環(huán)境友好型土壤保水劑聚γ-谷氨酸高吸水性樹(shù)脂的制備.pdf

1、聚γ—谷氨酸(γ—PGA)是一種由D—谷氨酸和L—谷氨酸通過(guò)酰胺鍵聚合而成的水溶性和生物可降解性高分子材料，具有吸附性強(qiáng)，對(duì)環(huán)境友好，可食無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)，因此近年來(lái)聚γ—谷氨酸及其衍生物的研究引起了國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。它在農(nóng)業(yè)，食品，醫(yī)藥，化妝品，環(huán)保，合成纖維和涂膜等領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景，是一種極具開(kāi)發(fā)價(jià)值的天然高分子材料。尤其是它可以作為不可降解的水凝膠強(qiáng)有力的替代品，為長(zhǎng)期使用不可降解的原料來(lái)生產(chǎn)高吸水性樹(shù)脂而帶來(lái)的環(huán)境污染和資源短缺問(wèn)

2、題，提供了一個(gè)友好的解決思路。 本文對(duì)地衣芽胞桿菌BacilluslicheniformisWBL—3固體發(fā)酵生產(chǎn)聚γ—谷氨酸進(jìn)行了研究，通過(guò)單因素試驗(yàn)方法得到了固體發(fā)酵聚γ—谷氨酸的優(yōu)化培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的配比組成為：豆渣：麩皮：營(yíng)養(yǎng)液=1:1:1。優(yōu)化培養(yǎng)條件為：初始pH為7.5，接種量為10％，裝量為20g，發(fā)酵溫度37℃，γ—PGA的產(chǎn)量最高可達(dá)到10.45g/kg。 建立了一種檢測(cè)聚γ—谷氨酸的新方法，通過(guò)γ—PG

3、A與氯化十六烷基吡啶(CPC)的乙酸鈉水溶液反應(yīng)形成混懸液，采用分光光度計(jì)于波長(zhǎng)680nm處比濁，研究γ—PGA濃度與吸收度之間的線性關(guān)系，并研究了本方法測(cè)定γ—PGA的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和回收率。在一定pH值和離子強(qiáng)度下，γ—PGA在12.5-50ug/ml范圍內(nèi)與CPC的乙酸鈉水溶液生成的混懸液在波長(zhǎng)680nm處的吸收度與其濃度呈線性關(guān)系，R2=0.9939。本方法在2h內(nèi)吸收度保持穩(wěn)定(RSD=0.154％，n=10)，CPC法測(cè)定濃

4、度為5、10和40ug/mL時(shí)的平均回收率分別為86％，77％和99.75％，RSD分別為0.14％，0.23％和0.025％。應(yīng)用比濁法測(cè)定γ—PGA的含量方便、簡(jiǎn)潔、重現(xiàn)性好，可用于γ—PGA濃度的檢測(cè)。 使用化學(xué)和物理兩種方法對(duì)B.licheniformisWBL—3發(fā)酵生產(chǎn)的γ—PGA進(jìn)行交聯(lián)，化學(xué)交聯(lián)的的最適γ—PGA濃度為400mg/mL，最適交聯(lián)劑的體積為100μL，反應(yīng)的最適pH為5.0，反應(yīng)時(shí)間在16h的時(shí)候交

5、聯(lián)效果最好，其特定水含量可以達(dá)到156g/g。 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，物理交聯(lián)與化學(xué)交聯(lián)相比，具有形成的水凝膠溶脹特性高，無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，物理交聯(lián)最適輻射總劑量為25KGy，最適γ—PGA的濃度為8％，在最適條件下形成的水凝膠中特定水含量為1396g/g。 交聯(lián)形成的水凝膠具有一定耐溫保水性能。γ—PGA在土壤中的實(shí)際吸水率最高為90g/g，并且經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明。隨著土壤中γ—PGA高吸水性樹(shù)脂濃度的增高，土壤水分保持的效果越好，