第12章 生物表面活性劑-12-2014

1、第十一章第十一章 生物表面活性劑生物表面活性劑第一節(jié)第一節(jié) 生物表面活性劑概述生物表面活性劑概述第二節(jié)第二節(jié) 生物表面活性劑的生產(chǎn)生物表面活性劑的生產(chǎn)第三節(jié)第三節(jié) 生物表面活性劑的合成代謝調(diào)節(jié)生物表面活性劑的合成代謝調(diào)節(jié)第四節(jié)第四節(jié) 生物表面活性劑的應(yīng)用與前景生物表面活性劑的應(yīng)用與前景第一節(jié)第一節(jié) 生物表面活性劑概述生物表面活性劑概述一、前言一、前言 表面活性劑是當(dāng)今生物技術(shù)中常用的和重要表面活性劑是當(dāng)今生物技術(shù)中常用的和重要的化合物。它可以減少液體、固體和氣體界面的化合物。它可以減少液體、固體和氣體界面間的表面或界面張力，使其在水或其他液體中間的表面或界面張力，使其在水或其他液體中容易混合或

2、擴(kuò)散因而廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的幾容易混合或擴(kuò)散因而廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的幾乎每一個(gè)領(lǐng)域。乎每一個(gè)領(lǐng)域。 現(xiàn)今世界表面活性劑的年產(chǎn)量已超過(guò)現(xiàn)今世界表面活性劑的年產(chǎn)量已超過(guò)300萬(wàn)萬(wàn)噸，產(chǎn)值高達(dá)約噸，產(chǎn)值高達(dá)約40億美元。億美元。 目前大多數(shù)市售的表面活性劑主要來(lái)自石油目前大多數(shù)市售的表面活性劑主要來(lái)自石油的化學(xué)產(chǎn)品。的化學(xué)產(chǎn)品。 它可以來(lái)源于微生物、植物以及動(dòng)物，其中它可以來(lái)源于微生物、植物以及動(dòng)物，其中微生物生產(chǎn)的生物表面活性劑是一類具有特別高微生物生產(chǎn)的生物表面活性劑是一類具有特別高的表面活性的生物分子，具有較好的兩親性和界的表面活性的生物分子，具有較好的兩親性和界面優(yōu)先分配的能力，而且比較適合

3、于工業(yè)化生產(chǎn)。面優(yōu)先分配的能力，而且比較適合于工業(yè)化生產(chǎn)。 生物表面活性劑與合成表面活性劑相比具有以生物表面活性劑與合成表面活性劑相比具有以下優(yōu)勢(shì)：下優(yōu)勢(shì)： 具有特別高的表面活性和乳化活性；具有特別高的表面活性和乳化活性；生物可降解性生物可降解性 ；沒(méi)有毒性或者毒性低于化學(xué)表面活性劑；沒(méi)有毒性或者毒性低于化學(xué)表面活性劑；可在極端的溫度和酸堿條件下使用?？稍跇O端的溫度和酸堿條件下使用。二、生物表面活性劑的基本特性二、生物表面活性劑的基本特性 生物表面活性劑由親水和疏水部分組成，生物表面活性劑由親水和疏水部分組成，親水部分由單糖、二糖或多糖、羧酸、氨親水部分由單糖、二糖或多糖、羧酸、氨基酸或肽組成

4、，而疏水部分往往是飽和、基酸或肽組成，而疏水部分往往是飽和、不飽和或羥基取代的脂肪酸。對(duì)于一些高不飽和或羥基取代的脂肪酸。對(duì)于一些高分子量的表面活性劑分子，如蛋白質(zhì)多分子量的表面活性劑分子，如蛋白質(zhì)多糖絡(luò)合物，其親水和疏水部分由不同的分糖絡(luò)合物，其親水和疏水部分由不同的分子提供。子提供。（一）特性和功能（一）特性和功能 生物表面活性劑可將發(fā)酵液表面張力生物表面活性劑可將發(fā)酵液表面張力降低到降低到0.03N/m以下，將正構(gòu)烷烴的界面以下，將正構(gòu)烷烴的界面張力降低到張力降低到0.13N/m以下。以下。 一些生物表面活性劑也表現(xiàn)出較好的熱一些生物表面活性劑也表現(xiàn)出較好的熱與化學(xué)穩(wěn)定性。與化學(xué)穩(wěn)定性。

5、（二）生理學(xué)功能（二）生理學(xué)功能 生物表面活性劑的生理學(xué)功能都與生生物表面活性劑的生理學(xué)功能都與生物表面活性劑的兩親性有關(guān)。物表面活性劑的兩親性有關(guān)。1.可以增強(qiáng)非極性底物的乳化作用和溶可以增強(qiáng)非極性底物的乳化作用和溶解作用，從而促進(jìn)微生物在非極性底物解作用，從而促進(jìn)微生物在非極性底物中的生長(zhǎng)。中的生長(zhǎng)。2.抗生性抗生性 生物表面活性劑（主要為脂生物表面活性劑（主要為脂肽和甘油酯）具有殺蟲活性。這是由于肽和甘油酯）具有殺蟲活性。這是由于它具有兩親性，能溶解大多數(shù)細(xì)胞膜成它具有兩親性，能溶解大多數(shù)細(xì)胞膜成分而具有抗生素功能。分而具有抗生素功能。二、生物表面活性劑的生產(chǎn)二、生物表面活性劑的生產(chǎn) 與

6、其他微生物發(fā)酵一樣，生物表面活性劑生與其他微生物發(fā)酵一樣，生物表面活性劑生產(chǎn)的目的是獲得最大的產(chǎn)率、轉(zhuǎn)化率和最終濃產(chǎn)的目的是獲得最大的產(chǎn)率、轉(zhuǎn)化率和最終濃度。另外，減少其他代謝產(chǎn)物的積累十分重要，度。另外，減少其他代謝產(chǎn)物的積累十分重要，因?yàn)樗鼈儠?huì)影響產(chǎn)品的物理性質(zhì)和提取過(guò)程。因?yàn)樗鼈儠?huì)影響產(chǎn)品的物理性質(zhì)和提取過(guò)程。（一）培養(yǎng)基（一）培養(yǎng)基1.碳源是影響生物表面活性劑結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量的關(guān)鍵。碳源是影響生物表面活性劑結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量的關(guān)鍵。 加入烷烴對(duì)生物表面活性劑加入烷烴對(duì)生物表面活性劑 的生產(chǎn)既可能起的生產(chǎn)既可能起誘導(dǎo)作用，也可能起阻礙作用。生物表面活性誘導(dǎo)作用，也可能起阻礙作用。生物表面活性劑前體物質(zhì)

7、（蔗糖）的加入可以形成甘油脂親劑前體物質(zhì)（蔗糖）的加入可以形成甘油脂親水支鏈的組成部分，同樣脂肪酸部分的結(jié)構(gòu)也水支鏈的組成部分，同樣脂肪酸部分的結(jié)構(gòu)也受烷烴鏈長(zhǎng)的左右。受烷烴鏈長(zhǎng)的左右。2.氮、磷、金屬離子和其他添加劑等營(yíng)養(yǎng)成氮、磷、金屬離子和其他添加劑等營(yíng)養(yǎng)成分也可能會(huì)影響生物表面活性劑的生產(chǎn)。分也可能會(huì)影響生物表面活性劑的生產(chǎn)。例如，例如，Bacillus lichenifomis JF-2的脂肽生物的脂肽生物表面活性劑的生產(chǎn)中，將磷濃度從表面活性劑的生產(chǎn)中，將磷濃度從100 mmol/dm3降低至降低至50 mmol/dm3，可將產(chǎn)量從，可將產(chǎn)量從35 mg/dm3提高到提高到110 m

8、g/dm3。多價(jià)離子對(duì)。多價(jià)離子對(duì)生物表面活性劑生產(chǎn)的影響可能與氮代謝有生物表面活性劑生產(chǎn)的影響可能與氮代謝有關(guān)。關(guān)。青霉素或氯霉素等抗生素的加入增強(qiáng)或抑制青霉素或氯霉素等抗生素的加入增強(qiáng)或抑制生物表面活性劑的生產(chǎn)。生物表面活性劑的生產(chǎn)。3.此外，像許多其他發(fā)酵一樣，培養(yǎng)溫度、此外，像許多其他發(fā)酵一樣，培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基培養(yǎng)基pH和溶解氧水平或攪拌速率對(duì)生物表和溶解氧水平或攪拌速率對(duì)生物表面活性劑生產(chǎn)也具有重要影響。面活性劑生產(chǎn)也具有重要影響。（二）發(fā)酵（二）發(fā)酵 大多生物表面活性劑在微生物生長(zhǎng)的穩(wěn)定期大多生物表面活性劑在微生物生長(zhǎng)的穩(wěn)定期和對(duì)數(shù)期都釋放到培養(yǎng)基中。生物表面活性劑和對(duì)數(shù)期都釋放到

9、培養(yǎng)基中。生物表面活性劑的生產(chǎn)可以在低稀釋率下通過(guò)分批或連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)可以在低稀釋率下通過(guò)分批或連續(xù)發(fā)酵進(jìn)行。對(duì)于可以通過(guò)休止細(xì)胞產(chǎn)生的生物表面進(jìn)行。對(duì)于可以通過(guò)休止細(xì)胞產(chǎn)生的生物表面活性劑，可以通過(guò)固定化酶進(jìn)行生產(chǎn)，并可以活性劑，可以通過(guò)固定化酶進(jìn)行生產(chǎn)，并可以結(jié)合具有吸附柱的生物反應(yīng)器。結(jié)合具有吸附柱的生物反應(yīng)器。 除傳統(tǒng)的液態(tài)發(fā)酵技術(shù)外，其他發(fā)酵操作也除傳統(tǒng)的液態(tài)發(fā)酵技術(shù)外，其他發(fā)酵操作也已被應(yīng)用于生物表面活性劑的生產(chǎn)。例如，利已被應(yīng)用于生物表面活性劑的生產(chǎn)。例如，利用重組用重組Bacillus subtillus 在豆腐殘?jiān)瞎虘B(tài)發(fā)酵在豆腐殘?jiān)瞎虘B(tài)發(fā)酵生產(chǎn)生產(chǎn)Surfactin,其產(chǎn)

10、量是液體發(fā)酵的其產(chǎn)量是液體發(fā)酵的4倍以上。倍以上。一、生物表面活性劑的合成及其遺傳學(xué)一、生物表面活性劑的合成及其遺傳學(xué)（一）生物合成（一）生物合成1.概論概論 生物表面活性劑的生物合成途徑多種多樣，生物表面活性劑的生物合成途徑多種多樣，有從頭合成疏水部分、親水部分或者兩者都有從頭合成疏水部分、親水部分或者兩者都合成，對(duì)于那些非從頭合成的組分通過(guò)改良合成，對(duì)于那些非從頭合成的組分通過(guò)改良碳源如糖類、烷烴等來(lái)生產(chǎn)，各種不同碳源碳源如糖類、烷烴等來(lái)生產(chǎn)，各種不同碳源基質(zhì)常常能被結(jié)合進(jìn)生物表面活性劑，形成基質(zhì)常常能被結(jié)合進(jìn)生物表面活性劑，形成一屬有關(guān)的分子。一屬有關(guān)的分子。 在脂肽中，脂和肽部分都由烷

11、烴直接合成。在脂肽中，脂和肽部分都由烷烴直接合成。 糖脂如海藻糖脂是一個(gè)典型的化合物，其糖脂如海藻糖脂是一個(gè)典型的化合物，其親水部分（海藻二糖）不受碳基質(zhì)的影響，親水部分（海藻二糖）不受碳基質(zhì)的影響，而脂肪酸部分則取決于進(jìn)料烷烴的鏈長(zhǎng)。而脂肪酸部分則取決于進(jìn)料烷烴的鏈長(zhǎng)。 以烴類為基質(zhì)生產(chǎn)的生物表面活性劑是以烴類為基質(zhì)生產(chǎn)的生物表面活性劑是生物表面活性劑中的一大類，許多微生物都生物表面活性劑中的一大類，許多微生物都可以以烴類為單一碳源生長(zhǎng)。酵母菌和真菌可以以烴類為單一碳源生長(zhǎng)。酵母菌和真菌主要利用直鏈飽和烴，細(xì)菌則除了降解異構(gòu)主要利用直鏈飽和烴，細(xì)菌則除了降解異構(gòu)烴或環(huán)烷烴以外，還利用不飽和烴

12、和芳香族烴或環(huán)烷烴以外，還利用不飽和烴和芳香族化合物。化合物。 微生物降解烴類存在的主要問(wèn)題是烴微生物降解烴類存在的主要問(wèn)題是烴的憎水性。各種微生物以不同方式解決這的憎水性。各種微生物以不同方式解決這一問(wèn)題。細(xì)菌和酵母菌通過(guò)分泌離子型表一問(wèn)題。細(xì)菌和酵母菌通過(guò)分泌離子型表面活性劑，使培養(yǎng)基中的烴基質(zhì)乳化。另面活性劑，使培養(yǎng)基中的烴基質(zhì)乳化。另一些微生物則產(chǎn)生非離子表面活性劑。總一些微生物則產(chǎn)生非離子表面活性劑?？傊?在烴基質(zhì)培養(yǎng)時(shí)，各種微生物都產(chǎn)生在烴基質(zhì)培養(yǎng)時(shí)，各種微生物都產(chǎn)生有利于烴基質(zhì)被動(dòng)擴(kuò)散而進(jìn)人細(xì)胞內(nèi)的效有利于烴基質(zhì)被動(dòng)擴(kuò)散而進(jìn)人細(xì)胞內(nèi)的效應(yīng)，這是通過(guò)由微生物產(chǎn)生的一大類物質(zhì)應(yīng)，這

13、是通過(guò)由微生物產(chǎn)生的一大類物質(zhì)起作用。這類物質(zhì)也就是所謂的起作用。這類物質(zhì)也就是所謂的“生物表生物表面活性劑面活性劑” 。 微生物以烴類為基質(zhì)產(chǎn)生出生物表面活微生物以烴類為基質(zhì)產(chǎn)生出生物表面活性劑可能由兩方面的原因：性劑可能由兩方面的原因： （1)當(dāng)生物表面活性劑為胞外產(chǎn)物時(shí)，它當(dāng)生物表面活性劑為胞外產(chǎn)物時(shí)，它有利于烴類乳化；有利于烴類乳化；（2）當(dāng)生物表面活性劑為胞壁結(jié)合型時(shí)，）當(dāng)生物表面活性劑為胞壁結(jié)合型時(shí)，有利于烴類穿透漿膜外周間隙有利于烴類穿透漿膜外周間隙2.脂肪酸的合成在生物表面活性劑生產(chǎn)中，脂肪酸的碳鏈范圍通常很窄，主要是C16酸、C18酸及C20酸。（1）乙酰CoA的來(lái)源 細(xì)菌中

14、細(xì)菌中 酵解 丙酮酸脫氫酶 葡萄糖 丙酮酸 乙酰CoA 酵母菌和霉菌中酵母菌和霉菌中乙酰CoA通過(guò)與肉毒堿或草酰乙酸反應(yīng)透過(guò)線粒體 。當(dāng)以乙醇或乙酸等C2基質(zhì)作為生長(zhǎng)培養(yǎng)基時(shí)，乙酰CoA就會(huì)直接合成。（2）乙酰CoA的羧基化乙酰CoA被乙酰CoA羧化酶羧化成丙二酰CoA，然后作為C2供體，以乙酰為單位在合成脂肪酸中逐步使碳鏈延長(zhǎng)。（3）碳鏈的延伸過(guò)程乙?；c丙二?；s合，產(chǎn)生C4單元，然后還原，脫水， C4單元進(jìn)一步還原，形成丁?；?，丁酰基與另一個(gè)丙二?；s合，按上述過(guò)程循環(huán)，產(chǎn)生C6單元，如此反復(fù)循環(huán)直至形成長(zhǎng)鏈?；?。（4）從烷烴生物合成脂肪酸 雖然非極性的烴類基質(zhì)不溶于水，也不易被氧化，但

15、在微生物產(chǎn)生的表面活性劑的作用下，微生物可以利用烷烴供其生長(zhǎng)。烷烴和有關(guān)化合物異化作用的結(jié)果，合成得到的脂肪酸再被用于構(gòu)成表面活性劑中的類脂部分。脂肪酸的去向： 直接結(jié)合成更為復(fù)雜的類脂； 通過(guò)其他代謝途徑進(jìn)一步代謝； 作為許多微生物的培養(yǎng)基質(zhì)，用來(lái)合成生物表面活性劑。3.類脂的合成類脂的合成 生物表面活性劑的非極性憎水部分通常是生物表面活性劑的非極性憎水部分通常是由一個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)鏈酰基構(gòu)成的類脂基。盡管由一個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)鏈?；鶚?gòu)成的類脂基。盡管由全程合成或由烴氧化生成脂肪酸在胞外可由全程合成或由烴氧化生成脂肪酸在胞外可以以游離形式存在，但當(dāng)胞內(nèi)脂肪酸濃度大以以游離形式存在，但當(dāng)胞內(nèi)脂肪酸濃度大于某

16、一極限時(shí)，細(xì)胞就不能耐受其毒性，因于某一極限時(shí)，細(xì)胞就不能耐受其毒性，因此，脂肪酸在細(xì)胞外必須以某種酯化形式存此，脂肪酸在細(xì)胞外必須以某種酯化形式存在，以減少對(duì)細(xì)胞的毒性。在，以減少對(duì)細(xì)胞的毒性。 真核細(xì)胞中最常見(jiàn)的類脂儲(chǔ)藏形式時(shí)脂肪真核細(xì)胞中最常見(jiàn)的類脂儲(chǔ)藏形式時(shí)脂肪酸與甘油形成的甘油單、雙、三酯，細(xì)菌中酸與甘油形成的甘油單、雙、三酯，細(xì)菌中則可形成多種脂肪酸酯。則可形成多種脂肪酸酯。（二）遺傳學(xué)（二）遺傳學(xué) 生物表面活性劑合成的遺傳學(xué)分析還處生物表面活性劑合成的遺傳學(xué)分析還處于早期階段，利用于早期階段，利用DNA技術(shù)控制生物表面活技術(shù)控制生物表面活性劑生產(chǎn)進(jìn)展很慢，目前用遺傳工程生產(chǎn)生性劑

17、生產(chǎn)進(jìn)展很慢，目前用遺傳工程生產(chǎn)生物表面活性劑的例子只有將乳糖利用基因在物表面活性劑的例子只有將乳糖利用基因在銅綠假單胞菌中的表達(dá)，使得其在乳糖或乳銅綠假單胞菌中的表達(dá)，使得其在乳糖或乳酪清中得以生長(zhǎng)并生產(chǎn)鼠李糖脂。酪清中得以生長(zhǎng)并生產(chǎn)鼠李糖脂。 最近，用最近，用B. Subtilis 生產(chǎn)表面活性劑所生產(chǎn)表面活性劑所需的需的srfA基因，已被置于一個(gè)可誘導(dǎo)促進(jìn)因基因，已被置于一個(gè)可誘導(dǎo)促進(jìn)因子的控制之下，從而表面活性劑的生產(chǎn)僅僅子的控制之下，從而表面活性劑的生產(chǎn)僅僅依賴于在生長(zhǎng)培養(yǎng)基中加入誘導(dǎo)物依賴于在生長(zhǎng)培養(yǎng)基中加入誘導(dǎo)物 isopropyl-galactoside ( IPTG)，其他具

18、有，其他具有增強(qiáng)生物表面活性劑生產(chǎn)的重組微生物也已增強(qiáng)生物表面活性劑生產(chǎn)的重組微生物也已經(jīng)得到。經(jīng)得到。第三節(jié)第三節(jié) 生物表面活性劑的合成代生物表面活性劑的合成代謝調(diào)節(jié)謝調(diào)節(jié)一、生物表面活性劑生產(chǎn)中的代謝調(diào)節(jié)一、生物表面活性劑生產(chǎn)中的代謝調(diào)節(jié)生物表面活性劑合成前體的代謝途徑有多種，生物表面活性劑合成前體的代謝途徑有多種，在某種程度上取決于主要碳源的性質(zhì)。從碳水在某種程度上取決于主要碳源的性質(zhì)。從碳水化合物合成糖脂表面活性劑時(shí)，有關(guān)的微生物化合物合成糖脂表面活性劑時(shí)，有關(guān)的微生物代謝主要是糖解和脂肪形成；當(dāng)以烴類為基質(zhì)代謝主要是糖解和脂肪形成；當(dāng)以烴類為基質(zhì)時(shí)，主要是脂解和糖原異生。時(shí)，主要是脂

19、解和糖原異生。（一）碳水化合物分解代謝的機(jī)理 微生物產(chǎn)生生物表面活性劑常常以烴類為基微生物產(chǎn)生生物表面活性劑常常以烴類為基礎(chǔ)，然而也能以礎(chǔ)，然而也能以碳水化合物為基質(zhì)。碳水化合物為基質(zhì)。 雖然生物表面活性劑分子由糖和類脂兩部雖然生物表面活性劑分子由糖和類脂兩部分構(gòu)成，但在以碳水化合物為基質(zhì)時(shí)，整個(gè)分分構(gòu)成，但在以碳水化合物為基質(zhì)時(shí)，整個(gè)分子的合子的合成速度受類脂的合成速度所控制。因此，成速度受類脂的合成速度所控制。因此，影響碳水化合物基質(zhì)中脂肪酸形成的因素同樣影響碳水化合物基質(zhì)中脂肪酸形成的因素同樣也可能影響生物表面活性劑的合成。也可能影響生物表面活性劑的合成。 （二）烴代謝的控制機(jī)理二）烴代

20、謝的控制機(jī)理 脂肪酸可以從烴，如正構(gòu)烷烴合成得到。然后，脂脂肪酸可以從烴，如正構(gòu)烷烴合成得到。然后，脂肪酸基可以肪酸基可以很方便地構(gòu)成表面活性劑分子。很方便地構(gòu)成表面活性劑分子。但是，由但是，由于表面活性劑分子中還含有糖部分，它的合成必須經(jīng)于表面活性劑分子中還含有糖部分，它的合成必須經(jīng)由糖異生途徑，即通過(guò)由糖異生途徑，即通過(guò)-氧化氧化將脂肪酸氧化到乙酰一將脂肪酸氧化到乙酰一CoACoA，或?qū)⑵鏀?shù)碳脂肪酸氧化到丙酰一，或?qū)⑵鏀?shù)碳脂肪酸氧化到丙酰一CoACoA 。這樣，在。這樣，在異檸檬酸裂合酶的作用下，經(jīng)過(guò)蘋果酸、乙醛酸循環(huán)，異檸檬酸裂合酶的作用下，經(jīng)過(guò)蘋果酸、乙醛酸循環(huán)，烴類氧化得到的烴類氧化

21、得到的乙酰一乙酰一CoACoA最終轉(zhuǎn)化成草酰乙酸。它隨最終轉(zhuǎn)化成草酰乙酸。它隨后由磷酸烯醇式丙酮酸羧基激酶催化形成磷酸烯醇式后由磷酸烯醇式丙酮酸羧基激酶催化形成磷酸烯醇式丙酮酸。丙酮酸。（三）生物表面活性劑合成的調(diào)節(jié)（三）生物表面活性劑合成的調(diào)節(jié) 生物表面活性劑的合成可通過(guò)油性物質(zhì)的生物表面活性劑的合成可通過(guò)油性物質(zhì)的誘發(fā)作用、葡萄糖等物質(zhì)的代謝抑制、限氮誘發(fā)作用、葡萄糖等物質(zhì)的代謝抑制、限氮及限多價(jià)陽(yáng)離于以及其他作用方法調(diào)節(jié)。此及限多價(jià)陽(yáng)離于以及其他作用方法調(diào)節(jié)。此外，改變微生物生長(zhǎng)速度常常會(huì)使生物表面外，改變微生物生長(zhǎng)速度常常會(huì)使生物表面活性劑過(guò)量生產(chǎn)。溫度對(duì)生物表面活性劑合活性劑過(guò)量生產(chǎn)

22、。溫度對(duì)生物表面活性劑合成也有調(diào)節(jié)作用。成也有調(diào)節(jié)作用。 目前研究最多的是目前研究最多的是烴和其他不溶于水的物烴和其他不溶于水的物質(zhì)誘發(fā)微生物生產(chǎn)生物表面活質(zhì)誘發(fā)微生物生產(chǎn)生物表面活性劑的調(diào)節(jié)方性劑的調(diào)節(jié)方式。式。 據(jù)認(rèn)為，烴的存在對(duì)生物表面活性劑據(jù)認(rèn)為，烴的存在對(duì)生物表面活性劑的生成起誘導(dǎo)作用，且發(fā)現(xiàn)在生長(zhǎng)培養(yǎng)基的生成起誘導(dǎo)作用，且發(fā)現(xiàn)在生長(zhǎng)培養(yǎng)基中添加烴時(shí)生中添加烴時(shí)生長(zhǎng)的細(xì)胞在形態(tài)學(xué)上有顯著長(zhǎng)的細(xì)胞在形態(tài)學(xué)上有顯著的差異。的差異。 烴的類型可能也很重要。例如不動(dòng)桿烴的類型可能也很重要。例如不動(dòng)桿菌生產(chǎn)的乳化劑對(duì)特定菌生產(chǎn)的乳化劑對(duì)特定烴類有一定的專一烴類有一定的專一性。性。 第四節(jié)第四節(jié)

23、 生物表面活性劑的應(yīng)用與前景生物表面活性劑的應(yīng)用與前景一、生物表面活性劑的應(yīng)用一、生物表面活性劑的應(yīng)用1.生物表面活性劑在石油工業(yè)中的應(yīng)用生物表面活性劑在石油工業(yè)中的應(yīng)用 （1）利用微生物和微生物表面活性劑回收）利用微生物和微生物表面活性劑回收巖層中的石油。巖層中的石油。 （2）利用微生物表面活性劑降低石油粘）利用微生物表面活性劑降低石油粘滯度和凈化貯油罐。滯度和凈化貯油罐。生物表面活性劑在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用生物表面活性劑在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用（1）用生物表面活性劑消除海域中的石油污染。）用生物表面活性劑消除海域中的石油污染。 已發(fā)現(xiàn)例如銅綠假單胞菌已發(fā)現(xiàn)例如銅綠假單胞菌SB30等所產(chǎn)生的乳劑等所產(chǎn)

24、生的乳劑可將海灘中的石油迅速分散為微滴。可將海灘中的石油迅速分散為微滴。 （2）利用微生物表面活性劑消除土壤中的烴污）利用微生物表面活性劑消除土壤中的烴污染染, Bai等（等（1997）利用銅綠假單胞菌產(chǎn)生的陰離）利用銅綠假單胞菌產(chǎn)生的陰離子鼠李糖脂生物表面活性劑，消除了沙柱中子鼠李糖脂生物表面活性劑，消除了沙柱中84或或22的殘余烴類（十六碳烷烴）。的殘余烴類（十六碳烷烴）。（3）用微生物表面活性劑消除多環(huán)芳族烴和脂族）用微生物表面活性劑消除多環(huán)芳族烴和脂族烴烴 只有少數(shù)微生物可降解土壤中具有只有少數(shù)微生物可降解土壤中具有4個(gè)以上稠合個(gè)以上稠合芳香環(huán)的多環(huán)芳族烴。微生物表面活性劑可通過(guò)增芳香

25、環(huán)的多環(huán)芳族烴。微生物表面活性劑可通過(guò)增溶作用或乳化作用，使吸附于土壤有機(jī)物質(zhì)的烴脫溶作用或乳化作用，使吸附于土壤有機(jī)物質(zhì)的烴脫落。落。（4）用生物表面活性劑消除土壤中的金屬污染）用生物表面活性劑消除土壤中的金屬污染 將微生物表面活性劑加入土壤，可促進(jìn)土壤中重將微生物表面活性劑加入土壤，可促進(jìn)土壤中重金屬的脫附。例如金屬的脫附。例如Tan等（等（1994）曾利用銅綠假單）曾利用銅綠假單胞菌胞菌ATCC9027產(chǎn)生的鼠李糖脂消除土壤中的鎘污產(chǎn)生的鼠李糖脂消除土壤中的鎘污染。染。 3.生物表面活性劑在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用生物表面活性劑在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 近年來(lái)，鑒于化學(xué)農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染，全球近年來(lái)，鑒于化學(xué)農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染，全球科學(xué)家均十分關(guān)注利用生物表面活性劑對(duì)作物科學(xué)家均十分關(guān)注利用生物表面活性劑對(duì)作物病蟲害進(jìn)行生物防治。病蟲害進(jìn)行生物防治。 生物表面活性劑可使粘重土壤親水