 物 发 酵 产 物 ， 具 有 良好 的 水 溶 性 、 生物 降解性和 水解性 ， 且 可 以 食 用 。 目前 已 经在 食 品 、 化妆 品、 医 药和 农 业 等 多 个领 域 进 行 开 发 利 用 。着 重综 述 了 聚谷氨 酸在农业应 用（ 保 水剂 、 肥 料
自１ ９ ４ ２年 Ｂ ｏ ｖ ａ ｒ ｎ ｉ ｃ ｋ等 发 现 一 聚谷 氨 酸 作 为一 种发 酵产 物 能 自由地 分 泌 到培 养 基 中后 ， 人 们发 现 多 种 芽 孢 杆 菌 能 在 胞 外 积 累 ７ 一 聚 谷 氨 酸［ １ ］ 。２ Ｏ世 纪 ９ Ｏ年 代 以来 ， 国 内外 对 一 聚 谷 氨 酸 的微生 物 法 制 备 研究 越 发 活跃 。近 年来 ， 人 们 根据 一 聚谷 氨 酸独 特 的理 化 和 生 物学 特性 ， 不 断
副产 物 多 ， 且得率低ｌ ２ ］ ； ７ ～ Ｐ ＧＡ 多 由微 生 物 发 酵 法得 到 。 目前 发 现 的 ７ 一 Ｐ ＧＡ 生 产 菌 株 主要 是 芽 孢 杆菌 属 ， 包 括枯 草 芽孢 杆 菌 （ Ｂ ａ ｃ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ． ｓ ｕ ｂ ｔ ｉ — ｌ ｉ ｓ ） 、 炭 疽芽孢 杆 菌 （ Ｂ ． ａ ｎ ｔ ｈ ｒ ａ ｃ ｉ ｓ ） 、 地 衣 芽 孢 杆 菌（ Ｂ ． １ ｉ ｃ ｈ ｅ ｎ ｉ ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｓ ） 、 短小 芽 孢 杆菌 （ Ｂ． ｂ ｒ ｅ ｖ ｉ ｓ ） 、 耐热 芽孢 杆 菌 （ Ｂ． ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｔ ｏ ｌ ｅ ｒ ａ ｎ ｔ ） 和 解 淀 粉 芽孢
Ｈｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ
γ-聚谷氨酸的特性、生产及应用
γ-聚谷氨酸的特性、生产及应用来源:中国化工信息网2009年1月21日γ-聚谷氨酸[y-poly(g1utamic acid)，γ-PGA]，是由L-谷氨酸[L-Glu]、D-谷氨酸[D-Glu]通过γ-酰胺键结合形成的一种高分子氨基酸聚合物，其结构式如图1(略)。
γ-聚谷氨酸的合成方法较多，有传统的肽合成法、二聚体缩合法、纳豆提取法和微生物发酵法等。
由于化学合成法难度很大，没有工业应用价值，因此对于γ-聚谷氨酸合成方法的研究主要集中在微生物发酵领域。
而对于微生物生产γ-聚谷氨酸的研究，日本一直走在各国的前列，最初是利用纳豆菌对谷氨酸进行聚合而成的。
近年，我国、美国等国家也开展了微生物发酵法合成广聚谷氨酸的研究。
能发酵生产γ-聚谷氨酸的菌种较多，有地衣杆菌、枯草芽孢杆菌等菌种，而以枯草芽孢杆菌发酵生产γ-PGA的研究居多。
在我国，浙江大学、南京工业大学等高校已经开始对微生物发酵法生产广聚谷氨酸进行研究。
γ-聚谷氨酸作为一种高分子聚合物，具有一些独特的物理、化学和生物学特性，如生物可降解性、良好生物相容性、强保水性、对人体无毒害等特性。
这些特性决定了γ-聚谷氨酸在农业、食品、医药、环保、化妆品工业、烟草、皮革制造工业和植物种子保护等领域的广泛用途。
1 γ-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。
南开大学科技成果——聚谷氨酸的微生物合成及其应用研究
南开大学科技成果——聚谷氨酸的微生物合成及其
应用研究
成果简介：
微生物合成的γ-聚谷氨酸为均聚氨基酸化合物，分子量在100-1000kDa之间，相当于500-5000个左右的谷氨酸单体，具有优良的成膜性、成纤维性、阻氧性、可塑性、粘结性和极其强的吸水性，从而在高分子材料工程中具有增稠、乳化、凝胶、成膜、保温、缓释、助溶、粘结和强吸水等功能。
作为一种生物材料，γ-PGA又具有生物可降解性好、可食、对人体和环境无毒害等优点，因而在食品、化妆品、医药、农业和水处理等领域具有广泛的应用前景。
知识产权情况：
专利技术：一种提高水溶性高聚物发酵产率的方法（申请号：200910068715.X，公开号：CN101544949），解决了水溶性高聚物发酵液粘度过高，发酵效率低下的问题。
专利技术：“一株非谷氨酸依赖型γ-聚谷氨酸合成菌及其发酵方法”（专利申请号：200810053900.7公开号：CN101508962）实现了
从糖类出发一步法合成γ-聚谷氨酸，使得生产成本大大降低。
授权专利：用微生物发酵合成的聚谷氨酸制备超强吸水剂的方法（授权号：ZL200510014734.6）采用聚合物交联技术以聚谷氨酸为原料制备绿色高强吸水剂，吸水倍率达到了2000-4000倍。
γ-聚谷氨酸的研究进展
γ-聚谷氨酸的研究进展作者：何宇吕卫光张娟琴来源：《安徽农业科学》2020年第18期摘要γ-聚谷氨酸是一种绿色环保型高分子聚合材料，具有良好的吸附性、保水性和生物相容性，可以被生物体完全降解，作为生物絮凝剂、肥料增效剂、保湿剂、药物载体、食品添加剂等应用于农业生产、医药、化妆品、环保和食品等众多领域，引起了国内外学者的广泛关注。
对γ-聚谷氨酸的结构性质、制备方法、提取和应用方面进行综述，重点论述了微生物发酵法生产γ-聚谷氨酸和γ-聚谷氨酸的应用;最后，基于γ-聚谷氨酸的研究进展和应用，对γ-聚谷氨酸制备中现存问题和未来发展方向进行展望。
关键词γ-聚谷氨酸;微生物发酵法;结构性质;制备方法;提取;应用中图分类号 TQ317 ;文献标识码 A文章编号 0517-6611（2020）18-0018-05Abstract γpolyglutamic acid is a kind of environmental friendly polymer material，which has good adsorption，water retention and biocompatibility，and can be completely degraded by organisms.As bioflocculant，fertilizer synergist，humectant，drug carrier and food additive，γpolyglutamic acid has been widely used in many fields such as agricultural production，medicine，cosmetics，environmental protection and food.The structural properties，preparation methods，extraction and application of γpolyglutamic acid were reviewed，and the application of γpolyglutamic acid produced by microbial fermentation and γpolyglutamic acid was mainly discussed.Finally，based on the research progress a nd application of γpolyglutamic acid，the existing problems and future development direction in the preparation of γpolyglutamic acid were prospected.Key words γpolyglutamic acid;Microbial fermentation method;Structural properties;Preparation methods;Extraction;Application聚谷氨酸（polyglutamic acid，PGA）由D-谷氨酸和L-谷氨酸通过酰胺键聚合而成。
γ-聚谷氨酸作为化妆品保湿剂的可行性分析
文献标识码：A
文章编号：1003-5168（2016）11-0130-03
Feasibility Analysis of γ-Polyglutamic Acid Used as
Humectant for Cosmetics
Chen Yuxi Liu Yan Yang Miao Jin Han Wang Zonghan
是：护肤品在皮肤表面形成一层封闭的润滑膜，阻止皮肤 表面的水分向外界环境散失；护肤品中含有可以与水强 力结合的保湿剂，使皮肤角质层保持湿润［5］。
按 来 源 ，可 将 保 湿 剂 分 为 天 然 保 湿 剂 和 合 成 保 湿 剂。合成保湿剂中使用较多的是多元醇类，如甘油、丙二 醇、聚乙二醇等，这类保湿剂具有无毒、配伍性好的优点， 也存在吸湿性显著、保湿性一般的不足［6］。随着经济社 会发展和人民生活水平提高，人们更多地追求使用天然 的保湿护肤品，由于皮肤基质中含有透明质酸［7］，用透明 质酸作为化妆品保湿剂被认为是对人无毒害的，透明质 酸成为化妆品原料家族新的明星。但是，透明质酸提取 工艺复杂，成本较高，使之只能用于一些高端化妆品中。
妆品保湿剂的保湿效果以及在化妆品中的适宜添加量。结果表明，γ-聚谷氨酸的保湿性强于甘油，接近透明
质酸，在不同湿度条件下保湿效果稳定，可以作为化妆品用保湿剂；甘油、透明质酸、聚谷氨酸溶液分别在 1.0、
0.1、0.1g/100mL 浓度下表现出较好的保湿效果。
关键词：γ-聚谷氨酸；保湿剂；化妆品
中图分类号：TQ317
保湿剂（Humectant）是一类能从潮湿的环境中吸收 水分并对吸收的水分有一定保持作用的水溶性物质。在 众 多 化 妆 品 原 料 中 ，保 湿 剂 是 重 要 的 不 可 或 缺 的 一 部 分。几乎所有的化妆品配方都包括保湿剂，保湿剂的质 量和效果直接影响着化妆品的品质。过去，人们认为皮 肤干燥是因为皮肤表面缺乏脂类物质，经研究发现，仅在 皮肤表面涂抹脂类物质，并不能使肌肤光滑、柔软、富有 弹性［1］。皮肤干燥的真正原因是皮肤角质层水分不足， 角质层承担着减缓水分向外散失的功能，为了抗拒外界 环境相对较低的湿度，角质层必须保持一定的水分。一 般认为，角质层应含水 10%～20%，低于 10%，皮肤会出 现干燥、粗糙甚至皲裂等现象［2- 。 4］ 保湿剂的保湿机理
γ-聚谷氨酸材料固相法合成及研究
γ-聚谷氨酸材料固相法合成及研究钟文艺;王家文【摘要】γ-聚谷氨酸具有水溶性好、吸附性极强和生物可降解性等优点,且降解产物为无害的谷氨酸,是一种良好的环保型高分子材料,可作为水保持剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂和药物载体等。
在化妆品、环境保护、食品、医药、农业等方面,γ-聚谷氨酸均有很大的商业价值和社会价值。
本文选用固相合成法代替γ-聚谷氨酸现有的微生物发酵等合成方法,以Fmoc为氨基保护基的谷氨酸为原料, Wang树脂作为固相载体,经苯并三氮唑-N, N, N ,, N ,-四甲基脲六氟磷酸盐( HBTU )缩合,用20%哌啶的N, N-二甲基甲酰胺溶液作为脱保护剂进行去保护,用三氟乙酸作为切割试剂将多肽粗品从树脂上切割下来。
经核磁共振、红外光谱、凝胶色谱法测试,确定所得产物为γ-聚谷氨酸。
%γ-Polyglutamic acid(γ-PGA) has good solu-bility in water, the adsorption and biodegradable, and degrada-tion products for pollution-free glutamic aicd. It is a kind of ex-cellent environment-friendly polymer materials, being used as water retention agent, heavy metal ions adsorbents, flocculant, relievers, drug carrier and so on.γ-PGA has great commercial and social value in many industries, such as cosmetics, enviro-mental protection, food, medicine, agriculture, desert con-trol. Using solid-phase method instead of the γ-PGA existing synthetic methods of microorganism fermentation. Solid - phase synthesis was carried out with resin Wang as a carrier, Fmoc as an amino acids protector. After condensed with the mix reagents of HBTU, deprotected with 20% priperdine, the crude produts of synthetic peptide were cut down from the wang resin by the cleared reagents TFA/DCM. Todetermine the products of γ -PGA by nuclear magnetic resonance(NMR), infrared spectros-copy(IR) and gel permeation chromatography(GPC).【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2016(042)006【总页数】3页(P81-83)【关键词】γ-聚谷氨酸;固相合成;缩合【作者】钟文艺;王家文【作者单位】成都茂辰生物科技有限公司，四川成都 610061;成都茂辰生物科技有限公司，四川成都 610061【正文语种】中文【中图分类】TQ085.4130.1 γ-聚谷氨酸简介由谷氨酸的α-氨基和γ-羧基形成γ-酰胺键而结合成的一种多肽分子，叫做γ-聚谷氨酸，其分子量均大于100 kDa[1]。
γ-聚谷氨酸的保湿性研究
γ-聚谷氨酸的保湿性研究邓星波;邹水洋;朱丹;魏雄伟;赖旭杰【摘要】采用体外称重法考察了γ-聚谷氨酸溶液的浓度、pH对其保湿性的影响,并比较了γ-聚谷氨酸与透明质酸、甘油水溶液的保湿性差异.研究结果表明,γ-聚谷氨酸溶液的浓度越高,保湿效果越好,但二者不成正比例关系.γ-聚谷氨酸溶液在中性和偏碱性环境下的保湿性明显优于酸性和偏酸性环境.0.5％γ-聚谷氨酸、透明质酸和甘油水溶液都具有良好的保湿性,其保湿性排序为:透明质酸>γ-聚谷氨酸>甘油.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2019(047)006【总页数】3页(P33-35)【关键词】γ-聚谷氨酸;保湿性;化妆品【作者】邓星波;邹水洋;朱丹;魏雄伟;赖旭杰【作者单位】东莞理工学院化学工程与能源技术学院, 广东东莞 523808;东莞理工学院化学工程与能源技术学院, 广东东莞 523808;东莞理工学院生态环境与建筑工程学院, 广东东莞 523808;东莞理工学院化学工程与能源技术学院, 广东东莞523808;东莞理工学院化学工程与能源技术学院, 广东东莞 523808【正文语种】中文【中图分类】TQ658.2γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid，γ-PGA)由L-谷氨酸或D-谷氨酸通过γ-酰胺键结合而成，结构式如图1所示。
天然γ-聚谷氨酸是芽孢杆菌荚膜的成分，目前其工业产品主要由微生物发酵合成。
γ-聚谷氨酸具有保湿性、高粘性、无毒性、金属螯合性、生物可分解性及生物体相容性等许多优良特性，在食品、医药、化工、环保等领域展现出广阔的应用前景[1]，尤其在化妆品领域可作为一种极为优良的保湿剂引起人们的强烈关注，市场上已出现多种以γ-聚谷氨酸作为保湿成分的护肤品。
γ-聚谷氨酸结构中(图1)大量游离的羧基决定其有强大的吸水性，同时其高分子属性使之在水溶液中形成三维网络结构，具有小分子保湿剂不可比拟的锁水性能。
γ-聚谷氨酸良好的保湿锁水能力和生物相容性以及抑制透明质酸酶活性[2]等功能，应用在护肤品中具有减少皮肤水分的散失，改善皮肤弹性以及美白肌肤等功效[3]。
聚谷氨酸保水剂对玉米的影响
1.玉米出苗后三叶间苗五叶定苗，多留 5%的 计 划 苗 ，以 至开花期要补施粒肥， 一 般 每 1/15 公 顷 施 尿 素 7.5～12.5 千
利多次拔弱株，提高整齐度。
克。
2.化学除草。 播后出苗前，当土壤墒情足时，在出苗前用
四、积极推广化控防倒技术
40%乙阿合剂每亩 200~250 毫升加 50~60 千克水喷洒地面。
状有所改善。 2.聚 谷 氨 酸 保 水 剂 直 接 施 用 效 果 好 于 拌 种 。 3.聚谷氨酸保水剂直接施用增产 90.8 千克/亩,值得大面
积推广，但不可代替肥料。 4.由于该产品为粉剂，施 用 困 难 ，浪 费 严 重 ，建 议 更 改 剂
型。
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五、玉米后期（花粒期）田间管理 1.防治第 3 代玉米螟。 玉米后期第 3 代玉米螟主要危害 果穗及花丝，可用敌敌畏 600 倍液滴花丝。 2. 玉米生长后期锈病防治。 在 发 病 初 期 用 20%粉 锈 宁 1500 倍液喷雾，大小斑病可用 75%退菌特 600 倍液喷雾。 要 及时发现对症用药。 3.玉米抽雄后 15~20 天需水量 最 多 ，土 壤 含 水 量 低 于 田 间持水量的 70%时浇灌浆水。 4.在玉米抽雄前期亩用 1 千克尿素+磷酸二氢钾 0.15 千 克 +水 60 千克喷雾。 后期进行人工隔行去雄和辅助授粉。 六、在不影响下茬作物播种的情况下，要适当晚收 为了实现晚收增产的目标，玉米中后期的肥水管理要跟 上，保证玉米绿叶活棵成熟。 在玉米苞叶变白、松散、籽粒线 消失、内含物完全硬化时收获。
表 1 试验设计
、、 、
、、、、、、、、 、
、、 、
、 、、 、 、 1 、 、/、
、、 、
、、 、 、、 1 、 、 /、、 、 、 20%、 、
γ-聚谷氨酸发酵关键技术的研究
γ-聚谷氨酸发酵关键技术的研究γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是微生物合成由谷氨酸单体缩合形成的高聚物,单体间以酰胺键相互连接,具有多种优良特性,如无毒、生物可降解、生物相容、强溶于水等,广泛用于食品、环保、农业等领域。
本文从γ-PGA生产菌的诱变选育和发酵过程优化展开研究,以期提高γ-PGA产率。
主要研究内容如下:(1)采用ARTP 技术对出发菌株L13进行诱变处理,诱变条件为:处理距离2 mm、最佳处理时间300 s、样品加量10μL、通气量10 SLM。
以不产生脂肽和γ-PGA高产作为筛选标准,从突变库中筛选获得一株性能优良的突变株ZF5。
通过摇瓶发酵与5 L罐分批发酵验证,该菌株发酵过程仅产生少量泡沫,不产生脂肽副产物,在5 L罐中发酵18hγ-PGA产率达到26.1 g/L。
(2)在对枯草芽孢杆菌ZF5发酵特性研究基础上,通过添加适量的金属离子、氨基酸对γ-PGA发酵进行调控,以提高γ-PGA产率。
结果发现:Ca2+、Mo6+能够促进菌体的生长和γ-PGA的生物合成,最适浓度分别为0.1 g/L和0.06 g/L;Zn2+对菌体生长和产物合成都无显著影响;Cu2+和Mn2+对菌体的生长有一定抑制作用,但是Mn2+对γ-PGA产物积累促进作用最强,添加0.3 g/L的Mn2+发酵24 hγ-PGA产率最高为28.5 g/L,较对照提高了11.8%。
谷氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸对γ-PGA的合成具有促进作用,其中谷氨酸、天冬氨酸效果更为显著。
在发酵初始添加3 g/L的L-谷氨酸可使γ-PGA产率提高23%,最高达到31.5 g/L;在稳定期添加5 g/L的L-天冬氨酸可使γ-PGA产率提高17.6%,达到30.7 g/L。
(3)通过单一pH控制发酵策略研究发现,菌株ZF5最适生长pH为6.5,产物γ-PGA积累的最适pH为7.0。
通过两阶段pH控制策略有效地实现了菌体快速生长和γ-PGA合成最大化。
《γ-聚谷氨酸基复合保水剂对白灵菇生长及其菌糠在玉米苗期的应用研究》
《γ-聚谷氨酸基复合保水剂对白灵菇生长及其菌糠在玉米苗期的应用研究》γ-聚谷氨酸基复合保水剂对白灵菇生长及其菌糠在玉米苗期应用研究一、引言随着现代农业的快速发展，农作物生长环境的改善与保水技术的研究成为了重要的科研课题。
在众多保水技术中，γ-聚谷氨酸基复合保水剂因其良好的保水性能和生物相容性，在农业领域得到了广泛的应用。
本文以白灵菇为研究对象，探讨γ-聚谷氨酸基复合保水剂对白灵菇生长的影响，并进一步研究其菌糠在玉米苗期的应用效果。
二、材料与方法1. 材料（1）白灵菇菌种；（2）γ-聚谷氨酸基复合保水剂；（3）玉米种子；（4）土壤、肥料及其他生长所需的营养物质。
2. 方法（1）白灵菇生长实验：将白灵菇菌种分别置于添加不同浓度γ-聚谷氨酸基复合保水剂的基质中，观察其生长情况，记录数据。
（2）菌糠制备：将白灵菇种植后的菌糠进行收集和处理，制备成适合玉米苗期使用的有机肥料。
（3）玉米苗期实验：将处理后的菌糠施用于玉米苗期，观察玉米的生长情况，记录数据。
三、结果与分析1. 白灵菇生长实验结果实验结果显示，添加γ-聚谷氨酸基复合保水剂的基质中，白灵菇的生长情况明显优于未添加保水剂的对照组。
随着保水剂浓度的增加，白灵菇的生长速度和生物量也呈现出递增的趋势。
这表明γ-聚谷氨酸基复合保水剂能够有效地改善白灵菇的生长环境，促进其生长。
2. 菌糠制备及其在玉米苗期应用的效果通过收集和处理白灵菇种植后的菌糠，我们制备了适合玉米苗期使用的有机肥料。
将此有机肥料施用于玉米苗期，发现玉米的生长情况得到了显著的改善。
与对照组相比，处理组的玉米植株更加健壮，叶片更加翠绿，生长速度也明显加快。
这表明菌糠中的有机物质和养分对玉米的生长具有积极的促进作用。
四、讨论γ-聚谷氨酸基复合保水剂在白灵菇生长中的应用，不仅改善了白灵菇的生长环境，促进了其生长，而且提高了其生物量。
而白灵菇种植后的菌糠经过处理后，成为了富含有机物质和养分的肥料，其在玉米苗期的应用，进一步证明了菌糠的再利用价值。
γ-聚谷氨酸作为化妆品保湿剂的可行性分析
γ-聚谷氨酸作为化妆品保湿剂的可行性分析陈毓曦;刘燕;杨淼;靳涵;王宗汉【摘要】通过测量γ-聚谷氨酸、透明质酸与甘油在相对湿度43％和相对湿度81％的环境中的吸湿率和保湿率,以及不同浓度的γ-聚谷氨酸、透明质酸与甘油水溶液的温水量,表征其吸湿性和保湿性,比较三者作为化妆品保湿剂的保湿效果以及在化妆品中的适宜添加量.结果表明,γ-聚谷氨酸的保湿性强于甘油,接近透明质酸,在不同湿度条件下保湿效果稳定,可以作为化妆品用保湿剂;甘油、透明质酸、聚谷氨酸溶液分别在1.0、0.1、0.1g/100mL浓度下表现出较好的保湿效果.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2016(000)021【总页数】3页(P130-132)【关键词】γ-聚谷氨酸;保湿剂;化妆品【作者】陈毓曦;刘燕;杨淼;靳涵;王宗汉【作者单位】河南省产品质量监督检验院,河南郑州450000;河南省产品质量监督检验院,河南郑州450000;河南省产品质量监督检验院,河南郑州450000;河南省产品质量监督检验院,河南郑州450000;河南省产品质量监督检验院,河南郑州450000【正文语种】中文【中图分类】TQ317保湿剂（Humectant）是一类能从潮湿的环境中吸收水分并对吸收的水分有一定保持作用的水溶性物质。
在众多化妆品原料中，保湿剂是重要的不可或缺的一部分。
几乎所有的化妆品配方都包括保湿剂，保湿剂的质量和效果直接影响着化妆品的品质。
过去，人们认为皮肤干燥是因为皮肤表面缺乏脂类物质，经研究发现，仅在皮肤表面涂抹脂类物质，并不能使肌肤光滑、柔软、富有弹性［1］。
皮肤干燥的真正原因是皮肤角质层水分不足，角质层承担着减缓水分向外散失的功能，为了抗拒外界环境相对较低的湿度，角质层必须保持一定的水分。
一般认为，角质层应含水10%～20%，低于10%，皮肤会出现干燥、粗糙甚至皲裂等现象［2-4］。
保湿剂的保湿机理是：护肤品在皮肤表面形成一层封闭的润滑膜，阻止皮肤表面的水分向外界环境散失；护肤品中含有可以与水强力结合的保湿剂，使皮肤角质层保持湿润［5］。
微生物絮凝剂γ-聚谷氨酸的生产及应用研究进展
微生物絮凝剂γ-聚谷氨酸的生产及应用研究进展邵颖;赵彩凤;邵赛;张乐平【期刊名称】《湖南农业科学》【年(卷),期】2017(000)008【摘要】γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)是由L-谷氨酸或D-谷氨酸通过肽键结合形成的一种多肽高分子,具有良好的水溶性、生物相容性、水解性、生物可降解性、无毒等优良特性.文章综述了微生物合成γ-PGA生产工艺,如生产菌株、培养基优化、发酵工艺和固定化技术等,介绍了γ-PGA在废水处理方面的应用,并指出了其发展方向.【总页数】4页(P123-126)【作者】邵颖;赵彩凤;邵赛;张乐平【作者单位】湖南省农业科学院核农学与航天育种研究所,湖南省农业生物辐照工程技术研究中心,生物辐照技术湖南省工程研究中心,湖南长沙 410125;湖南省农业科学院核农学与航天育种研究所,湖南省农业生物辐照工程技术研究中心,生物辐照技术湖南省工程研究中心,湖南长沙 410125;湖南省农业科学院核农学与航天育种研究所,湖南省农业生物辐照工程技术研究中心,生物辐照技术湖南省工程研究中心,湖南长沙 410125;湖南省农业科学院核农学与航天育种研究所,湖南省农业生物辐照工程技术研究中心,生物辐照技术湖南省工程研究中心,湖南长沙 410125【正文语种】中文【中图分类】X703.5【相关文献】1.微生物絮凝剂及在污水处理中的应用研究进展 [J], 吴大付;李东方;任秀娟;张莉;张喜焕;赵晔2.微生物絮凝剂在废水处理中的应用研究进展 [J], 胡玉平;夏璐;张旭东3.微生物絮凝剂的特征及其应用研究进展 [J], 谢嘉忆;令狐文生4.γ-聚谷氨酸的生产及应用研究进展 [J], 袁桂云5.微生物絮凝剂在甘蔗糖业中的应用研究进展 [J], DUAN Meng-wen;LIANG Da-feng;MA Rui-j ia;LU Deng-j un因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
γ-聚谷氨酸及其衍生物在生物医学领域中的应用
γ-聚谷氨酸及其衍生物在生物医学领域中的应用疏秀林;施庆珊;黄小茉;郑国爱;欧阳友生;陈仪本【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2012(016)016【摘要】背景:γ-聚谷氨酸是一种经由微生物杆菌发酵合成的高分子材料,具有水溶性、吸水、保湿、生物可分解性,无毒、安全等特性,可以与其他材料聚合形成新型复合材料,在生物医学上具有很大的应用前景.目的:综述γ-聚谷氨酸作为药物载体、医学美容、创伤辅料以及骨质修复材料等方面的研究进展.方法:应用计算机检索1998-01/2011-05 CNKI、中国标准全文数据库和Science Direct 数据库,在标题和摘要中以"γ-聚谷氨酸,生物材料,药物载体,生物敷料,化妆品"或"γ-Polyglutamic acid; drug carrier; wound dressing; hemostatant; artifical skin; Cosmetics; biological adhesive; surgical suture; bone tissue engineering"为检索词进行检索.初检得到206篇文献,最终选择26篇文章进行综述.结果与结论:γ-聚谷氨酸及其衍生物作为药物载体,可以改善药物的水溶性、降低毒性、控制药物释放以及提高药物靶向性;在医学美容方面,γ-聚谷氨酸为极理想的长效型安全超级保湿剂;在创伤敷料方面,γ-聚谷氨酸有助于降低血小板在敷料表面的黏附,具有止血促凝作用,能够诱导多种细胞增殖分化,增强生物敷料的稳定性和吸收渗液能力;作为骨组织工程支架,γ-聚谷氨酸有利于骨细胞生长,具有良好的亲水性能和降解性能,是一种理想的软骨组织工程支架材料.【总页数】4页(P3009-3012)【作者】疏秀林;施庆珊;黄小茉;郑国爱;欧阳友生;陈仪本【作者单位】广东省微生物研究所,广东省菌种保藏与应用重点实验室,广东省微生物应用新技术公共实验室,广东省华南应用微生物重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,广东省广州市,510070;广东省微生物研究所,广东省菌种保藏与应用重点实验室,广东省微生物应用新技术公共实验室,广东省华南应用微生物重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,广东省广州市,510070;广东迪美生物技术有限公司,广东省广州市,510663;广东迪美生物技术有限公司,广东省广州市,510663;广东省微生物研究所,广东省菌种保藏与应用重点实验室,广东省微生物应用新技术公共实验室,广东省华南应用微生物重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,广东省广州市,510070;广东省微生物研究所,广东省菌种保藏与应用重点实验室,广东省微生物应用新技术公共实验室,广东省华南应用微生物重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,广东省广州市,510070【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.形状记忆聚合物特性及在生物医学领域应用中的优势 [J], 朱文超;崔海坡;郭丹一;许彦坤2.形状记忆聚合物特性及在生物医学领域应用中的优势 [J], 朱文超;崔海坡;郭丹一;许彦坤;3.γ-聚谷氨酸及其衍生物在生物医学领域中的应用 [J], 疏秀林;施庆珊;黄小茉;郑国爱;欧阳友生;陈仪本4.富勒烯衍生物——富勒醇在生物医学领域的研究进展 [J], 李凌5.聚噻吩及其衍生物在生物医学领域的应用 [J], 王炜;李大峰;杨林;王瑾晔因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。