5 10 15 20 25 30 35 40 利用工农业副产品和废弃物生产生物表面 # 活性剂 ** 郭延萍, 柯林 ( 华南理工大学环境科学与工程学院, 广州 510000) 摘要 : 生物表面活性剂是由微生物产生的一类具有表面活性的环境友好型物质, 但由于高昂的生产成本, 限制了生物表面活性剂的商业化生产和应用 本文简要介绍了几种主要的生物表面活性剂及对应的生物表面活性剂产生菌, 围绕着生物表面活性剂区别于化学合成表面活性剂的几个优点, 重点阐述了国内外利用不同廉价的工农业副产品或废料来作为碳源生产生物表面活性剂的研究概况, 并对生物表面活性剂今后的发展方向和研究重点做了展望 关键词 : 生物表面活性剂 ; 表面活性剂产生菌 ; 优点 ; 廉价工农业副产品或废料中图分类号 :X59 Biosurfacants production using agro-insustry by products or wastes Guo Yanping, Lelin (Environment Science and Engineering School,South China University of Technology, Guanghzou 510000) Abstract: Biosurfactants are a kind of compounds with surface activity produced by microorganisms,they are a up and coming star in biosurfactants family. However, their cost of production is very expensive and yield is poor,which restricts their commercial production and application.this papper introduces several main biosurfactants and there microbial sources briefly, revoles around several advantages that the biosurfactants are different from chemical synthesis surfactants, expounds the general situation that using different cheap agro-industrial byproducts or wastes as carbon source for biosurfactants production,and prospects the future direction of biosurfactants development and research emphasis. Key words: biosurfcant ;biosurfactant produced bacteria; advantages ;cheap agro-industrial by-products or wastes 0 引言 表面活性剂是一类由疏水基和亲水基构成的两性化合物, 它可以降低气 / 液间的表面张力和油 / 液间的界面张力, 促进有机化合物在水中的溶解 全球每年用于生产表面活性剂的 [1] 资金超过了 90 亿美元 大部分的表面活性剂是石油经过一系列的化学过程后合成的, 它们对环境具有危害性, 不容易生物降解, 而且生产过程和副产物也对环境有危害, 造成二次污染 随着人们环境意识的增加, 表面活性剂的环境相容性成了他们应用的重要因素, 因此 绿色表面活性剂 生物表面活性剂的生产和应用受到了越来越多地关注 生物表面活性剂是由各种各样的微生物 ( 细菌, 真菌, 酵母菌 ) [2] 通过发酵和酶合成过程产生的代谢产物 和合成的表面活性剂相比, 生物表面活性剂有很多优点, 如无毒或低毒 对环境友好性 可生物降解 结构多样等 尽管生物表面活性剂有很多良好的特性, 但是就 基金项目 : 教育部博士点专项基金 (20090172120032) 作者简介 : 郭延萍 (1987), 女, 硕士研究生, 污染控制与环境修复技术通信联系人 : 柯林 (1973-), 男, 教授, 主要研究方向 : 污染生态学. E-mail: kelin@scut.edu.cn - 1 -
45 50 目前来说, 由于生物表面活性剂生产的成本高而且产量低, 所以它还不能与合成表面活性剂相竞争, 合成表面活性剂仍然占主导地位 为了解决生物表面活性剂生产成本的问题, 好多研究中利用低成本的原料或工农业副产品为碳源, 通过发酵生产生物表面活性剂, 得到了性能良好的表面活性剂 全世界每年大约会产生几百万吨的有害和无害废物, 对各个行业来说对这些废物的处理和处置是一个很重的经济负担, 因此, 迫切需求一个好的废物处理方法 在利用废弃物或工农业副产品发酵的过程中既能处理废物, 减少环境的压力, 又能变废为宝, 生产生物表面活性剂, 减轻经济负担, 达到了双赢的目的 作为一种环境友好的 可生物降解的物质, 生物表面活性剂可用于日常生活中的各个方面, 比如制药 食品 化妆品 石油的开采和回收 生物修复 ( 重金属污染, 多环芳烃污染, 石油污染土壤的修复 ) 等 1 生物表面活性剂产生菌及生物表面活性剂的种类 生物表面活性剂是按照他们的结构 分子量的大小及产生菌来分类的 表 1 是几种主要 的生物表面活性剂及其产生菌 表 1 主要的生物表面活性剂及其微生物来源 生物表面活性剂 微生物来源 参考文献 鼠李糖脂 铜绿假单胞菌 (P.aeruginosa) [3] 纤维二糖 脂玉米黑粉菌 (Ustilago zeae) [4] 海藻糖 红串红球菌 (Rhodococcus erythropolis) [5] 灰暗诺卡氏菌 (Nocardia erythropolis) [6] 槐糖脂 球拟酵母 (Torulopsis bombicola) [7] 茂物假丝酵母 (Candida bigoriensis) [8] 脂肽 地衣芽孢杆菌 (Bacillus licheniformis) [9] 粘液菌素 荧光假单胞菌 (P. fluorescens) [10] 枯草杆菌蛋白酶 枯草芽孢杆菌 (B. subtilis) [11] 短杆菌肽 短芽孢杆菌 (B. brevis) [12] 多粘菌素 多粘芽孢杆菌 (B. polymyxa) [13] 脂肪酸 磷脂 氧化硫硫杆菌 (Thiobacillus thiooxidans) [14] 多聚表面活性剂 热带假丝酵母 (Candida tropicalis) [15] 乙酸钙不动菌 (A cinetobacter calcoacetious) [16] 55 2 生物表面活性剂的优点 60 生物表面活性剂是表面活性剂家族中的后起之秀, 同合成表面活性剂相比, 除了具有显著降低表面张力, 稳定乳状液, 较低的临界胶束浓度等特点外, 还具有无毒或低毒 环境友好性 结构多样性 可生物降解 抗病毒及抗肿瘤等药理作用和免疫功能 在极端环境 ( 高温 较低或较高 PH 高盐) 中稳定的 可以用可再生或廉价的原料来生产和可以通过生物 - 2 -
技术和基因工程对表面活性剂产生菌进行改良以提高产量等独特的优点 2.1 无毒或低毒 Silva [17] 以甘油为基质通过 Pseudomonas aeruginosa UCP0992 来生产表面活性剂 对分离到的表面活性剂进行了动物毒性和植物毒性实验 当表面活性剂的浓度为 700mg/l(CMC) 65 和 525mg/l 时, 丰年虾的死亡率分别为 100% 和 50%, 当表面活性剂的浓度较小时, 没有观 察到丰年虾的死亡 此外菌株 Gordonia sp. [18] 产生的表面活性剂 JE1058BS 的毒性实验表明此种表面活性剂对海洋幼虫, 虾和鱼的毒性都很低 在植物毒性实验中,Silva 研究了生物表面活性剂对卷心菜发芽率和根的伸长率的影响, 结果表明当生物表面活性剂的浓度为 175,350,525,700 mg/l 时相应的发芽指数 (GI) 分别是 245,187,132 和 86% 通常认 70 为当 GI 等于 80% 是没有植物毒性的指标,Silva 的实验表明生物表面活性剂没有植物毒性 生物表面活性剂的无毒和低毒性决定了生物表面化活性剂应用的安全性 2.2 抗菌, 抗病毒 Benincasa [19] 和他的团队利用皂料为唯一碳源, 通过分批培养后从石油污染的土壤中分离到了一株表面活性剂产生菌 (Pseudomonas aeruginosa strain LB1) 实验中分离到的表面 75 活性剂表现出了对细菌和致植物病毒的真菌的抵抗活性 此外, 有研究表明由铜绿假单胞菌合成的生物表面活性剂 ( 鼠李糖脂 ) 的浓度大于 400mg/l 时能杀死那些有害的藻花, 比如异 [20] [21] 湾藻 Enterobacter sp.ms16 合成的生物表面活性剂有很强的抗真菌能力, 并且当浓度达到 12.5mg/ml 时能够完全抑制 Aspergillus niger 和 penicillium chrysogenum 的生长 Lactobacillus paracasei ssp. paracasei A20 [22] 产生的生物表面活性剂的浓度达到 25-50mg/ml 80 85 对细菌, 真菌和酵母菌都有较强的抵抗能力 Candida lipolytica UCP0988 产生的表面活性剂 Rufisan 对大部分微生物都有抵抗活性, 当表面活性剂的浓度高于它的临界胶束浓度时, 对链球菌 (Streptococcus agalactiae, Streptococcus mutans,streptococcus mutans NS, Streptococcus mutans HG,Streptococcus sanguis 12,Streptococcus oralis J22) 的抵抗力最强 生物表面活性剂的抗菌, 抗病毒和抗藻性能决定了它可以应用到生物医学和环境工程中, 比如抗植物烟草花叶病毒的药物的生产, 疾病和传染病的治疗和水体富营养化应急的治理 2.3 稳定性 Humberto [23] 的团队在利用花生油精炼厂废渣和玉米浸泡液分别为碳源和氮源来通过菌株 Candida Sphaerica UCP0995 来生产表面活性剂的实验中研究了生物表面活性剂的稳定性 实验结果表明该表面活性剂在 NaCl 浓度为 2%-10%, 温度为 4-120,PH 值在 2-12 时, 90 表面张力的减小量和对机油的乳化能力基本保持不变 Sanket [24] 在实验中分离到的生物表面活性剂对温度,PH 值和盐度都有较好的稳定性, 它能在 80 下稳定 9 天,PH 值在 6-7, 盐 度高达 7% 时, 依然具有活性 生物表面活性剂良好的稳定性决定了它广阔的应用范围, 比如海洋环境或必须要通过加热来灭菌的工业中 2.4 改良菌种, 提高产量 95 基因工程或诱变育种技术来改良菌种, 提高生物表面活性剂的产量 Zulfiqar [25] 等利用植物油精炼厂的废弃物作为碳源, 得到了一株铜绿假单胞 (Pseudomonas aeruginosa)s8, [26] 经 400Gy - 射线诱变得到菌株 ENB-8, 该菌株的鼠李糖脂产量高达 8.5g/l 沈薇等采用 - 3 -
100 UV-UV+LiCl 对铜绿假单胞菌的野生菌株诱变, 筛选出一株糖脂产量较高的菌株, 可将产量 [27] 由 4.1g/l 提高到 6.8g/l 刘七等利用紫外和甲基磺酸乙酯复合诱变, 筛选到了一株性能优良的菌株, 能使表面张力降低 32.8%, 在 72 高温和 30% 的矿化度下生长, 有望用于微生 物强化采油研究 2.5 结构多样性 生物表面活性剂的组成很复杂 不同的菌种, 不同的基质会产生组成和结构不同的生物表面活性 图 1 是一些常见的生物表面活性剂的化学结构 105 (a) 甘露糖赤藓糖醇脂 (Mannosylerythritol lipid) (b) 表面活性素 (Surfactin) (c) 海藻糖脂 (Trehalose lipid)(d) 槐糖脂 (Sophorolipid) (e) 鼠李糖脂 (Rhamnolipid) (f) 苦杏仁酵素 (Emulsan) [28] 图 1. 常见生物表面活性剂的化学结构 110 115 2.6 利用廉价的工农业副产品来生产生物表面活性剂目前, 由于生产成本和产量的限制, 生物表面活性剂的生产依然局限在实验室水平 在资源短缺和环境恶化的背景下, 利用廉价的工农业副产品生产表面活性剂提高了生物表面活性剂商业化生产的可行性 很多研究者已经用工农业副产品, 比如废气的润滑油, 土豆加工厂的废水, 木薯粉加工废水, 植物油精炼厂的废渣, 糖蜜, 用过的葵花油, 花生油, 脱油的种子饼等在来生产表面活性剂 ( 实验室规模 ), 获得了不错的效果 2.6.1 粗甘油 120 甘油是柴油生产过程中的副产物, 在整个的柴油生产过程中甘油产量占 10% [29] 随着对柴油需求量的增加, 粗甘油的产量也会增加, 那么在不久的将来粗甘油的价格势必也会降低 和纯甘油相比, 粗甘油可作为廉价的发酵原料来生产生物表面活性剂, 并且以这种方式利用粗甘油能让柴油产业获得额外的利益 Andreia [30] 等研究了以粗甘油为唯一碳源时, 菌株 Bacillus subtilis LSFM-05 生产表面活性剂的过程 结果表明经过 36h 的发酵后, 发酵液的表面张力减少到了 29.5mN/m, 生物表面活性剂的浓度为 0.92g/l, 发酵 60h 后生物表面活性剂的浓度达到了最大值 1.38 g/l, 相应的表面张力为 31.2 mn/m - 4 -
125 2.6.2 油类或含油的废弃物质 [31] 全球的植物油和动物脂肪的产量大约是 250-300 万吨, 其中有 75% 来自于植物 油和脂肪的应用会产生大量的废物, 比如牛脂, 猪油和游离脂肪酸 这些废物的处理和处置是一个很严重的环境问题, 通过微生物的转化来将这些东西变废为宝生产生物表面活性剂是一个集经济效益和环境效益于一体的废物利用方法 130 135 140 145 150 155 160 橄榄油的提取过程中要用到大量的水, 同时会产生大量的橄榄油压榨废水 橄榄油压榨废水是一种黑色的液体, 其中含有丰富的有机物 ( 糖, 蛋白质, 有机酸和剩余的油 ) 和有毒物质 ( 多酚 ) 菌株 Pseudomonas sp.jamm 利用橄榄油压榨厂的废水为碳源, 生产生物表面活性剂的实验结果表明 Pseudomonas sp.jamm 菌在介质中生长良好, 介质的表面张力和界面张力分别从 40N/m 和 21N/ 降到了 30N/m 和 5N/m, 乳化指数从 10% 增加到了 65-70% [32] Abalos 等人用豆油精炼厂的废渣为碳源, 研究了 Pseudomonas aeruginosa AT110 菌株产生鼠李糖脂的情况, 研究表明鼠李糖脂的生产过程分为两个阶段 第一个阶段中鼠李糖脂的产量为 3.4g/l, 体积产率为 0.06g/l.h, 第二阶段鼠李糖脂的产量为 5.64g/l, 体积产率增加了 0.22 g/l.h, 介质的表面张力减小到了 26.8mN/m, 临界胶束浓度为 120mg/l Humberto [33] 的团队在蒸馏水中加了 5% 的花生油精炼厂的残渣和 2.5% 玉米浸泡液分别为碳源和氮源来培养一株假丝酵母球菌 (Candida Sphaerica UCP0995) 实验中分离到的表面活性剂的产量为 4.5g/l 该生物表面活性剂可以将介质的表面张力减少到 26 mn/m, 临界胶束浓度为 0.08% Rufino [34] 也得到了相似的结果 他利用豆油精炼厂的废渣为菌株 Candida lipolytica UCP0988 的碳源生产表面活性性剂 经过 72h 的发酵后, 分离到的表面活性剂的量从 0.75-12mg/l 不等, 分离到的表面活性剂能将水的表面张力从 70 mn/m 降低到 25.3mN/m, 临界胶束浓度为 3mg/l 在食品加工和家庭生活中会用到大量的煎炸油 用过的植物油被认为是一类不确定的废物, 会造成环境污染 微生物能利用植物油为碳源生长的同时能合成新的物质, 比如脂肪酶 生物柴油等 Haba [35] 等人对用过的橄榄油, 葵花有和没有用过的的橄榄油, 葵花油的成分作了比较分析, 结果发现在用过的油中含有 22.25% 的短链脂肪酸 ( 肉豆蔻酸和月桂酸 ) 在他们的实验中, 他们分别以废弃的橄榄油和葵花油为碳源, 通过深层培养筛选到了 36 株表面活性剂产生菌, 经过 72 小时的培养后, 大部分的假单胞菌 (Pseudomonas) 表现出了良好的生长能力, 而且介质的表面张力减小到 35N/m 以下 与假单胞菌相比, 芽孢杆菌 (Bacillus) 的生长和产生表面活性剂的能力稍有逊色, 但是可以将表面张力降低到 32-40N/m 其他的菌株的生长情况和生产表面活性剂的情况都要比假单胞菌和芽孢杆菌的差 大部分非传统的种子油, 比如麻风籽, 印度楝子, 印度山竹子等在提炼加工过程中有仅有 25% 转化成了油, 大部分 (70%) 形成了油饼, 还有 5% 在加工过程中损失了 40 万公顷的麻风树能产生 48 万公吨的油和 102 万公吨的油饼 目前水黄皮子的年产量大约是 5.6 万公吨, 预计以后的产量会增加到 20 万吨 / 年 在印度不可食用油的年产量分别是紫荆树 18 万公吨 印度楝 10 万公吨 水黄皮 5.5 万公吨 麻风树 1.5 万公吨 来源于这些树的去油的 [36] [37] 种子饼可以以很便宜的价格 (US$ 0.1/kg) 买到 Chinmay Hazra 等分别利用柴油, 糖蜜, 含红花油的污泥, 去油的印度楝子, 水黄皮籽, 麻风籽和紫荆树子饼为唯一碳源研究了菌株 Pseudomonas aeruginosa AB4 合成表明活性剂的情况 实验结果表明菌株能在所有的基质上生长 当柴油 含红花油的污泥 去油的印度楝子饼 紫荆树子饼为唯一碳源时鼠李糖 - 5 -
165 170 175 脂的产量和介质表面张力的减少量分别是 18g/l,72% 41.7 g/l,60% 10 g/l,40% 40.6 g/l, 46%; 当糖蜜和去油的麻风籽为碳源时, 鼠李糖脂的产量产量分别是 2.45 和 6.98 g/l, 表面张力的降低不明显 从以上数据可以看出, 生物表面活性剂的产量和介质表面张力减少量之间不一定有相关关系 皂料是含油种子加工过程中产生的一种粘性的琥珀色的副产品 当用己烷和其他化学物质从含油种子中提取植物油时, 就会形成皂料 Shabtai [38] 在他的实验中发现菌株 Acinetobacter calcoaceticus RAG-1 和 A. calcoaceticus A2 利用皂料为碳源生长时分别会产生乳化剂和生物分散剂 经过 50h 和 45h 的发酵后, 乳化剂和生物分散剂的浓度分别为 25g/l 和 12g/l 同样,Benincasa [39] 和他的团队利用皂料为唯一碳源, 通过分批培养从石油污染的土壤中分离到了一株表面活性剂产生菌 (Pseudomonas aeruginosa strain LB1) 经过高效液相色谱分析后确定此表面活性剂为鼠李糖脂, 在氮源消耗殆尽后鼠李糖脂的量开始增加, 鼠李糖脂的最大浓度达到了 15.9g/l 2.6.3 富含淀粉的废弃物 据报道在 1994-1995 年期间爱达荷州的土豆生产量为 138 亿磅, 但是仅有 59% 的土豆被 [40] 加工成产品, 其他的都成为了废料, 这些废料的处理对加工者来说是个很大的经济负担 180 土豆加工废料一般用来生产动物饲料和酒精 先前有研究表明用纯净的土豆淀粉来生产生物表面活性剂在技术上是可行的 Fox [41] 等人用模拟的土豆废料为基质, 进行了枯草芽孢杆菌 (Bacillus Subtilis) 生长的摇瓶实验 实验结果表明枯草芽孢杆菌能降解土豆废料生产表面活性剂 实验中介质的表面张力从 71.3 0.1 减小到了 28.3 0.3mN/m, 临界胶束浓度为 0.01g/l Thompson [42] 等人, 分 185 190 别用将固体含量较高 (HS) 和固体含量较低 (LS) 的土豆加工废水稀释后来生产表面活性剂, 细菌 (Bacillus Subtilis 21332) 在两种介质中的生长率都要比在纯土豆淀粉为基质的样品 ( 对照实验 ) 中的高 经过 72h 的发酵后, 对照实验 HS 和 LS 中产生的生物表面活性剂分别能将水的表面张力从 71.3 mn/m 降低到 29.1mN/m 25.6mN/m 和 34.1mN/m, 表面活性素的浓度分别为 0.24 0.097 和 0.39g/l [43] Nitschke 等利用木薯粉加工废水为菌株 Bacillus subtilis LB5a 和 Bacillus subtilis ATCC 21332 的生长基质来生产生物表面活性剂 B.subtilis ATCC 21332 的培养液的表面张力从 49.5mN/m 降到了 25.9mN/m, 生物表面活性剂的浓度达到了 2.2g/l,B. subtilis LB5a 的培养 液的表面张力降到了 26.6mN/m, 生物表面活性剂的浓度为 3.0 g/l 此外,Francisco [44] 等人研究了 Bacillus subtilis LB5a 利用木薯加工废水生长的动力学 结果表明在培养 24h 后, 微 195 200 生物的量达到了最大, 在 24-36h 之间产生的泡沫的最大量为 10.6l, 泡沫中半纯化的表面活性剂的量为 2.4 g/l, 介质的表面张力从 51mN/m 减小到了 21mN/m, 临界胶束浓度为 11mg/l 临界胶束浓度越小, 生物表面活性剂的效力就越高, 生物表面活性剂用于工业生产的潜力就越大 可见, 该生物表面活性剂的性能较好, 木薯加工废水是生产生物表面活性剂的良好基质 2.6.4 乳清 乳清是奶酪和豆腐生产过程中产生的液态的副产品 全球每年产生的乳清只有一半作为动物饲料中的成分被回收利用, 剩余的都排放到环境中 乳清中的 BOD(40-60g/l) 和 COD(40-70g/l) 的都比较高, 因此在排放前乳清必须经过处理 乳清的处置是一个重要的环 - 6 -
205 210 境问题, 尤其是对那些依靠乳品业发展的国家来说更是一个难题 乳清中除了含有丰富的乳糖 (75%) 和蛋白质 (12-14%) 还有有机酸 矿质元素和维生素 因此, 乳清可以用作微生物生长的基质 Dubey [45] 等人在乳清中培养菌株 Pseudomonas aeruginosa BS2 来生产生物表面活性剂 经过 48h 的培养后, 生物表面活性剂的产量为 0.92g/l 在氮源开始受到限制后, 生物表面活性剂的产量达到了最大值 分离到的表面活性剂具有很强的表面活性, 可以把水的表面张力从 72mN/m 减小到 27mN/m, 并且能使多种水溶液形成 100% 稳定乳化液 2.6.5 糖蜜 215 220 225 糖蜜是制糖工业的副产品, 是一种粘稠 黑褐色 呈半流动的物体, 组成因制糖原料 加工条件的不同而有差异, 其中主要含有大量可发酵糖, 因而是很好的发酵原料 选择糖蜜作为发酵基质是因为和精制的糖相比的话, 营养成分差不多但价格相对较低 Makkar [46] 研究了在 45 下两株芽孢杆菌 (MTCC 2324 和 MTCC 1427) 在糖蜜为唯一碳源的介质中的生长情况和表面活性剂的产生情况 结果表明随着生物表面活性剂在介质中的逐渐积累, 两株菌能使介质的表面张力分别降低到 29 和 31 dyne/cm, 从填砂模型柱实验中获得的石油的回收率分别为 34% 和 38.46% Patel [47] 等人分别用糖蜜和玉米浸泡液为碳源和氮源, 研究了菌株 Pseudomonas aeruginosa G3 生产鼠李糖脂生物表面活性剂的情况 结果表明加入 7%(v/v) 和 5%(v/v) 玉米浸泡液的时候, 表面活性剂的产量达到最大 发酵 96h, 也就是当细胞生长进入稳定期时, 表面活性剂的产量达到最大 0.25g/l 相应的表面活性剂和原油之间的界面张力降低到了 0.47mN/m 此外,Sanket [48] 的实验表明当糖蜜的添加量为 5.0-7.0%(w/v) 时生物表面活性剂的产量最大, 介质的表面张力可以减小到 34-37 mn/m 3 展望 230 235 240 与合成表面活性剂相比, 生物表面活性剂有如此多的优点, 但是目前合成表面活性剂还是占主导地位, 这主要是由于生物表面活性剂生产成本和产量的限制 要降低生物表面活性剂生产成本的话, 可从以下几个方面入手 : ⑴ 改良深生物表面活性剂产生菌 利用基因工程, 构造生产生物表面活性剂高产工程菌以提高生物表面活性剂的产量是今后研究的重点 ⑵ 用廉价的原料或工农业废弃物做微生物生长的基质, 以降低生产成本 原料费用占整个生产成本的将近 30% [49], 因此利用廉价的原料或工农业废物来做碳源将会在一定程度上降低生物表面活性剂的生产成本, 降低经济负担, 同时还能够达到变废为宝的目的, 达到经济效益 环境效益和社会效益的统一 找出更多合适的廉价原料是今后还需要继续研究课题 ⑶ 开发经济的生物表面活性剂的分离纯化方法 通常最常用的生物表面活性剂的分离纯化方法有 : 溶剂萃取法 沉降法 超滤法 泡沫分馏和色谱法等 因为用于生物表面活性剂分离纯化的费用几乎占整个生产成本的 60% [50], 如果生物表面活性剂需要大规模的提纯的话, 那么生产成本是不会降低的, 所以在以后的研究中要开发简单且成本低的分离纯化技术 - 7 -
245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 ⑷ 优化发酵条件提高生物表面活性剂的产量 发酵的条件包括介质的 ph 温度 碳源氮源的添加量 金属阳离子的含量 菌液的接种量 供氧量等 利用统计方法, 找出表面活性剂产量最大的优化组合, 指导实践 ⑸ 生物表面活性剂中同系物的分布生物表面活性剂中同系物的分布会影响生物表面活性剂的性能, 而碳源会影响同系物的分布, 如果了解了每一种同系物对生物表面活性剂活性的影响及贡献的大小, 就可以通过碳 [51] 源的选择来生产性能好, 活性高的生物表面活性剂 [ 参考文献 ] [1] Desai JD, Banat IM. Microbial production of surfactants and there commercial potential. Microbiol Mol Rev,1997,61:47-64. [2] Shan-Yu Chen,Wei-Bin Lu,Yu-Hong Wei,Wei-Ming Chen,and Jo-Shu Chang.Imoroved productin of biosurfcant with newly isolated Pseudomonas aeruginosa S2. Biotechnology Progress,2007,23:661-666. [3] Markus Michael Müller, Barbara Hörmann, Christoph Syldatk,Rudolf Hausmann. Pseudomonas aeruginosa PAO1 as a model for rhamnolipid production in bioreactor systems.appl Microbio Biotechnol(2010)87:167-174. [4] Boothroyd B.,J. A. Thorn,R. H. Haskins.Biochemistyr of the ustilaginales.xii.characterization of extracellular glycolipids produced by Ustilago sp.can.biochem.physiol(1956)34:10-14. [5] Rapp P.,H. Bock,V. Wray,,F. Wagner.Formation,isolation and characterization of trehalose dimycolates from Rhodococcus erythropolis grown on n-alkanes.gen.microbiol(1979)115:491-503. [6] Margaritis A.,K.Kennedy,J.E. Zajic.Application of a air lift fermenter in the production of biosurfactants.dev.ind.microbiol(1980)21:285-294. [7] Gobbert U., S.Lang,F. Wagner. Sophorose lipid formation by resting cell of Torulopsis bombicola. Biotechnol Lett (1984)6:225-230. [8] Desai J D,Ddsai A J. Biosurfactants:Production, Properties, Applications.Marcel Dekker Inc,New York N Y (1993):65-97. [9] Javaheri M.,G. E. Jenneman,M. J. McInnerney,R. M. Knapp. Anaerobic production of a biosurfactant by Bacillus licheniformis JF-2.Appl.Environ.Microbiol.(1985)50:698-700. [10] Neu T. R.,K. Poralla. Emulsifying agent from bacteria isolated during screenring for cells with hydrophobic surfaces. Appl. Microbiol. Biotechnol.(1990)32:521-525. [11] Bernheimer A. W.,Avigad L. S. Nature and properties of a cytological agent produced by Bacillus subtilis.gen. Microbiol.(1970)61:361-369. [12] Marahiel M.,W. Denders, M. Krause, H. Kleinkauf.Biological role of gramicidin S in spore functions.studies on gramicidin S negative mutants of Bacillus brevis 9999.Eur. Biochem.(1977)99:49-52. [13] Suzuki T.,K. Hayashi,K. Fujikawa,K. Tsukamoto. The chemical structure of polymyxin E.The identies of polymyxin E_1 with colistin A and polymyxin E_2 with colistin B.Biol. Chem.(1965)57:226-227. [14] Beeba J.,W. W. Umbreit. Extracellular lipid of Thiobacillus thiooxidans.bacteriol(1971)108:612-615. [15] Kappeli O.,P.Walther,M.Muller,A.Fiechter.Structure of cell surface of the yeast Candida tropicalis and its relation to hydrocarbon transport.arch. Microbiol(1984)138:279-282. [16] Rosenberg E.,C. Rubinovitz,R. Legmann,E. Z. Ron. Purification and chemical properties of Acinetobacter calcoaceticus A2 biodispersan.appl Environ Microbiol(1988)54:323-326. [17] S.N.R.L. Silva,C.B.B. Fariasb,R.D. Rufino,J.M. Luna,L.A. Sarubbo. Glycerol as substrate for production of biosurfactant by Pseudomonas aeruginosa UCP0992. Colloids and Surfaces B: BioInterfaces,2010,79:174-183. [18] H.Saeki,K.M.Sasaki,O.Komatsu,A.Miura,H.Matsuda,Bioresour Technol(2009)100:572. [19] Benincasa M, Contiero J, Manresa M.A, Moreaes I.O. Rhamnolipid production by Pseudomonas aeruginosa LB1 growing on soap stock as a sole carbon source.journal of food engineering,2002,54:283-288. [20] X. Wang,L.Gong,S.Liang,X.Han,C.Zhu,Y.Li. Algicidal activity of rhamnolipid biosurfactants produced by Pseudomonas aeruginosa.harmful algae,2005,4:433-443. [21] Mital Jadhav, Anuradha Kagalkar, Sheetal Jadhav, Sanjay Govindwar. Isolation, characterization, characterization,and antifungal application of a biosurfactant produced by Enterobacter sp.ms16.eur.j.lipid Sci.Technol.,2011,113:1347-1356. [22] Gudina E.G., Rocha V., Teixeria J.A., Rodrigues L.R. Antimicrobial and antiadhesive properties of a biosurfactant isolated from Lactobacillus paracasei ssp. paracasei A20.Lett.Appl. Microbiol.,2010,50:419-424. [23] Humberto B.S.Sobrinho, Raquel D. Rufino, Juliana M. Luna et al. Utilization of two agroindustrial by-products for the production of a surfactant by Candida Sphaerica UCP0995.Process Biochemistry,2008,43:912-917. [24] Sanket Joshi, Chirag Bharucha, Sujata Jha et al. Biosurfactant production using molasses and whey under thermophilic conditions. Bioresource Technology,2008,99:195-199. [25] Zulfiqar AR, Asama R, Muhammad SK,et al.improved production of biosurfactant by a pseudomonas aeruginosa mutant using vegetable oil refinery wastes.j. Biodegradation,2007,18:115-121. [26] 沈薇, 杨树林, 宁长发. 铜绿假单胞菌 (Pseudomonas aerubinosa )BS-03 的诱变育种及产鼠李糖脂类 - 8 -
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