2.3生物表面活性劑的耐受性

生物表面活性劑在實際應用中的環(huán)境比較復雜，因而必須具有較好的溫度、pH值和鹽度的耐受性和穩(wěn)定性。菌株XH-2產(chǎn)生物表面活性劑在不同溫度、pH值和鹽度條件下的穩(wěn)定性變化情況見表1。

表1溫度、pH值和鹽度對生物表面活性劑穩(wěn)定性的影響

由表1可知，菌株XH-2所產(chǎn)生物表面活性劑在4℃、室溫、60℃、100℃條件下，處理30 min后的表面張力變化不大，均在31.72~33.12 mN·m-1范圍內(nèi)，表明其具有良好的溫度穩(wěn)定性，且對高溫具有一定的耐受性。菌株XH-2所產(chǎn)生物表面活性劑在不同pH值條件下處理12 h后，其表面張力的變化很小，均在31.37~32.07 mN·m-1范圍內(nèi)，表明該生物表面活性劑對pH值的耐受范圍較寬。在鹽度低于9%時，菌株XH-2所產(chǎn)生物表面活性劑都有表面活性，且表面張力維持在相對穩(wěn)定的范圍(30.39~33.57 mN·m-1)內(nèi)，表明該生物表面活性劑對鹽度有一定的耐受能力，可應用于高礦化度環(huán)境中。

2.4生物表面活性劑臨界膠束濃度的確定

臨界膠束濃度(CMC)是表面活性劑分子在溶劑中締合形成膠束的最低濃度，當溶液達到CMC時，溶液的表面張力降至最低，此時再提高表面活性劑濃度，溶液的表面張力也不再降低，而是形成大量膠團。CMC是表面活性劑的一種量度，其值越低，表明該表面活性劑形成膠團所需的濃度越低，表面活性越高。通過測定不同濃度生物表面活性劑溶液的表面張力來確定CMC，結果見圖3。

圖3菌株XH-2所產(chǎn)生物表面活性劑臨界膠束濃度的測定

由圖3可知，生物表面活性劑濃度從0 mg·L-1升至50 mg·L-1時，表面張力從75 mN·m-1快速降至38.58 mN·m-1；隨著生物表面活性劑濃度的增加，表面張力略有降低；當生物表面活性劑濃度達到200 mg·L-1時，表面張力降至33.12 mN·m-1；當生物表面活性劑濃度高于200 mg·L-1后，表面張力幾乎不再下降；因此，該生物表面活性劑的CMC值為200 mg·L-1。常用的化學表面活性劑如十二烷基磺酸鈉(SDS)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)的CMC值分別為2 120 mg·L-1、1 300 mg·L-1。相比較而言，該生物表面活性劑的CMC值明顯低于常用化學表面活性劑，表明其具有良好的表面活性，更利于實際應用。

2.5生物表面活性劑的鑒定

將生物表面活性劑溶液與亞甲基藍-氯仿試劑混合均勻，靜置幾分鐘后進行觀察。發(fā)現(xiàn)水層顏色變深，表明發(fā)酵液中的生物表面活性劑為陽離子型表面活性劑。將生物表面活性劑溶液用鹽酸溶液調(diào)pH值至2靜置過夜，結果無白色沉淀產(chǎn)生，表明XH-2菌株所產(chǎn)生物表面活性劑可能為糖脂類。

菌株XH-2所產(chǎn)生物表面活性劑的紅外光譜如圖4所示。

圖4菌株XH-2所產(chǎn)生物表面活性劑的紅外光譜

由圖4可看出，3 389.6 cm-1附近出現(xiàn)了強而寬的吸收峰，表明該分子中存在大量-OH；2 924.1 cm-1和2 853.8 cm-1處為脂肪族C-H的振動吸收峰，而1 459.9 cm-1附近的吸收峰由碳鏈分子上連續(xù)的C-H振動引起；1 671.1 cm-1處的吸收峰來自羰基的伸縮振動；1 727.8 cm-1附近有較強且尖的吸收峰，表明有酯基存在；1 074.3 cm-1與1 025.3 cm-1處的吸收峰來自C-O-C鍵的伸縮振動，表明該分子中存在羧酸酯基團。由紅外光譜分析結果和相關文獻可初步推斷該生物表面活性劑為糖脂類化合物，但由于其分子結構復雜，具體結構還有待進一步研究。

3結論

以低成本的泔水油和豆粕為碳、氮源，發(fā)酵培養(yǎng)不動桿菌菌株XH-2(Acinetobactersp.XH-2)生產(chǎn)生物表面活性劑。菌株XH-2產(chǎn)生物表面活性劑的最佳碳、氮源分別為3%泔水油和5%豆粕；最佳接種量、鹽度和初始pH值分別為4%、2%和6.0。菌株XH-2在優(yōu)化后的培養(yǎng)基中發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵液的表面張力由73.01 mN·m-1降至25.25 mN·m-1。

菌株XH-2所產(chǎn)生物表面活性劑具有溫度、pH值和鹽度穩(wěn)定性，其臨界膠束濃度為200 mg·L-1，明顯低于常用的化學表面活性劑，具有良好的工業(yè)應用價值。