生物表面活性劑的合成及其在蒽降解中的應(yīng)用.pdf

1、本實(shí)驗(yàn)利用油平板篩選法和排油圈法，從遼河某油田土壤中分離篩選出3株高效的生物表面活性劑產(chǎn)生菌，并將其分別命名為:A3、As、Y，其發(fā)酵液的表面張力值分別為35.7 mN/m、37.5 mN/m、34.7 mN/m，排油圈直徑均達(dá)到了5 cm，具有良好的表面活性。通過16s rRNA基因序列分析對(duì)所篩選菌株進(jìn)行分子生物學(xué)鑒定，確定其種屬，并對(duì)其所產(chǎn)生的生物表面活性劑進(jìn)行提取以進(jìn)行薄層色譜分析，進(jìn)而確定該生物表面活性的種類。結(jié)果表明，3株菌

2、均為假單胞菌屬（Pseudomonas sp.）。以表面張力值為考察依據(jù)，對(duì)菌株A3、As、Y及3株菌的混合菌的發(fā)酵培養(yǎng)條件進(jìn)行了L16(45)正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，選取的因子為培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基pH值、NaCl濃度、碳源濃度和氮源濃度。其中菌株A3的最佳發(fā)酵條件為:培養(yǎng)溫度為30℃、pH為6.0、NaCl濃度為4g/L、葡萄糖濃度為35 g/L、硝酸鈉濃度為4 g/L。
　　采用5種提取方法對(duì)優(yōu)化后發(fā)酵液中的生物表面活性劑進(jìn)行提取。菌株A

3、3、As、Y和A3-As混合菌的生物表面活性劑提取量較優(yōu)化前有明顯的提高，其產(chǎn)量分別是優(yōu)化前的8.4倍，6.4倍，5.6倍和5.7倍，其中，菌株As的生物表面活性劑產(chǎn)量最高，可達(dá)20.55 g/L。對(duì)于3種純菌和A3-As混合菌而言，5種提取方法中均以CHCl3萃取的量最高;而對(duì)其他混合菌，5種提取方法的差別并不顯著。
　　菌株A3所產(chǎn)生物表面活性劑的臨界膠束濃度值(Critical MicelleConcentration，CM

4、C)經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定為200 mg/L，其CMC值較低。生物表面活性劑的穩(wěn)定性是表征它優(yōu)良性能的一個(gè)重要指標(biāo)，因此對(duì)菌株A3所產(chǎn)生物表面活性劑進(jìn)行了酸堿度、溫度及礦化度的穩(wěn)定性研究，發(fā)現(xiàn)溫度從15.2℃～150℃，表面張力值的波動(dòng)范圍很小，均保持在47 mN/m左右。氯化鈉濃度從0g/L加至飽和，表面張力值基本上保持在42 mN/m左右。pH值在2.0～6.0范圍內(nèi)變化時(shí)，表面張力值從31 mN/m升高到50 mN/m，在pH6.0～pH13

5、.0范圍內(nèi)，表面張力值保持在50 mN/m左右?？梢娋闍3所產(chǎn)生物表面活性劑在極端的環(huán)境下仍能保持優(yōu)良的生物活性，為其在實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　蒽的生物降解實(shí)驗(yàn)包括:乳白耙齒菌F17對(duì)蒽降解情況的探究，生物表面活性劑的添加濃度、投加時(shí)間、降解體系的溫度、酸堿度對(duì)蒽降解的影響;木屑的加入對(duì)蒽降解效果的影響;蒽降解過程中乳白耙齒菌F17分泌的胞外酶活性的變化。結(jié)果表明，在不投加生物表面活性劑時(shí)，乳白耙齒菌F17對(duì)蒽的降解率

6、在15d后可達(dá)到59.0％;而生物表面活性劑的加入則能顯著提高蒽的降解率，并且在100～1000 mg/L的范圍內(nèi)，隨著生物表面活性劑投加量的增加，降解率也隨之明顯增大，第15d蒽的降解率達(dá)到了93.3％。生物表面活性劑的投加時(shí)間、降解體系的溫度、酸堿度及木屑對(duì)蒽的降解效果都有一定的影響，生物表面活性劑在乳白耙齒菌F17前1d加入培養(yǎng)基中，能促進(jìn)蒽的溶解，有利于乳白耙齒菌F17對(duì)蒽的利用，提高降解率。酸堿度對(duì)微生物的生長有較大影響，pH

7、值在5.0時(shí)乳白耙齒菌F17對(duì)蒽的降解效果最好。溫度對(duì)蒽的降解也有一定的影響，28℃～30℃是乳白耙齒菌F17降解蒽的最適溫度范圍。在培養(yǎng)基中加入木屑對(duì)乳白耙齒菌F17合成降解酶有誘導(dǎo)作用，從而提高了該菌對(duì)蒽的降解率。乳白耙齒菌F17分泌的錳過氧化物酶(MnP)、木質(zhì)素過氧化物酶(LiP)和漆酶(Lac)在降解過程中都能檢測到，但在蒽的生物降解過程中，漆酶和木質(zhì)素過氧化物酶可能起了主要作用。
　　本研究結(jié)果為高效產(chǎn)生物表面活性劑的