摘(zhai)要：以(yi)低成(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)泔(gan)水(shui)油和(he)豆粕(po)為(wei)碳、氮源，發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)培養不動桿(gan)菌(jun)菌(jun)株XH-2(Acinetobacter sp.XH-2)生(sheng)產(chan)生(sheng)物表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)。以(yi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力及排油圈直徑為(wei)考(kao)察(cha)指標(biao)，對菌(jun)株XH-2產(chan)生(sheng)物表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)條件(jian)進(jin)行單因素(su)優(you)化，并研究了該生(sheng)物表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)穩定性(xing)。結果(guo)表(biao)(biao)明，菌(jun)株XH-2在最優(you)培養基(泔(gan)水(shui)油3%、豆粕(po)5%、氯(lv)化鎂(mei)2%、磷酸氫二鉀6%、磷酸二氫鉀3.8%、三氯(lv)化鐵0.5%、氯(lv)化鈉2%和(he)初(chu)始(shi)pH值(zhi)6.0)中發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)培養2 d后，所產(chan)的(de)(de)(de)生(sheng)物表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)臨界膠束濃度(du)為(wei)200 mg·L-1，其使發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)液的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力由(you)73.01 mN·m-1降至25.25 mN·m-1，具有廣泛的(de)(de)(de)溫度(du)、pH值(zhi)和(he)鹽度(du)適(shi)應(ying)性(xing)，初(chu)步的(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)分(fen)析結果(guo)表(biao)(biao)明該生(sheng)物表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)可能為(wei)糖(tang)脂(zhi)類(lei)。

生(sheng)(sheng)物表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(biosurfactants)是(shi)微(wei)生(sheng)(sheng)物(主要(yao)有假單胞菌(jun)(jun)屬、芽孢桿菌(jun)(jun)屬和(he)酵母菌(jun)(jun)等(deng))在代謝過(guo)程(cheng)中產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)一(yi)(yi)類(lei)集(ji)親(qin)水(shui)基(ji)和(he)疏水(shui)基(ji)于一(yi)(yi)體(ti)的(de)兩親(qin)化(hua)合物，具(ju)有一(yi)(yi)定的(de)界面(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)；主要(yao)包括糖(tang)脂(zhi)、磷脂(zhi)、脂(zhi)肽(tai)、脂(zhi)肪(fang)酸、多糖(tang)-脂(zhi)類(lei)復(fu)合物和(he)中性(xing)(xing)(xing)脂(zhi)等(deng)，已知的(de)生(sheng)(sheng)物表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)以(yi)糖(tang)脂(zhi)為(wei)主。與化(hua)學表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)相(xiang)比，生(sheng)(sheng)物表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)具(ju)有降低(di)溶液(ye)表(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)、增(zeng)加泡沫、低(di)毒或無(wu)毒、可生(sheng)(sheng)物降解、無(wu)污染、生(sheng)(sheng)物相(xiang)容(rong)性(xing)(xing)(xing)良好、乳化(hua)性(xing)(xing)(xing)高(gao)(gao)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)高(gao)(gao)以(yi)及可引入化(hua)學法難以(yi)合成(cheng)的(de)化(hua)學基(ji)團等(deng)優點。因此，生(sheng)(sheng)物表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)已在石(shi)油、洗(xi)滌、醫藥、化(hua)妝(zhuang)品等(deng)領域得(de)到廣泛(fan)的(de)應用，尤其在修復(fu)被石(shi)油污染的(de)土(tu)壤(rang)、提高(gao)(gao)原(yuan)油采收率等(deng)方面(mian)。然(ran)而，通過(guo)微(wei)生(sheng)(sheng)物合成(cheng)生(sheng)(sheng)物表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)因受(shou)產(chan)(chan)量低(di)、成(cheng)本高(gao)(gao)等(deng)因素的(de)制約，尚未能實現真正的(de)商(shang)業(ye)化(hua)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)，尋找并利用營(ying)養豐(feng)富的(de)廉價原(yuan)料(liao)作為(wei)發(fa)酵基(ji)質逐漸(jian)成(cheng)為(wei)研究的(de)熱點。開發(fa)利用工(gong)農業(ye)廢料(liao)、非食用油、餐飲廢油生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)物表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)(ji)，不但可緩解環境壓力(li)，變廢為(wei)寶(bao)，還(huan)可降低(di)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)本。

作者在此(ci)以低成(cheng)本的(de)泔(gan)水油、豆粕作為(wei)發(fa)酵培養基(ji)的(de)碳(tan)、氮源，對本實(shi)驗室篩選(xuan)的(de)不(bu)動桿(gan)菌菌株(zhu)XH-2(Acinetobactersp.XH-2)產生物表面活性(xing)劑的(de)發(fa)酵條件進(jin)行優化，并對菌株(zhu)所產的(de)生物表面活性(xing)劑的(de)性(xing)質(zhi)及(ji)成(cheng)分進(jin)行研(yan)究，擬為(wei)后續的(de)應用(yong)開發(fa)奠定理論基(ji)礎。

1實驗

1.1培養基與儀器

種子(zi)培養基：酵母(mu)提取(qu)物0.5%、蛋白胨1%、氯(lv)化鈉(na)1%。

基礎培養基：氯化(hua)鎂2%、磷酸(suan)氫二鉀6%、磷酸(suan)二氫鉀3.8%、三(san)氯化(hua)鐵0.5%、氯化(hua)銨5%。

振蕩培養箱；分光光度計；全自動表面張力儀；傅立(li)葉變換(huan)紅外(wai)光譜儀。

1.2生物表面(mian)活性劑發酵條件的優(you)化(hua)

1.2.1生(sheng)物表面(mian)活性劑表面(mian)活性的測定

排油(you)圈直(zhi)(zhi)徑(jing)的(de)測定(ding)：參照Chandankere等的(de)方法，略有改進。取一培養皿，加入60mL蒸餾水、5mL液(ye)體石(shi)蠟(la)和(he)少量蘇丹(dan)Ⅲ溶液(ye)，形成均勻的(de)油(you)膜(mo)(mo)。在油(you)膜(mo)(mo)中(zhong)心垂直(zhi)(zhi)滴加1mL離心后的(de)發酵液(ye)上(shang)清液(ye)，油(you)膜(mo)(mo)被擠向四周形成一個圓圈，測量其直(zhi)(zhi)徑(jing)。排油(you)圈直(zhi)(zhi)徑(jing)與生物表面活性劑含(han)量成正(zheng)比。

表面(mian)張力(li)的(de)測(ce)定：將(jiang)發酵液(ye)于10 000r·min-1離心(xin)20min，取(qu)上清液(ye)利(li)用圓環法測(ce)定表面(mian)張力(li)。

1.2.2碳源對菌株產生物表面活性劑(ji)的影響

在基(ji)礎培養基(ji)中(zhong)分別添加淀粉、乳清(qing)粉、蔗糖、葡萄糖、玉米(mi)芯、柴油、甘油、防(fang)腐(fu)油、泔水(shui)油，濃度均為2%；確定最(zui)適碳源(yuan)后(hou)，設置碳源(yuan)的(de)濃度梯度為1%、2%、3%、4%、5%；等量接種(zhong)菌株(zhu)XH-2于(yu)30℃、160r·min-1條件下搖瓶發酵(jiao)培養2d，取(qu)離心后(hou)的(de)發酵(jiao)液(ye)上(shang)清(qing)液(ye)測定排油圈直徑(jing)及表(biao)面(mian)張力，確定菌株(zhu)XH-2發酵(jiao)培養基(ji)的(de)最(zui)佳(jia)碳源(yuan)及其濃度。

1.2.3氮源(yuan)對菌株(zhu)產生物表面活性劑的影(ying)響

在添加優化(hua)碳(tan)源(yuan)的(de)基礎培(pei)養基中，分別以濃度(du)為(wei)(wei)2%的(de)蛋白胨、豆粕(po)、酵母提(ti)取物(酵提(ti))、硝酸鈉、氯(lv)化(hua)銨(an)(an)、硫酸銨(an)(an)、尿(niao)素為(wei)(wei)氮源(yuan)替換原有的(de)氯(lv)化(hua)銨(an)(an)；確(que)定(ding)最適(shi)氮源(yuan)后，設(she)置(zhi)氮源(yuan)的(de)濃度(du)梯(ti)度(du)為(wei)(wei)0.5%、1%、2%、3%、5%；等量接種(zhong)菌株XH-2于30℃、160r·min-1條件下搖瓶(ping)發酵培(pei)養2d，取離心后的(de)發酵液(ye)上清液(ye)測定(ding)排油圈(quan)直徑及表面張力，確(que)定(ding)菌株XH-2發酵培(pei)養基的(de)最適(shi)氮源(yuan)及其濃度(du)。

1.2.4接種量對菌株產生物表(biao)面活性劑(ji)的影響

取優化碳、氮源后(hou)的基(ji)礎培養基(ji)，將菌株XH-2接(jie)種量(V/V，下同)分別設置(zhi)為1%、2%、4%、6%、8%，在30℃、160r·min-1條件下搖(yao)瓶發(fa)酵2d，取離心后(hou)的發(fa)酵液上(shang)清液測定排油圈(quan)直徑及表面張力(li)，確定菌株XH-2的最佳接(jie)種量。

1.2.5鹽度(du)對菌株產生物(wu)表面(mian)活性劑的(de)影響

按(an)4%接(jie)種量接(jie)種菌株(zhu)XH-2于添加不同濃度(du)氯化(hua)鈉的(de)優化(hua)后(hou)的(de)培養(yang)基(ji)中，在30℃、160r·min-1條件下搖瓶發(fa)酵(jiao)2d，取離(li)心后(hou)的(de)發(fa)酵(jiao)液上清液測(ce)定排油圈直徑(jing)及表面張力，確(que)定菌株(zhu)XH-2發(fa)酵(jiao)培養(yang)基(ji)的(de)最適(shi)鹽度(du)。

1.2.6初始(shi)pH值對菌株(zhu)產生物(wu)表面活性劑的影響

用1mol·L-1HCl溶液或(huo)1mol·L-1NaOH溶液調節(jie)優化后(hou)的培(pei)養(yang)基(ji)，使其(qi)初(chu)始(shi)pH值分別為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，在30℃、160r·min-1條件下搖瓶發酵(jiao)2d，取離心后(hou)的發酵(jiao)液上清液測(ce)定排油圈直徑及表面張力，確(que)定菌株(zhu)XH-2發酵(jiao)培(pei)養(yang)基(ji)的最適(shi)初(chu)始(shi)pH值。