生物表面活性剂.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流生物表面活性剂.精品文档.98-25：脂肽H：环脂肽【内容】所有的生物都是由细胞所构成，细胞中70的是水分，蛋白质、核酸、糖类、脂类等各种物质通过细胞内的精细结构进行着有序的活动。表面活性剂作为控制细胞界面秩序而不可缺少的物质起着重要作用。    由于生物体内的表面活性剂是在极其复杂的生物物质群中微量地存在，因此大量提取纯制品非常困难。近来发现微生物在其菌体外较大量地产生、积蓄微生物表面活性剂。这已在石油三次回收剂、石油环境污染的无公害处理剂及功能性表面活性剂等许多领域得到应用和开发。    生物表面活性剂具有合成表面活性剂所没有的结构特征，大多有着发掘新表面活性功能的可能性，人们正希望开发出生物降解性和安全性及生理活性都好的生物表面活性剂。    1生物表面活性剂分类        生物表面活性剂根据其亲水基的类别，分为以下五种类型：以糖为亲水基的糖脂系生物表面活性剂；以低缩氨酸为亲水基的酰基缩氨酸系生物表面活性剂；以磷酸基为亲水基的磷脂系生物表面活性剂；以羧酸基为亲水基的脂肪酸系生物表面活性剂；结合多糖、蛋白质及脂的高分子生物表面活性剂(生物聚合体)。    (1)糖脂系生物表面活性剂  糖脂与磷脂形成复合脂成为连接脂和糖的桥梁，从化学结构来看，它们是由脂肪醇或脂肪酸形成的复杂脂。根据这种糖脂的结构和分布可分为四类：鞘氨糖脂，植物糖脂，甘油糖脂，结构单元中无鞘氨醇和甘油的其他糖脂。    鞘氨糖脂是动物糖脂的代表性物质，存在于动物组织，特别是动物的脑神经组织中。植物糖脂主要存在于植物中。    甘油糖脂广泛存在于高等植物、藻类和能进行光合作用的细菌中，既有植物性又有微生物性糖脂的特性。    属于结构单元中无鞘氨醇和甘油的糖脂有来自高好碱性菌的硫糖脂，及源于植物的有代表性的皂草苷生物表面活性剂。以前，人们常用皂草苷作洗涤用品，从结构上看，它是由以甾族化合物或三萜系化合物为非糖部分(皂草配基)与低聚配糖体构成的。皂草苷具有生物活性，如具有溶血、强心和免疫等作用。    (2)酰基缩氨酸系生物表面活性剂  大 致分为硫放线菌素类和脂氨基酸类，这类物质以氨基酸或低聚缩氨酸作亲水基。它广泛存在于各种微生物、植物、无脊椎动物的消化液、鸡的卵管、人的皮肤等中。 虽然对脂氨基酸的生理意义还不了解，但作为生物膜的存在，它与维持膜结构及膜机能有关，而且存在于皮肤的角质层中，也与保湿作用有关。硫放线菌素类是微生 物的产物，有高表面活性。    (3)磷脂系生物表面活性剂  这是磷脂与糖脂在复合脂中形成的一大领域。大致分为甘油磷脂和鞘氨磷脂。    甘油磷脂是以磷脂酰酸作基本骨架，由具有羟基的各种化合物构成，结构式如下：    鞘氨磷脂是由具有脂肪酸鞘氨醇盐和胆碱乙醇胺的化合物构成，结构式如下：    磷脂是构成生物体膜的成分，广泛存在于微生物、植物和动物体内，但从微生物制取见于报道的甚少。    大豆卵磷脂是典型磷脂生物表面活性剂。大豆卵磷脂具有高安全性和生物降解性，广泛用于食品、医药和化妆品生产。    (4)其他生物表面活性剂  这类生物表面活性剂包括脂肪酸系生物表面活性剂和高分子系生物表面活性剂。    脂肪酸系生物表面活性剂包括所有的脂肪酸类，如动物体分泌的胆汁中存在的胆汁酸即属于这类生物表面活性剂。    高分子系生物表面活性剂代表物有烃类化合物转化细菌产生的生物乳化剂和烃类乳化剂。前者的主要成分为多糖蛋白质-脂质，后者为多糖-脂质。    2源于微生物的生物表面活性剂    由微生物开发生物表面活性剂不同于由植物和动物开发，在制备技术及经济效果方面非常有利，并且可以大量生产。    (1)糖脂系生物表面活性剂  这类糖脂系生物表面活性剂有鼠李糖脂、藻蛋白糖脂、槐糖脂和其他糖脂。    鼠李糖脂是由微生物产生的具有表面活性的物质。鼠李糖脂有多种，其结构式如下：    1949年，加尔维斯(Jarvis)对绿脓杆菌N0.141、N0.142产生的具有抗生活性糖月旨迸行了研究，该物质是由2mol鼠李糖作糖基，2mol-羟基癸酸作脂肪酸基构成的酯结合型糖脂，即鼠李糖脂。它对革兰阳性菌有抗生性，对革兰阴性菌无抗生性。    绿脓杆菌SIB7残株对烃类化合物的发酵有促进作用，而这种促进物质即为鼠李糖脂。SIB7残株为工业用表面活性剂，它与吐温-20和壬基酚聚氧乙烯醚(Noigen EAl41)等具有同样的表面活性，这可从它对烃类化合物具有同样的乳化能力来佐证。除鼠李糖脂外，鼠李糖脂l、鼠李糖脂、鼠李糖脂对烃类化合物发酵亦都有促进作用。    藻蛋白糖脂是由节细菌属、短杆菌属、棒状杆菌属、诺卡菌属，以及分枝杆菌属的烃分解性细菌产生的，这种产物具有很强的乳化能力，称为藻蛋白糖脂I。具有酯结合的藻蛋白糖脂的乳化能力更强，可用作乳化剂，其结构式如下：    由烃分解性细菌产生的生物表面活性剂产量低，还没有达到实用的生产水平。以发酵生产的糖脂为起始物，用有机化学方法可生产出更有用的衍生物，但目前在技术上尚有困难，还不能应用于各种工业生产中。    从野草花蜂蜜中分离出来的槐糖脂有槐糖脂工和槐糖脂。槐糖脂I是由好渗透性酵母属Toru1opsis bombica1aATCC 22214产生的，槐糖脂是由Candida bogoriensis从葡萄糖产生的。下面为槐糖脂的结构式：1R1=R2=CUCH3；2R1=COCH3，R2=H3R1=H，R2=COCH34R1=R2=H；5异构内酯；6R1=R2=COCH3；7R1=COCH3，R2=H8R1=H，R2=COCH39R1=R2=H槐糖脂利用其富有反应性的端羧基和槐糖的羟基，可制成各种烷基酯衍生物，或各种环氧乙烷加成衍生物。槐糖脂的结构稳定性高，由其可制得各种衍生物，是糖脂系生物表面活性剂中最有应用前途的。    由Tbombico1a KSM-36发酵产生的槐糖是混合脂，与酸或碱作用容易变为具有化学稳定的乙内酰醚键的单一糖脂。酸-槐糖脂与糖脂系工业表面活性剂-斯盘、吐温和糖脂比较，有非常高的HLB值，适合作洗涤剂。因此，将酸-槐糖脂中脂肪酸末端的游离羧基与甲醇或乙醇等低级醇等进行酯化后形成甲基槐糖脂或乙基槐糖脂，它们可用于洗涤剂的生产，其洗涤效果优于糖脂。    槐糖脂的羧基与高级脂肪醇进行酯化反应生成烷基-槐糖脂衍生物；槐糖脂的羟基与环氧乙烷或环氧丙烷进行加成反应则得到聚氧乙烯或聚氧丙烯衍生物。它们可用于增溶剂、润湿剂和乳化剂的开发。    C1C18烷基-槐糖脂衍生物的HLB值从745。加成数摩尔环氧丙烷的聚氧丙烯-槐糖脂衍生物，其物理化学性质显著地不同于烷基-槐糖脂，它有较强的油性，为水中乳化油。    槐糖脂及其衍生物对皮肤有奇特的亲和性，赋予皮肤柔软性和湿润性。目前，利用发酵生产槐糖脂，由其获得的聚氧丙烯-槐糖脂已用于化妆品的生产。    其他糖脂有甘露糖赤藓醇脂和黑粉菌酸。前者在酸、碱介质中化学不稳定，易脱去脂肪酸基，所以用它来制备新的有用的表面活性剂是有困难的。黑粉菌酸是具有抗生性的糖脂，有良好的表面活性。    (2)酰基缩氨酸系生物表面活性剂  属于酰基缩氨酸系生物表面活性剂的主要有硫放线菌素和脂氨基酸。    硫放线菌素是由枯草杆菌产生的，其表面活性相当于十二烷基硫酸钠，具有溶解血栓的性能，是一种优异的表面活性剂。但由于产量低，毒性强，限制了其开发。    脂氨基酸方面，已知的鸟氨酸酯和西利里平酯(cerieipin1ipid)的结构式如下：此外，由烃分解性酵母产生的乳化剂物质(由五种氨基酸和脂肪酸构成)和棒状杆菌属产生的脂缩氨酸对烃的乳化能力都很好，对若干烃有增殖促进作用。(3)磷脂系生物表面活性剂和脂肪酸系表面活性剂  磷脂分为从大豆渣滓和卵黄分离制得的卵磷脂和由微生物产生的各种磷脂。如前所述，卵磷脂是用于食品乳化的良好表面活性剂，目前已能工业规模大量生产，得到广泛应用。由微生物产生的磷脂由于产量小，目前应用还不够广泛。脂肪酸系生物表面活性剂有柯立诺麦克酸(corynomyco1ic acids)和斯匹克斯堡酸(spicu1isporicacid)：    柯立诺麦克酸具有特异的表面活性，可用来分离、回收石油馏分。    斯匹克斯堡酸的表面活性与十二烷基硫酸钠相似，具有良好的降低表面张力的作用，是一种低泡沫表面活性剂，可用作金属防锈剂、抗静电剂、防雾剂、除油剂以及透氧剂等。    (4)高分子系生物表面活性剂  高分子系生物表面活性剂有烃类经烃分解棒状杆菌发酵产生的生物乳化剂，及烃类经Acinetobacter SPRAC-9发酵产生的乳化糖。此种生物乳化剂含糖2070、蛋白质5和组成不明的天然聚合物脂质，它可用作油田的石油三次回收剂及环境的油污染去除剂。    上述乳化糖是由N-乙酰半乳糖胺、N-乙酰半乳糖胺醛酸及氨基糖构成的脂多糖，在多糖上有脂肪酸酯键，其相对分子质量为106，是具有乳化能力的脂多糖。这种乳化糖对烃类化合物有特异的乳化能力，对除去石油污垢特别有效，可用作油轮贮油罐和燃料库的无害洗净剂。    生物表面活性剂在结构上有其特征，故必定还有人们所未发现的新表面活性功能，借助于高效液相色谱法可望大量制备它们，给深入研究其物理化学性质创造了条件。生物表面活性剂的概况与发展 内 容： 生物科学是一门古老的科学,在制药工业、食品工业中已得到了很大的应用,如其产品有:食品稳定剂、乳化剂、维生素、氨基酸、蛋白质、食品酶、酶制剂、特种脂肪酸、保水剂、风味剂及发泡剂等。近年来,生物学,尤其是分子生物学有了突破性的进展,使生物技术显出巨大的前景,在许多原来与生物体系或生物技术似乎无关的领域,如:原材料处理、加工工艺、产品改良、汰选、废物处理、能量再循环以及节能等方面都具有了应用的可能性,在石油化工方面也逐步获得较大应用如:MEOR、石油脱沥青、粘度控制、脱硫、溢油控制、废水处理及解毒、乳化、破乳等。由于应用范围和规模的不断扩大,生物制品的销售额也就逐步上升如:1980年全球生物技术产品销售额为2500万美元,而19881990年为270亿美元,预计在本世纪末将达到5000亿美元。 表面活性剂素有"工业味精"之称,在各个工业领域中都有广泛的应用,但化学合成表面活性剂受到原材料、价格和产品性能等因素的影响,同时在生产和使用过程中常常会带来严重的环境污染问题以及对人体的毒害问题。生物技术快速发展、生物制品销售见好的今天,如果能够利用生物技术生产出活性高、具有特效的表面活性剂,就可以避免以上出现的各种问题。生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时,在其代谢过程中分泌出具有一定表面活性的代谢产物,如:糖脂、多糖脂、脂肽或是中性类脂衍生物等等。1生物表面活性剂的形成和制备生物表面活性剂的形成:许多微生物都可能仅靠烃类为单一碳源而生长,如:酵母菌和真菌主要利用直链饱和烃;细菌则除了降解异构烃或环烷烃以外,还可能利用不饱和烃和芳香族化合物。微生物要利用各种烃类,就必须使烃类通过外层亲水细胞壁进入细胞,受降解酶作用而被降解,由于烃基水溶性非常小,因此各种微生物常以不同方式解决这一问题,一些细菌和酵母菌分泌出离子型表面活性剂如:Pseudomonas sp.产生的鼠李糖脂、Torulopis sp.产生的槐糖脂。另一些微生物产生非离子型表面活性剂如:Candidalipolytica和Candidatropicalis在正构烷烃中培养时产生胞壁结合脂多糖、Rhodococus erythropolis以及一些Mycobacterium和Arthrobacter sp.在原油或正构烷烃中产生非离子海藻糖棒杆霉菌酸酯。并且同一种细菌有时在不同的培养基和不同的环境中可分泌形成不同的表面活性剂,如AcinetobacterSP.ATCC31012在淡水、海水、棕榈酸钠溶液以及十二烷烃中,辅以其他必要成份,均可分泌生成一种属聚合糖类的表面活性剂。但是AcinetobacterSP.ATCC31012在十八烷烃中则分泌生成微结构相似的另一种表面活性剂。通过在温和条件下将这两种表面活性剂水解又可获得其它结构相似的表面活性剂。由此可见,在烃基质中培养时,许多微生物都可以有利于烃基质被动扩散而进入细胞内的效应,这是通过微生物产生的一大类物质而起作用的,这类物质就称作"生物表面活性剂"。生物表面活性剂的制备主要分为培养发酵、分离提取、产品纯化三大步骤。培养发酵:由于细菌种类成千上万,每种可分泌生成表面活性剂的细菌其要求的碳源不同,辅助成份不同,加上所要求的发酵条件不同,因此各种细菌的培养发酵便不同,在此就不一一叙述,而对大多数细菌所分泌形成表面活性剂的分离提取、产品纯化均有一些类似的方法,如萃取、盐析、渗析、离心、沉淀、结晶以及冷冻干燥等。下面以AcinetobacterSP.ATCC31012为例简单介绍一下分离提取、产品纯化这两方面。当AcinetobacterSP.ATCC31012在特定的培养基中,在一定温度和湿度下,通过一定时间的发酵以后,将发酵液慢慢冷却并加入电解质,使发酵液分为两层,取出上层澄清部分,沉淀部分再用饱和电解质溶液清洗,并离心分出上层清亮部分,合并两次的液体部分用硅藻土过滤。将收集起来的沉淀溶于水中,用乙醚萃取后,再用蒸馏水渗析,然后通过冷冻干燥即可得到一种属于聚合糖类的生物表面活性剂的粗产品。得到粗产品后便要进行产品纯化即:取一定量的粗产品溶于水中,在室温下加入十六烷基三甲基溴化铵,使其凝聚沉淀,然后进行离心分离,沉淀部分用蒸馏水清洗,再将洗后的沉淀溶于硫酸钠溶液中,不溶部分用离心方法除去,然后加碘化钾,形成的十六烷基三甲基碘化铵沉淀通过离心除去,所剩的清液部分用蒸馏水渗析,然后通过冷冻干燥得到一种白色固体-纯净的生物表面活性剂。2生物表面活性剂的性质表1 Rhodococcus和 Pseudomonas sp.产生的糖脂在模拟地层水中40下的表面活性和界面活性同一般化学合成的表面活性剂一样,生物表面活性剂分子中也含有憎水基团和亲水基团两部分,憎水基一般为脂肪酰基链,极性亲水基则有多种形式如:中性脂的酯或醇功能团、脂肪酸或氨基酸的羟基、磷脂中含磷的部分以及糖脂中的糖基。生物表面活性剂能显著降低表面张力和界面张力,如表1,表2。除此之外,还具有其它特有的性能,如:Pseu- domonassp-产生的鼠李糖脂的乳化性能很好,优于常用的化学合成乳化剂Tween,并且生物表面活性剂具有良好的抗菌性能,这一点是一般化学合成的表面活性剂难以匹敌的,如日本的Itoh实验室从Pseudomonassp-得到鼠李糖脂具有一定的抗菌、抗病毒和抗枝原体的性能等。有些生物表面活性剂可以耐强碱、强酸如、-D-海藻糖-6-棒杆霉菌酸酯,在0.1N盐酸中70小时仅有10%的糖脂被降解。PseudomonasaeruginosaS7B1产生的类蛋白活化剂在pH为1. 711. 4范围内非常稳定,并且有许多生物表面活性剂耐热性非常好,如表3。表3温度对生物表面活性剂的1的影响同时由于生物表面活性剂是天然产物,因此具有更好的生物降解性。鉴于人们对生物表面活性剂的研究还很少,因此对各种生物表面活性剂的各种性质的测试报道还不多。3生物表面活性剂的应用由于生物表面活性剂有其特殊的性质,因此生物表面活性剂在石油化工方面有着广泛的应用如:德国WintershullAG公司、美国PhillipsPe-troleum公司、Petroferm公司、PetroleumBioResources公司、Petroge -neticAG公司、GeneticsInternational公司、以及WorneBiotechnolgy公司都采用了MEOR技术(microbialen-chancedoilrecovery)。在MEOR技术中,生物表面活性剂起到了非常独特的作用,如由AcinetobacterSP.ATCC31012分泌而制备的一种聚合糖类的生物表面活性剂,可以在高浓度盐的环境中,非常有效地将一采、二采后仍遗留在油井中的脂肪烃、芳香烃和环烷烃彻底乳化,同时其本身基本不会被地层中泥沙、砂石所吸收,并且用量非常小。这种生物表面活性剂在清洗贮油罐、油轮贮仓、输油管道以及各种运油车时也非常有效,首先其用量很小,仅需处理油污量的千分之一到万分之一,并且最后形成的乳液用通常的物理和化学方法便可破乳,洗下的油可以回收。生物表面活性剂还大量应用于乳化、破乳、润湿、发泡及抗静电等方面,如日本花王(KAO)公司将Pseudomonas、Corynebacterium、No-cardia、Arthrobacter、Bacillus和Alkaligenessp.产生的生物表面活性剂用于稳定水煤浆以便输送。处理炼油厂废水时,若在活性污泥处理池中加入鼠李糖脂,会大大加快正构烷烃的生物降解过程,生物表面活性剂在纺织、医药、化妆品、食品等工业领域中都能有重要应用。生物表面活性剂是由微生物代谢分泌而来,它不同于通常化学合成的表面活性剂,化学合成的表面活性剂是具有一定毒性的并且不易被生物降解,而生物表面活性剂是完全可以生物降解并且基本是无毒的。若将炼油厂废弃的油作为烃基用来培养微生物,这样既可解决炼油厂的环境污染问题,又可获得非常有使用价值的生物表面活性剂。几乎所有大的石油公司和大的跨国化学公司都在积极地计划发展生物技术,生物表面活性剂的开发是此项发展计划的主要组成部分,由于工业技术保密,因而从公开发表的文献中很少能获得这方面的信息。4生物表面活性剂的前景生物表面活性剂在石油、化工、医药、化妆品、食品等行业中都有广泛的应用,因而其市场也是非常大的,并随着社会的进步,科学的发展,应用范围会日益扩大。(以上为网上资料)1、卢国满. 产表面活性剂菌株的筛选、发酵条件优化及定量研究1湖南大学 , 2006 . 生物表面活性剂具有化学合成表面活性剂所无法比拟的环境兼容性及广阔的发展前景,日益受到国内外科学界的关注。丰富生物表面活性剂产生菌资源、提高其在发酵液中产量及对表面活性剂定量方法进行研究具有广泛的生物学和经济意义。 本文通过设计筛选培养基,从饭店下水道污泥中筛选出12株生物表面活性剂产生菌,它们都能使复筛发酵液的表面张力从(68±0.2)mN/m降低到小于40 mN/m。经菌种鉴定,筛选出来的菌种中细菌占大多数,还有真菌,其中唐昌蒲伯克霍尔德氏菌和犁头霉菌表面活性最好,故采用正交试验对这两株菌种进行培养条件优化。在最优培养条件下,唐昌蒲伯克霍尔德氏菌、犁头霉菌的生物表面活性剂产量分别提高了17倍、13倍。通过亚甲基蓝测验和薄层色谱展开,唐昌蒲伯克霍尔德氏菌所产的生物表面活性剂是脂肽类生物表面活性剂,其CMC值为2025mg/L。 在生物表面活性剂众多种类中,鼠李糖脂是研究最多的一种,所以,本文研究了鼠李糖脂的蒽酮-硫酸法、L-半胱氨酸-硫酸法、苯酚-硫酸法及其影响因素,结果显示,蒽酮-硫酸法优于其它两种方法,并得出了其最佳测试条件。发酵液中剩余的葡萄糖、上清液对鼠李糖脂定量分析的影响.2、检样稀释至倾注平板时间对食品中菌落总数测定结果的影响，王淑香，职业与健康，2006/16菌落总数是用来判定食品被细菌污染的程度及其卫生质量的指标,它反映食品是否符合卫生要求,以便对被检食品做出适当的卫生学评价。在测定过程中每一步的操作均影响到菌落总数测定的准确性,一般认为较为关键的是样品的处理和稀释。3、蓝色凝胶平板法筛选生物表面活性剂产生菌，沈薇，南京理工大学学报(自然科学版)，2005/04从某炼油厂废水和油泥样中经富集培养、蓝色凝胶平板和发酵液表面张力的测定筛选出生物表面活性剂产生菌8株。选择其中2株BS-03和BS-01作进一步研究。经初步鉴定2株菌均属于假单胞菌属。菌株BS-03和BS-01的发酵液表面张力由56.8mN/m分别降至25.6mN/m和27.4mN/m。电喷雾质谱检测得到菌株BS-03的代谢产物鼠李糖脂主要成分是RhaC10C10,而菌株BS-01则为Rha2C10和Rha2C10C10,其临界胶束浓度CMC值分别为326mg/L和58mg/L。菌株BS-03发酵液对苯、正己烷、正十八烷、柴油和原油的乳化性能都大于70%,而菌株BS-01发酵液则对这些物质的乳化性能不超过60%。4、宁长发,沈薇,孟广荣,杨树林. 产生物表面活性剂菌种的一种快速筛选模型，微生物学通报 , 2004,(03) . 利用生物表面活性剂具有溶血性和在产生过程中能使蓝色凝胶平板变色等特性,建立了产生物表面活性剂菌种的快速筛选模型。模型用于从采自油田和炼厂的土样和水样中筛选生物表面活性剂产生菌,选出12株能产生物表面活性剂的微生物,其中1株糖脂产量为6.5g/L,产生的糖脂配成0.5水溶液,能在25将水的表面张力从71.3mN/m降到30.5mN/m。6、陈翠敏; 府伟灵; 张晓兵; 龚雅丽; 抗真菌药敏试验在3种不同琼脂平板的比较，中华医院感染学杂志, 2006年 11期  摘要：目的通过对临床常用的5种抗真菌药物的纸片扩散法药敏试验,对3种真菌药敏培养基进行比较分析。方法选用5种Rosco公司的Neo-Sensitab抗真菌药敏纸片,在Shadomy改良琼脂、RPMI 1640琼脂(RPMI1640)和葡萄糖亚甲蓝M-H琼脂(GMB M-H)3种培养基上对80株临床分离酵母菌检测,以Shadomy改良琼脂为对照。结果对于5种抗真菌药物其敏感性,RPMI 1640琼脂与Shadomy改良琼脂相比较,它们的符合率相同都较高;亚甲蓝MH无其他两种的符合率高,RPMI 1640和GMB M-H与Shadomy相比都显示了较好的相关性(P<0.01)。结论RPMI 1640琼脂可以用于Rosco抗真菌药敏纸片试验,既经济、简便、快速、准确,又有良好的实用性,可以代替Shadomy培养基;MH亚甲蓝培养基对于5-氟胞嘧啶的判读结果与NCCLS相差甚远,对于其他药敏纸片的结果与NCCLS的符合率,也没有另外两种琼脂上做出结果的符合率高,不建议使用M-H(亚甲蓝)琼脂进行Rosco纸片扩散实验。7、陈蓉明. 生物表面活性素高产菌UN1101的选育和理化性质的研究.福建师范大学 , 2001 .本文报道了枯草芽孢杆菌ATCC2233产生生物表面活性素的发酵条件的 优化、高产突变株的筛选、表面活性素的理化性质及纯化等方面的研究工作。 利用高效液相色谱对枯草芽孢杆菌ATCC2233产生生物表面活性素进行 定性分析，以薄层层定量分析方法研究该菌株的最佳发酵条件，在此基础上 以ATCC2233为出发菌株经过6代的紫外和亚硝酸钠的诱变，并经过培养基 的调整获得了一株高产突变株UN1101，其在遗传上是稳定的。 用等电点沉淀和有机溶剂相结合的方法可得到粗表面活性素，研究其表 面活性、临界胶束浓度、抑菌作用、热稳定性等。表面活性素粗品经硅胶柱 层析纯化得到含3个组分的表面活性素，用氨基酸自动分析仪分析其氨基酸 组成。安徽省帝元生物科技有限责任公司为深圳市帝元生物技术开发有限公司与中科院合肥物质科学研究院共同在合肥国家高新技术开发区设立的高新技术产业化企业，注册资本2000万元人民币。公司以中科院物质科学研究院帝元生物科技创新园为基地，致力于离子束生物技术新产品及其设备的研发、生产、销售和环保科技成果的产业化运营。 公司技术力量雄厚，以中科院合肥物质科学研究院为强大的技术依托。中科院离子束重点实验室余增亮主任（研究员、博导）担纲帝元生物科技创新园首席科学家， 强大的科研队伍中：研究员8人，博导4人，硕导6人，高级工程师4人，博士13人，硕士70人。同时拥有一批高学历、年富力强的管理经营团队。具有多项自 主知识产权和世界领先水平的科技成果。公司首批产业化的三项技术及其产品（生物表面活性剂、化肥纳米控失剂、有机污水处理剂）的面世，将会提高人们的生活 质量，改善自然环境，降低江河湖泊污染，促进农业节肥增效，造福社会。生物表面活性剂BS莎梵婷（Surfactin）的新宠 表面活性剂是一类很低浓度即能显著降低液体表面张力的化合物,具有极其广泛的应用，包括乳化、发泡、去污、浸润、分散和增溶等领域；素有“工业味精”的美称。由微生物、植物或动物产生的天然表面活性剂称为生物表面活性剂（Biosurfactants,简称BS）。生物表面活性剂结构通常比化学表面活性剂更为 复杂和庞大，单个分子占据更大的空间，因而显示出较低的临界胶团浓度。生物表面活性剂具有选择性好、用量少、无毒无副作用，能够被生物完全降解，不对环境 造成污染，可用微生物方法引入化学方法难以合成的新基因等特点。莎梵婷Surfactin（C53 H 93N7O13）是中国科学院离子束生物工程重点实验室、国家发酵工程（合肥）研究中心利用离子注入枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis获得的Surfactin 高产菌株E-8发酵生产出的主要产物为分子量1022Da的环脂肽类表面活性物质，比国内外研发的1036Da环脂肽少一个亚甲基（CH2），其表面活性更强，CMC 值仅为1M，在浓度低至20M 就可将水的表面张力从72 mN/m降低到27mN/m，是有文献记载的最强的生物表面活性剂。采用该菌种发酵生产，时间短，产量高（其产量高于日本昭和公司开发的同类产品），产品生产成本大幅度降低，按价格/性能比价，仅为国际上同类产品的几十分之一。生物表面活性剂特点目前大多数市售的表面活性剂主要是来自石油基的化学产品，其生产过程需要消耗大量的石油产品，同时环境污染严重。化学表面活性剂难以降解，存在环境毒害。生物表面活性剂的特点是具有特别高的表面活性和乳化活性，可以生物降解，没有毒性，可在极端的温度和酸碱条件下使用，不仅用途广泛而且环境友好。Surfactin 源自于生物，具有化学合成表面活性剂所不能的优越性、可生物降解性、良好的生物亲和性、超低的刺激性，并具有杀菌作用且无毒副作用，比其他生物表面活性剂具有更强的表面活性。（安徽帝元生物科技有限公司的产品简介）生物表面活性剂   Surfactin应用于化妆品，可以改善化妆品的水洗性能，增加皮肤的光润和滑嫩性。即使微量使用也能显示出优异的乳化安定性及分散性，特别是作为敏感性肌肤、干燥性肌肤、过敏性皮肤炎患者使用的化妆品原料配料更能充分发挥其效能。    Surfactin在食品工业中的应用。其优良的乳化性可在食品原料形成一定的浓度、质地和分散相中发挥重要作用。微生物表面活性剂可作为乳化剂用于食品 原料的加工，也可用于面包和肉类生产，改善面粉的流变学特征以及部分裂解的脂肪组织的乳化，还可以防止嗜热链球菌 (Streptococcus thermophilus) 在巴氏灭菌消毒器中的热交换板上的生长和污腐（Busscher 等，1996）。    Surfactin 在医药上的应用，具有抗菌、抗真菌，抑制血纤维素凝集，诱导脂双层膜离子通道的形成，抑制c AMP, 抗病毒和抗肿瘤以及抗支原体活性。由于 Surfactin具有化学合成表面活性剂所不具备的特殊结构、特点的生理活性，有作为药物的潜能，特有的溶血性可以作为溶解血栓剂使用，制成的脂质体可 以和多种抗癌药物结合，通过局部或全身给药，特异性的与靶细胞结合，充分发挥治疗作用，降低毒副作用；生物表面活性剂：用于农业Surfactin 在农业中的应用。在农业方面，Surfactin生物表面活性剂可用于土壤改良，加快土壤中有机质的生物降解；作为分散剂可使化肥和农药能在施用田里均匀分布，提高效率；作为农药助剂可以替代现有的化学表面活性剂，尤其在水剂型农药中应用效果较好。摘要:评述了表面活性剂在疏水性有机物污染土壤生物修复中的应用。从表面活性剂、污染物、土壤及微生物之间相互作用的角度讨论了表面活性剂的作用机制。指出导致污染土壤生物修复效率低的一个很重要原因是传递问题,而表面活性剂的加入可以加快疏水性有机物污染物从土壤表面到水相的传质过程。目前已经发现某些表面活性剂能够促进疏水性有机污染物的生物降解,但并未发现一致的规律。贾凌云,吴刚,杨凤林.表面活性剂在污染土壤生物修复中的应用.现代化工，2003,23(9)：58-61表面活性剂UV分析取经过滤离心处理的发酵液和培养基各2mL加入两支10mL比色管中，分别加入1mL5%苯酚水溶液，然后分别将5mL浓硫酸迅速垂直加入比色管中，室温静置10min，再在30e的水浴中反应20min，摇匀，以培养基比色管为参比，在UV-260上扫描发酵液的最大吸收峰(480nm)。经微生物作用后发酵液与苯酚硫酸溶液反应，溶液呈现桔黄色，而且显色灵敏、稳定说明微生物以烃类为唯一碳源代谢产生的表面活性物质含有糖基部分，即为糖脂类表面活性物质。鼠李糖及其衍生物与苯酚硫酸溶液反应在480nm处有最大吸收峰，该方法在鉴定糖及其衍生物方面非常有效4。包木太,牟伯中,王修林.采油微生物的代谢过程.化学研究与应用，2003,15(4)：555-557宁长发，沈薇，孟广荣，杨树林. 产生物表面活性剂菌种的一种快速筛选模型. 生物学通报，2004,31(3)：55-58摘要:针对特低渗透油藏注水开发过程中呈现出的油井产水快速上升、产能下降、供液能力差、低产低效的局面,选用自制的以微生物表面活性剂为主的菌液,在室内进行了实验,并推入矿场进行试验.结果表明:利用微生物调剖驱油,能降低注水井注入压力的25.3%61.0%,提高原油采收率6.30%10.50%,改善注采状况,对区块起到降水增油的作用。贾振岐,覃生高,田 利.低渗透油藏微生物的调剖驱油.大庆石油学院学报，2006,30（1）：106108摘要：由于其致癌、致突变和致畸性，多环芳烃（PAHs）成为环境中一类重要的有机污染物。生物修复是一种经济和有效的修复污染土壤的方法。由于PAHs 低的水溶性、强的吸附性，使其生物可利用性降低，不利于生物修复。添加表面活性剂是一种常见的加强 PAHs 生物利用性的方法。文章概述了近年来在多环芳烃生物修复中关于表面活性剂的研究进展。陈来国，冉 勇.多环芳烃生物修复中的表面活性剂.生态环境 2004, 13(1):88-91摘要:生物表面活性剂是由微生物(细菌、酵母和霉菌)产生的天然化合物,具有或优于化学合成表面活性剂的理化性质,本文介绍了产糖脂类微生物表面活性剂的几种筛选方法。生物表面活性剂是一类由微生物合成的、结构不同的表面活性分子,是七十年代后期国际生物工程领域中发展起来的一个新课题。微生物在一定条件下培养时,在其代谢过程中分泌产生的一些具有一定表/界面活性,集亲水基和疏水基结构于一分子内部的两亲化合物,称为生物表面活性剂(1)(Biosurfactants)。与化学合成的表面活性剂相比,生物表面活性剂有更多的优点,如:更低的毒性,更高的生物降解性,更好的环境相容性,更高的起泡性,在极端温度、pH、盐浓度下的更好的选择性和专一性。也由于这些优点,使生物表面活性剂在各个工业领域如采油和能源工业、药物和化妆品、食品、环境工程等中的广泛应用,并有可能替代化学合成的表面活性剂。生物表面活性剂主要分为糖脂类、脂多肽和脂蛋白类、磷脂和脂肪酸类、聚合表面活性剂类和微粒表面活性剂类等五大类(2)。最大的一类生物表面活性剂是糖脂类,本文着重介绍了产糖脂类微生物的几种筛选方法。刘晔，许有强，牟宏，林建强. 几种快速筛选生物表面活性剂的方法.山东轻工业学院学报，2003,17（4）：38-39糖脂含量的测定：Zhang Y, Miller RM. Enhanced octadecane dispersion and biodegradation by a Pseudomonas rhamnolipid surfactant (bio-surfactant) J. Appl. Environ. Microbiol, 1992, 58 (10):3276-3282.表面活性剂的溶血效应菌体培养42h,离心去掉菌体,用微量进样器吸取20ml上清液并注射到含有5%绵毛血的琼脂平板上的孔穴中(直径3mm),结果在孔穴周围出现透明圈,4h后透明圈直径达到最大,说明Surfactin能够溶解红血细胞,将标准Surfactin配制成相对含量不同的梯度,以0.25g/L定为100%,进样到血琼脂平板上,结果在平板上形成大小不同的透明圈,4h后测定透明圈的直径大小,结果表明透明圈大小与相对含量成一定的函数关系,见图1,该曲线可作为发酵条件摸索和筛选高产突变株粗筛的测定方法5。陈蓉明，林跃鑫，黄谚谚. 枯草芽孢杆菌ATCC2233产生表面活性素的研究. 福建轻纺，2000,12：1-4辛中尧，陈秀蓉，杨成德，薛莉.枯草芽饱杆菌Bl, B2发酵液生物表面活性剂初探.甘肃农业大学学报，2005,40(4)：501-506沈薇,杨树林,宁长发,袁辉.蓝色凝胶平板法筛选生物表面活性剂产生菌.南京理工大学学报, 2005, 29(4): 486-490从1000份土壤和水等样品中，经富集培养、血平板分离、摇瓶培养和排油活性测定等方法筛选出10株能产生各种生物表面活性剂的菌株（包括细菌，酵母和霉菌）。其中一株细菌产海藻糖脂，一株细菌产鼠李糖脂，两株细菌分别产长碳链不饱和脂肪酸和壬二酸，两株酵母产生的脂多糖具有良好的乳化性能1.2.1 生物表面活性剂排油活性测定：取一培养皿, 加水, 水面上加0.1mL正烷烃形成油膜。在油膜中心加摇瓶发酵液,中心油膜被挤向四周形成一圆圈,圆圈的直径与表面活性剂含量和活性成正比。圆圈直径大于3cm的菌株保留作进一步的研究。潘冰峰,徐国梁,施邑屏,李江云,李祖义.生物表面活性剂产生菌的筛选.微生物学报，1999,39(3)：264-267卢国满, 刘红玉, 曾光明等. 生物表面活性剂产生菌犁头霉菌(Absidiaorchidis)的筛选及发酵条件优化. 环境科学学报，2006, 29(6)：1426-1632摘要：以东海原甲藻为实验材料，研究了铜绿假单胞菌产鼠李糖脂类生物表面活性剂对藻细胞的抑制和杀藻作用。结果表明，鼠李糖脂在较低浓度下对东海原甲藻的生长有明显的抑制效果，增大用量，可直接杀灭藻细胞。生长延滞期的藻细胞对鼠李糖脂的作用更为敏感。在相同实验条件下，鼠李糖脂对绿藻生长的影响基本可以忽略，在低浓度下对中肋骨条藻和湛江叉鞭金藻生长的影响也很弱，鼠李糖脂的浓度增至5.0mg/L以上时，对中肋骨条藻和湛江叉鞭金藻的生长表现出一定的抑制作用。龚良玉 ，李雁宾 ，王修林等.生物表面活性剂对东海原甲藻生长的影响.中国环境科学 2004，24(6)：692-696油平板筛选： 油平板制作方法是利用去掉碳源后的固体富集培养基倒平板、然后在其上加上一张已灭菌的并均匀浸有原油的粗滤纸、把富集的培养液划线接种于以原油为唯一碳源的油平板上、37保温保湿培养5.7。只有产生表面活性剂能够乳化碳氢化合物的菌株才能吸收利用石油形成噬油斑。挑选出有噬油斑的菌落接种于斜面上作进一步研究。丁立孝,何国庆,刘晔,李海军,林建强.脂肽生物表面活性剂产生菌的筛选.农业生物技术学报,2004，12（3）：330-333Ding Lixiao, He Guoqing, Liu Ye, Li