生物表面活性剂及其应用和前景分析研究 环境工程专业VIP免费

生物表面活性剂及其应用和前景分析研究环境工程专业摘要：随着世界经济的发展以及科学技术领域的开拓，微生物以及微生物的代谢产物在许多领域都有涉及和应用。而生物表面活性剂作为一种新的技术，它的应用领域渐渐扩展，已发展到了环保、石油、农业、多种修复工程等多项领域。近年来在环保中的应用更是有较大的突破，而且其应用范围还在不断地扩大。目前国内、外有关生物表面活性剂应用实例的研究也相当多。下面我将对此项技术这几年出现的新方法、和研究动向作着重介绍与阐述。关键词：生物表面活性剂、培养、筛选、应用1生物表面活性剂的背景生物表面活性剂的研究始于20世纪60,70年代，加拿大、英国、西德、美国等国家先后进行了研究和开发[1].80年代己经研制出不同类型的生物表面活性剂。生物表面活性剂主要是由微生物在好氧或厌氧条件下在不同的碳源培养基中生长时产生的。这些碳源培养基可以是碳水化合物、烃类、油、脂肪或者是它们的混合物。生物表面活性剂的研究始于20世纪60,70年代，加拿大、英国、西德、美国等国家先后进行了研究和开发[1].80年代己经研制出不同类型的生物表面活性剂。生物表面活性剂主要是由微生物在好氧或厌氧条件下在不同的碳源培养基中生长时产生的。这些碳源培养基可以是碳水化合物、烃类、油、脂肪或者是它们的混合物。和传统的化学合成的表面活性剂相比，生物表面活性剂有许多明显的优势:更强的表面和界面活性;对热的稳定性;对离子强度的稳定性;生物可降解性、生物可适应性、环境友好性等[2]特点。由于这些显著特点，使生物表面活性剂在一些方面可以逐渐代替化学合成的表面活性剂，而且应用也越来越广泛。如微生物产生的生物表面活性剂可以增强油类提取(MEOR);对于被油污染的海面或土壤，可加快油类的降解:对重金属污染的土壤和地下水的修复等。随着人们对环境问题的认识加深，从源头减少污染及治理污染的同时不产生二次污染己经成为人们的共识，因此生物表面活性剂无疑是未来发展的趋势。2生物表面活性剂的分类生物表面活性剂可分为非离子型和阴离子型，阳离子型较为少见。像其它表面活性物质一样，生物表面活性剂由一个或多个亲水性和憎水性基团组成。亲水基可以是酷、轻基、磷酸盐、或羧酸盐基团、或者是搪基。憎水基[3]可以是蛋白质或者是含有憎水性支链的缩氨酸。根据生物表面活性剂的结构特点，可将其分为5类:糖脂、含氨基酸类脂、聚合物、磷脂和脂肪酸或中性脂。3生物表面活性剂的其生产菌及筛选3.1生物表面活性剂的生产菌生物表面活性剂大多是由细菌和酵母菌产生的，也有报道由真菌产生。微生物发酵法生产生物表面活性剂的生产菌种大致分为三类，一类是严格以烷烃作为碳源的微生物，如棒状杆菌（Corynebacteriumsp）;一类是以水溶性底物为碳源的微生物，如杆菌（Bacillussp）:另一类可以以烷烃和水溶性底物两者作为碳源，如假单胞菌（Pseudomonassp）。这些微生物在以碳氢化合物为底物的培养基上生长[4]时，可以合成一系列范围很广的具有表面活性作用的物质，如糖脂、脂蛋白、多糖一蛋白质复合物、磷脂、脂肪酸和中性脂。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”[5]生物表面活性剂已有二十多年的发展历史，人们对产生生物表面活性剂的微生物及其产生机理已有了较多的认识。在通过发酵法生产生物表面活性剂的过程中，可以利用不同条件下的微生物细胞生产生物表面活性剂，如细胞生长相关型生物表面活性剂是细胞繁殖生长过程中的代谢产物，在各种限制条件下可利用生长细胞或休止细胞生产生物表面活性剂，或是将发酵法与生物转换结合起来通过加入一种底物前体生产生物表面活性剂[6]。3.2生物表面活性剂的筛选生物表面活性剂的生产首先依赖于生产菌，不同的生产菌产生不同的生物表面活性剂。如何快速而有效地筛选和分离出生物表面活性剂生产菌，是人们研究很多的一个问题。己有许多方法通过测量液体和空气或两种液体之间的界面力来确定生物表面活性剂的浓度，从而判定出生物表面活性剂生产菌[7]的存在。这些方法包括毛细上升...