2.3生(sheng)物表面活性劑的耐受性

生物(wu)表(biao)面(mian)活性(xing)劑在(zai)實際應(ying)用中的環(huan)境比(bi)較復雜，因而(er)必須具有較好的溫度(du)(du)、pH值(zhi)和(he)鹽度(du)(du)的耐(nai)受性(xing)和(he)穩定性(xing)。菌株XH-2產生物(wu)表(biao)面(mian)活性(xing)劑在(zai)不(bu)同溫度(du)(du)、pH值(zhi)和(he)鹽度(du)(du)條件下的穩定性(xing)變化(hua)情況見(jian)表(biao)1。

表(biao)1溫度、pH值和鹽(yan)度對生物表(biao)面活性劑(ji)穩定性的影響

由表(biao)1可知，菌株(zhu)XH-2所(suo)產生物(wu)(wu)表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)在(zai)(zai)4℃、室溫(wen)、60℃、100℃條(tiao)件下，處理30 min后的表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)變(bian)化(hua)(hua)不(bu)大，均在(zai)(zai)31.72~33.12 mN·m-1范(fan)(fan)圍(wei)內，表(biao)明(ming)(ming)其具有良(liang)好的溫(wen)度(du)穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)，且對(dui)高溫(wen)具有一(yi)定的耐受性(xing)(xing)。菌株(zhu)XH-2所(suo)產生物(wu)(wu)表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)在(zai)(zai)不(bu)同pH值(zhi)(zhi)條(tiao)件下處理12 h后，其表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)的變(bian)化(hua)(hua)很小，均在(zai)(zai)31.37~32.07 mN·m-1范(fan)(fan)圍(wei)內，表(biao)明(ming)(ming)該生物(wu)(wu)表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)對(dui)pH值(zhi)(zhi)的耐受范(fan)(fan)圍(wei)較寬。在(zai)(zai)鹽度(du)低于9%時，菌株(zhu)XH-2所(suo)產生物(wu)(wu)表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)都有表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)，且表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)維持在(zai)(zai)相對(dui)穩(wen)(wen)定的范(fan)(fan)圍(wei)(30.39~33.57 mN·m-1)內，表(biao)明(ming)(ming)該生物(wu)(wu)表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)對(dui)鹽度(du)有一(yi)定的耐受能力(li)，可應用于高礦化(hua)(hua)度(du)環(huan)境中。

2.4生物表面活(huo)性劑臨界膠束濃度(du)的確定

臨界(jie)膠束濃度(du)(du)(CMC)是表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑分(fen)子在(zai)溶劑中(zhong)締合形成膠束的最低(di)濃度(du)(du)，當溶液達到CMC時，溶液的表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力降至最低(di)，此時再(zai)(zai)提高(gao)表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑濃度(du)(du)，溶液的表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力也不再(zai)(zai)降低(di)，而(er)是形成大量(liang)膠團(tuan)(tuan)。CMC是表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑的一種量(liang)度(du)(du)，其值越低(di)，表(biao)(biao)明該(gai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑形成膠團(tuan)(tuan)所需的濃度(du)(du)越低(di)，表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)越高(gao)。通過測(ce)定(ding)不同(tong)濃度(du)(du)生物表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)劑溶液的表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力來(lai)確定(ding)CMC，結(jie)果見(jian)圖3。

圖3菌株XH-2所產生(sheng)物(wu)表(biao)面活性(xing)劑(ji)臨界膠(jiao)束濃度的測定

由圖3可(ke)知(zhi)，生物表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)濃度(du)(du)從0 mg·L-1升至(zhi)(zhi)50 mg·L-1時，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)從75 mN·m-1快速降(jiang)至(zhi)(zhi)38.58 mN·m-1；隨著生物表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)濃度(du)(du)的(de)增加，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)略有降(jiang)低(di)；當生物表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)濃度(du)(du)達到200 mg·L-1時，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)降(jiang)至(zhi)(zhi)33.12 mN·m-1；當生物表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)濃度(du)(du)高于200 mg·L-1后，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)幾乎不再下(xia)降(jiang)；因(yin)此(ci)，該(gai)生物表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)的(de)CMC值為(wei)(wei)200 mg·L-1。常用的(de)化(hua)學表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)如十二烷(wan)基磺(huang)酸(suan)鈉(SDS)、十六(liu)烷(wan)基三甲基溴化(hua)銨(CTAB)的(de)CMC值分(fen)別(bie)為(wei)(wei)2 120 mg·L-1、1 300 mg·L-1。相比(bi)較而(er)言，該(gai)生物表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)的(de)CMC值明(ming)(ming)顯低(di)于常用化(hua)學表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)，表(biao)(biao)明(ming)(ming)其具有良好的(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)，更利于實際應用。

2.5生物表面活(huo)性劑(ji)的鑒定

將生(sheng)物表面(mian)(mian)活(huo)(huo)性劑(ji)溶(rong)液(ye)與亞(ya)甲基藍-氯仿試劑(ji)混(hun)合均勻，靜置幾(ji)分鐘后進行觀察。發現水層顏(yan)色變深，表明發酵液(ye)中的生(sheng)物表面(mian)(mian)活(huo)(huo)性劑(ji)為(wei)陽(yang)離子型表面(mian)(mian)活(huo)(huo)性劑(ji)。將生(sheng)物表面(mian)(mian)活(huo)(huo)性劑(ji)溶(rong)液(ye)用鹽酸溶(rong)液(ye)調pH值至2靜置過夜(ye)，結果無(wu)白(bai)色沉淀(dian)產生(sheng)，表明XH-2菌株所產生(sheng)物表面(mian)(mian)活(huo)(huo)性劑(ji)可能為(wei)糖(tang)脂(zhi)類。

菌株(zhu)XH-2所產(chan)生物(wu)表面活性劑的紅(hong)外光譜如圖(tu)4所示。

圖4菌株XH-2所產(chan)生物(wu)表面活性劑(ji)的紅外(wai)光譜

由圖(tu)4可(ke)看出(chu)，3 389.6 cm-1附(fu)(fu)近(jin)出(chu)現了強(qiang)而(er)寬的(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)峰，表明(ming)該分子(zi)中存(cun)在(zai)大量(liang)-OH；2 924.1 cm-1和2 853.8 cm-1處(chu)為(wei)脂肪族C-H的(de)(de)振(zhen)(zhen)動吸(xi)收(shou)(shou)峰，而(er)1 459.9 cm-1附(fu)(fu)近(jin)的(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)峰由碳鏈分子(zi)上連續的(de)(de)C-H振(zhen)(zhen)動引起；1 671.1 cm-1處(chu)的(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)峰來(lai)自羰基(ji)(ji)的(de)(de)伸縮振(zhen)(zhen)動；1 727.8 cm-1附(fu)(fu)近(jin)有(you)較強(qiang)且尖(jian)的(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)峰，表明(ming)有(you)酯基(ji)(ji)存(cun)在(zai)；1 074.3 cm-1與1 025.3 cm-1處(chu)的(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)峰來(lai)自C-O-C鍵的(de)(de)伸縮振(zhen)(zhen)動，表明(ming)該分子(zi)中存(cun)在(zai)羧酸酯基(ji)(ji)團。由紅(hong)外光譜(pu)分析結果(guo)和相關(guan)文獻可(ke)初步推(tui)斷該生物表面活性劑為(wei)糖脂類化(hua)合物，但由于其分子(zi)結構(gou)復雜，具體結構(gou)還有(you)待(dai)進一步研究。

3結論

以低(di)成本的泔水(shui)油(you)(you)和豆(dou)粕(po)為碳(tan)(tan)、氮源(yuan)，發酵(jiao)(jiao)培(pei)(pei)養不動桿(gan)菌(jun)菌(jun)株(zhu)XH-2(Acinetobactersp.XH-2)生(sheng)產(chan)生(sheng)物表面活性劑。菌(jun)株(zhu)XH-2產(chan)生(sheng)物表面活性劑的最佳碳(tan)(tan)、氮源(yuan)分(fen)別為3%泔水(shui)油(you)(you)和5%豆(dou)粕(po)；最佳接種量、鹽度和初始pH值分(fen)別為4%、2%和6.0。菌(jun)株(zhu)XH-2在優(you)化后的培(pei)(pei)養基中發酵(jiao)(jiao)培(pei)(pei)養，發酵(jiao)(jiao)液(ye)的表面張力由73.01 mN·m-1降(jiang)至25.25 mN·m-1。

菌株(zhu)XH-2所產生(sheng)物表面(mian)活性(xing)(xing)劑具有(you)溫度、pH值(zhi)(zhi)和鹽度穩(wen)定性(xing)(xing)，其臨界膠(jiao)束濃度為(wei)200 mg·L-1，明(ming)顯低于常用(yong)的(de)化學(xue)表面(mian)活性(xing)(xing)劑，具有(you)良好(hao)的(de)工業(ye)應用(yong)價值(zhi)(zhi)。