Изучение доступности аминокислот для адгезированных бактерий интересно тем, что среди них можно найти вещества как катионной, так и анионной природы, т. е. они могут подвергаться как положительной, так и отрицательной адсорбции.
Закономерности адсорбции аминокислот довольно хорошо изучены. Рассмотрим более подробно адсорбцию аминокислот на некоторых минералах. Адсорбция зависит как от свойств самих аминокислот, так и от особенностей минералов. Протекает она быстро, так как аминокислоты адсорбируются на минералах по законам обмена катионов. Обмен аминокислот на минеральные катионы происходит в эквивалентных количествах, что было подтверждено в наших опытах с адсорбцией аргинина, лизина и гистидина на К+-, Са2+-, Мg2+-бентоните. Однако при адсорбции очень малых количеств аминокислот их не удалось извлечь с помощью катионного обмена. Видимо, в данном случае действует другой механизм их закрепления. Некоторые другие воздействия также приводили к отклонению от простых закономерностей адсорбции. Так, после подсушивания адсорбентов с аминокислотами удавалось извлечь меньшее количество аминокислоты, чем до высушивания, т. е. высушивание способствовало более прочному закреплению этих веществ. Адсорбция аминокислот несколько увеличивалась после автоклавирования (120°) раствора аминокислоты с адсорбентом, что объясняется лучшим проникновением молекул органических веществ внутрь кристаллической решетки бентонита при высоких температурах.
Изотермы адсорбции основных аминокислот в исследованном интервале концентраций, вычисленные в логарифмическом выражении, представляли собой прямые линии, что подтверждает обменную природу адсорбции. Максимальная адсорбция лизина, при которой, однако, еще не было достигнуто насыщение минерала аминокислотой, составила для Н-каолинита 400, для Н-бентонита — 2240 мг/100 г минерала.
Таким образом, основные аминокислоты могут в больших количествах адсорбироваться на глинистых минералах. Причем при поглощении больших количеств основных аминокислот происходит сильная агрегация частиц минерала. Величина агрегатов достигает 1 мм. При адсорбции небольших количеств аминокислот образования таких агрегатов не происходит.
Наибольшей поглотительной способностью отличаются монтмориллониты, особенно гумбрин и бентонит, намного слабее поглощали аминокислоты каолинит и монотермит. Например, гумбрин адсорбировал 1600 мг аргинина, бентонит — 1300, а каолинит и монотермит поглощали этой аминокислоты 600 и 700 мг/100 г минерала, т. е. в 2 раза меньше. По способности адсорбировать аминокислоты минералы располагаются в следующий ряд: гумбрин>бентонит>кил> нонтронит>монотермит>каолинит.
В наибольшем количестве адсорбировались аминокислоты, обладающие свойствами оснований. Особенно сильно все минералы поглощали аргинин, несколько слабее — гистидин, еще слабее — лизин. Циклические нейтральные аминокислоты (триптофан, фенилаланин) адсорбировались в больших количествах, но слабее основных. Кислые аминокислоты (глутаминовая, аспарагиновая) практически не адсорбировались.
Почвы адсорбировали аминокислоты слабее, чем минералы монтмориллонитовой группы, и были ближе в этом отношении к каолиниту.
Наибольшей адсорбционной способностью отличались черноземы, наименьшей — дерново-подзолистые почвы и красноземы.