聚谷氨酸是一种由L - 谷氨酸或 D - 谷氨酸通过 γ- 酰胺键连接而成的均聚氨基酸,其分子结构中含有大量的羧基,具有良好的水溶性和生物相容性。聚谷氨酸是一种水溶性、生物降解、不含毒性使用微生物发酵法制得的生物高分子。y-聚谷氨酸(YPolyglutamic acid)是由L-谷氨酸(L-Glu)、D-谷氨酸(D-Glu)通过y-酰胺键结合形成的一种多肽分子。-聚谷氨酸作为一种全天然、多功能性、水溶性的可生物降解的生物高分子产品。聚谷氨酸在肥料配制中具有以下特性:
①超强亲水保水能力:有效提高肥料的溶解、存储、输送与吸收能力。
②抗病抗逆性:促进作物根系的发育,加强抗病抗逆性。
③平衡土壤酸碱值:对酸、碱具有缓冲能力,避免长期使用化肥造成土壤酸化。
④可结合沉淀有毒重金属:对Pb+、Cu+、Cd:+、Cr+、A1+、As*等有毒重金属有很好的螯合效果。
⑤促根增产:可使茶叶、瓜果、蔬菜等农产品快速增产,增产量可达10%~20%。
y-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-聚谷氨酸合成方法的研究主要集中在微生物发酵领域,即天然纳豆菌(Bacillussubtilisvar.natto)发酵进行生物聚合,所产生的生物可分解性的氨基酸聚合物。发酵液含有谷氨酸、蛋白质、矿物质维生素等,是天然、有机、环保的植物养分吸收、利用及生长的促进剂。聚谷氨酸在农业应用中的效果正日益受到重视,尤其是最近几年随着人们环境意识的增强和国家可持续发展战略的要求,发展对环境友好材料和开发改善环境问题的产品成为一种产业上的趋势,它也推动了聚谷氨酸产业化研究和探索的进程。我国目前肥料产业创新方向均是围绕着解决土壤生态平衡、农田污染修复、土壤中微量元素缺乏、农业废弃物污染等问。