氨基酸的理化性质(氨基酸，不为人知的力量)

氨基酸的理化性质

不是人体必备的氨基酸

如今，农业生产逐渐在向低成本，有机，可持续和环保的方向发展，确保作物的高质量和高产量。越来越多的学者提出在植物营养中使用生物刺激素而不是无机肥料来改善植物的营养吸收和利用。

目前生产工艺上，通过酶解动物蛋白可以获得18 种高活性左旋游离氨基酸（ L-α-左旋氨基酸），即Asp，Ser，Glu，Gly，His，Arg，Thr，Ala，Pro，Cys，Tyr，Val，Met，Lys，Ile，Leu，Phe 和 Trp。酶解所得的氨基酸再螯合各种中微量元素制成肥料用于植物，可以在克服植物面临的不良环境，促进营养物质的吸收，提高作物的质量和产量方面有明显效果。

为什么是左旋氨基酸？为此我们最需要理解的是 L-氨基酸（左旋）和 D-氨基酸（右旋）之间的差异。两种类型的氨基酸都具有完全相同的分子结构，但它们之间互成镜像，但不能通过旋转完全重合，就像左手和右手一样。而能被植物吸收并参与功能代谢的氨基酸只有左旋氨基酸。

左旋氨基酸与右旋氨基酸的镜像结构

工业上氨基酸的提取方法将决定所得产品中 L-氨基酸和 D-氨基酸的数量：生物酶解是用于制造左旋氨基酸产品的自然过程，不会引起外消旋作用（从 L 型转化为 D 型），酶解动物蛋白生产的氨基酸含有存在于动物蛋白质中的全部 18 种左旋氨基酸。相反，化学水解（碱水解、酸水解）会产生 L-氨基酸到 D-氨基酸的一些外消旋化，导致大量产物活性丧失，且在化学水解条件（强酸、强碱、高温）下，大多数不稳定的氨基酸如色氨酸，组氨酸，半胱氨酸和甲硫氨酸因功能基团被破坏而显著减少。

18 种不同的左旋氨基酸在植物代谢中具有不同的功能，如果只提供它们中的一部分，植物在胁迫恢复下的需求未被完全满足，植物仍然需要合成其他所缺的氨基酸，大量的时间和能量被消耗，从而导致植物对胁迫危害的恢复显得缓慢低效，所以拥有各类氨基酸完整平衡配比的氨基酸肥料可以有效快速地加强作物在胁迫环境下的恢复。氨基酸在植物中的功能众多，以下是一些氨基酸的重要功能。

蛋白质生物合成

不同氨基酸的排列组合，可以生成无数不同的蛋白质。在植物体内，蛋白质几乎用于每个生物过程：结构（支持）、代谢（酶和刺激）、营养物质运输、氨基酸储备。植物根据生长的特定阶段、营养需求、压力等制造自己的蛋白质。而制造氨基酸是一个耗能过程，如果原材料存在，它们能高效地构建所需的蛋白质。因此，通过根或叶组织提供额外的 L-氨基酸可确保植物具有大量用于构建这些重要蛋白质的材料。

对非生物胁迫的抗性

非生物胁迫，如高/低温、干旱、水淹、施用化学农药引起的疾病、植物毒性效应等对植物新陈代谢带来负面影响，植物处于压力之下时，氨基酸的自我生产会变慢，因为这是一个高耗能的过程，从而降低作物的质量和产量。在压力条件之前、期间和之后，应用氨基酸肥料给植物直接提供具有预防和修复效果的氨基酸，植物可以利用外部施加的氨基酸从而节省能量消耗，提高应对非生物胁迫的抗性。比如在植物遇到高温或低温时，会增加自身L-脯氨酸的产生，以帮助减少影响并加快恢复时间，而通过叶面或根施富含L-脯氨酸的肥料直接补充L-脯氨酸，可以增强植物抗高/低温的能力和受其影响后的恢复能力。

光合作用

L-甘氨酸和 L-谷氨酸是叶绿素合成和组织形成的必需代谢物。给植物补充这两种氨基酸会提高植物叶绿素的浓度。更多的叶绿素意味着更多的光能吸收，从而增加光合作用。

稳定的有机氮源

能被植物利用的最常见的氮素形式是硝酸盐（NO3-）和铵盐（NH4+）。多数商业含氮素化肥大量含有这两种形式。植物也很容易利用这两种形式的氮。其实如今已经被科学试验证明，氨基酸、寡肽和小分子多肽也可以被植物直接吸收，一旦进入植物，通过直接利用的形式直接参与植物的各种代谢活动。

同时，过量的硝酸盐特别倾向于产生加速的生长和细胞伸长。随着快速生长的细胞形成，细胞壁被拉伸和变薄。这个较弱的组织成为入侵害虫的完美目标。你可以看到许多大田作物如玉米快速生长但植株较弱。过量的硝酸盐也会对其他重要的矿物质如钙，镁和钾产生拮抗作用。而当硝酸盐平衡并且氮由氨基酸等有机来源提供时，细胞倾向于以更自然和坚固的形状生长，强壮的健康植物细胞更能抵抗压力和攻击。

矿物螯合

氨基酸最重要的作用之一是提高营养元素的生物利用率。由于分子结构，离子电荷等原因，某些营养元素不能被植物直接吸收。L-氨基酸（和其他一些有机酸）可以“裹挟”并运输这些无法被直接摄取的矿物质到达植物体内被吸收利用。与氨基酸螯合，通过叶面施用氨基酸可以更高效地将矿物质输送到植物体内进而到达各个部位。 L-甘氨酸和 L-谷氨酸被认为是非常有效的螯合剂，主要是因为它们的分子量小，可以轻松地穿过细胞膜。除了增加良好的营养物质外，氨基酸还可以通过与多余的金属结合来降低植物和土壤中的金属毒性。

植物激素和生长因子的前体

某些氨基酸是各种植物激素和其他生长化合物的前体。L-甲硫氨酸是乙烯（对水果和花卉成熟很重要）和其他 生长因子如精胺和亚精胺的前体；L-色氨酸是生长素合成的前体（仅仅动物蛋白通过生物酶解方法才能产生） 。吲哚-3-乙酸（生根必需生长激素）需要 L-色氨酸 ；L-精氨酸是细胞分裂素产生的前体；几种氨基酸影响基因表达。

授粉和果实形成

氨基酸在植物峰值代谢活动期间被广泛使用。授粉和果实形成是植物最重要的两个生理时期，代谢活动增强。L-组氨酸有助于水果成熟；L-脯氨酸提高花粉育性；L-赖氨酸，L-蛋氨酸和 L-谷氨酸增加花粉萌发和花粉管长度；L-丙氨酸，L-缬氨酸和 L-亮氨酸可改善水果质量。

土壤中的微生物活性

由于所有生命都依赖于氨基酸，这包括生活在根区域内和周围的所有微生物。这些微生物与植物一样利用氨基酸，土壤中的氨基酸提供了丰富的有机物质来源，有助

于建立土壤团粒结构，提高肥力和保水性。

作者：杨光

氨基酸，不为人知的力量,不是人体必备的氨基酸