環(huán)境生物技術(shù)第七章(編輯修改稿)
2025-02-12 06:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ， 削弱外來者的競爭 ， 以保持占據(jù)的生境 。 四、生物表面活性劑 (一 ) 生物表面活性劑的定義及性質(zhì) 生物在一定的生長條件下，在其代謝過程中分泌產(chǎn)生的具有一定的表面或界面活性的代謝產(chǎn)物。理化性質(zhì)同化學合成的表面活性劑相似，但活性更高、無毒性，易被微生物降解，不會對環(huán)境造成二次污染，有可能成為化學合成表面活性劑的替代品。 結(jié)構(gòu)特點： ?非極性疏水基：一般為脂肪酰基鏈。 ?極性的親水基： 有多種形式，如中性脂的酯或醇功能團、脂肪酸或氨基酸的羧基、磷脂中含磷的部分以及糖脂中的糖基。 糖脂不溶于水，非極性糖脂溶于氯仿等憎水溶劑，而極性糖脂溶于氯仿 /甲醇混合溶劑。 （ 二 ） 生物表面活性劑的種類 按用途可分為 生物表面活性劑和生物乳化劑 。 生物表面活性劑是分子量低的小分子 ， 能顯著改變表面 /界面張力 。 生物乳化劑是一些大分子物質(zhì) ， 雖不能顯著降低表面 /界面的張力 ， 但對油水界面表現(xiàn)出很強的親和力 ， 防止油滴凝聚 ， 從而使乳狀液穩(wěn)定 。 依據(jù)他們的化學組成可分為糖脂 、 脂肽和脂蛋白 、中性脂 /脂肪酸 、 磷脂 、 聚合物和全細胞表面本身等 。 （ 三 ） 生物表面活性劑的生產(chǎn) 1. 生產(chǎn)生物表面活性劑的菌株 由很多種類的微生物如細菌 、 放線菌 、 酵母菌等合成 。 培養(yǎng)基的碳源可分為 3類：一類是以烷烴作為碳源的微生物 ， 如棒狀桿菌；一類是以水溶性底物為碳源的微生物如芽孢桿菌；第三類是以烷烴和水溶性底物兩者為碳源的微生物 ， 如假單胞菌 。 碳源的影響 ： 培養(yǎng)基中的碳源是決定生物表面活性劑結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量的重要因素 ， 有的微生物僅在烴類培養(yǎng)基上生長時才產(chǎn)生生物表面活性劑 ， 但也有的只需要一些糖類和氨基酸就可以產(chǎn)生 。 可以通過向培養(yǎng)基中加入長鏈脂肪酸 、 烴 、 甘油酯等油性物質(zhì)誘導 ， 是目前研究最多的調(diào)節(jié)方式 。 添加烴的類型很重要 ， 有的細菌生產(chǎn)表面活性劑對烴類有一定的專一性 。 氮源及其他因素的影響 ：如 C/N比可以決定假單胞菌對糖脂的生產(chǎn)； NaNO3 是石蠟酪桿菌 B126 合成糖脂的適宜 N 源 ， 用銨鹽作 N源則產(chǎn)量較低 。 提高產(chǎn)率的方法：調(diào)節(jié)碳源 （ 烷烴 、 蔗糖 ） 、 氮源；低稀釋率；誘變篩選或構(gòu)建工程菌 。 1. 應用于石油開采業(yè) (石油開采微生物技術(shù) ， ＭＥＯＲ技術(shù) ) （ 1） 微生物強化采油技術(shù) 往油層中注入某些微生物和營養(yǎng)物質(zhì) ， 微生物產(chǎn)生表面活性物質(zhì) 。 降低原油與水兩相界面的張力 ， 使 地層毛細管孔隙 中夾持的原油大量釋放出來 ， 從而提高原油采收率 。 微生物不但可沿注水壓差方向移動 ， 還可在油層中縱深遷移 ，能與水驅(qū)難以掃及的原油作用 ， 大大提高波及效率 。 還會產(chǎn)生某些小分子的有機酸 、 有機溶劑等 ， 既能降低油水界面張力 ， 又使油層的通透性增強 。 ? 鼠李糖脂與石油磺酸鹽 PSD2復配，使大慶原油的界面張力大大下降。 ? 發(fā)酵液與磺酸鹽 B100復合使用，使表面張力降得更低，比水驅(qū)采油提高采收率 20%，成為高效廉價驅(qū)油劑。 在環(huán)境生物工程上的應用 ? 增溶作用和乳化作用。污染環(huán)境中 加入微生物或表面活性劑 (生物的或化學合成的 ),能夠增強憎水性化合物的親水性和生物可利用性 ,使進入環(huán)境的污染物不斷地降解，有助于污染環(huán)境的生物修復。 ? 糖脂類生物表面活性劑不僅可提高烷烴的去除率 ,而且可加速烷烴的礦化程度 ,縮短可被微生物利用的適應時間。 在食品工業(yè)和精細化工中的應用 蔗糖酯 、 卵磷脂 、 山梨聚糖等都是目前食品工業(yè)常用的乳 化劑 。 另外 ,生物表面活性劑還可以用作食品加工業(yè)和精細 化工中的保濕劑 、 防腐劑 、 潤濕劑 、 起泡劑 、 增稠劑 、 潤滑 劑等 。 如生物乳化劑作色拉調(diào)味劑 。 槐糖脂具有良好的皮膚親和性 ， 可作為皮膚保濕劑用于化妝 品中 。 蔗糖酯也可以改善化妝品的洗滌性能 ， 增加皮膚的光 潤和滑膩性 。 （五）問題和發(fā)展前景 ?問題：
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