生物表面活性劑的分離提取

高娜娜

2014220417生物表面活性劑

是由微生物產生的具有高表面活性劑的生物分子。相對于傳統(tǒng)的表面活性劑，其具有較高的表面和界面活性，且具有選擇性好，用量少，無污染等性質?，F研究的生物表面活性劑主要由微生物以碳水化合物、烴類、脂類等物質為碳源在培養(yǎng)基中生長時產生的活性物質。生物表面活性劑其主要可分為非離子型和陰離子型；由一個或多個親水性和憎水性基團組成。親水基可以是糖類、羥基、磷酸鹽或磷酸鹽基團等，憎水基可以是蛋白或含憎水性支鏈的縮氨酸。根據其結構可分為：糖脂、脂肽、磷脂或脂肪酸、多糖蛋白絡合物等。生物表面活性劑的分離提取分離應該要根據待分離物質的性質而定如：生物表面活性劑是水溶性還是非水溶性；陰離子還是非離子；是胞外結合于細胞壁或是游離于細胞外還是胞內結合物質生物表面活性劑的用途。如果是用于石油等重工業(yè)可直接用粗提取的發(fā)酵液；但如果是作為乳化劑、保濕劑、起泡劑等應用于食品和醫(yī)藥行業(yè)則對產品純度有較高要求，則需要精細提取。1結晶與沉淀結晶與沉淀是表面活性荊的經典提取方法之一，利用樣品組分中各組份在溶劑中的溶解度差異，使某些組分從溶液中生成結晶分離出來。1結晶與沉淀有的糖脂可用鹽酸或硫酸將上清液酸化pH值為2.0-3.0，然后離心分離得到類蛋白化合物。如某些菌生產的蛋白質乳化劑均可以由在上清液中加(NH4)2SO4

沉淀得到。另外由枯草芽抱桿菌產生的表面活性劑，可通過將其上清液的pH值調到2后，在4℃中形成沉淀。2泡沫分離產生氣泡在微生物發(fā)酵過程中是不可避免的，特別是絲狀菌生長及芽胞破裂蛋白、脂類等內容物溢出等發(fā)酵過程中，及產生表面活性劑的過程中尤為顯著。泡沫分離是根據吸附的原理，向含表面活性物質的液體中鼓泡，使液體內的表面活性物質聚集在氣液界面（氣泡的表面）上，在液體主體上方形成泡沫層，將泡沫層和液相主體分開，就可以達到濃縮表面活性物質（在泡沫層）和凈化液相主體的目的。在發(fā)酵罐攪動過時，發(fā)酵液中的氣體由于表面活性劑的存在使溶液表面張力、自由能減少，從而使氣泡穩(wěn)定存在。泡沫分離技術使泡沫分離和發(fā)酵過程相結合,建立了連續(xù)的生產過程。3、萃取溶劑萃取是一種常用的提取方法,常用的有機溶劑有甲醇、乙醇、戊烷、丙酮、氯仿、二氯甲烷,這些溶劑既可以單獨使用,也可以混合使用。如，用甲基---叔丁基醚萃取Rhodococcus（紅球菌屬）產生的生物表面活性劑,。甲基——叔丁基醚具有低毒、可生物降解、易回收、不易燃及不易爆炸等優(yōu)良特性。因此,對于大規(guī)模的生物表面活性劑生產也是良好的萃取劑。4、超濾超濾是在壓力的作用下讓不易過濾的樣品通過膜。這種方法速度快、回收率高。如，用分子量截止值(MWCO)為30,000D

的超濾膜對Bacilluslicheniformis（地衣芽孢桿菌）的變異體產生的生物表面活性劑進行了提取分析,同時還使超濾和高效液相色譜相結合,可設計一套對生物表面活性劑的提取、分析方法。由于生物表面活性劑在臨界膠束濃度(CMC)以上時形成微膠束,使得超濾膜截取的分子量比生物表面活性劑的分子量大兩個數量級,而向培養(yǎng)液中加入一定量的甲醇,膠束就會分散,生物表面活性劑就會通過濾膜。這樣讓原培養(yǎng)液、超濾濾液、及在培養(yǎng)液中加入甲醇后的超濾濾液分別通過高效液相色譜,得到3張色譜圖。在原培養(yǎng)液色譜圖中出現的峰,如在濾液的色譜中消失,而在加入甲醇的濾液的色譜圖中又出現,則可證明這個峰是生物表面活性劑的峰。而那些只在培養(yǎng)液的色譜圖中出現的峰就不是生物表面活性劑的峰。這種方法可以排除生物大分子(如蛋白質等)的干擾,因為生物大分子在甲醇的作用下不會裂解。提取的優(yōu)化生物表面活性劑潛在的應用領域不斷被拓寬,但它能不能成功地應用取決于生物表面活性劑能不能以經濟的生產費用大規(guī)模地生產。培養(yǎng)基的優(yōu)化研究。對于特定的生產菌株,建立各種營養(yǎng)因素(C、N、P等)及底物的增加和產量及生產費用之間的關系模型,從而確定最經濟的培養(yǎng)條件。進行廢物資源化的研究。開發(fā)出可被生物表面活性劑生產菌利用的有機廢物培養(yǎng)基,結合菌種的篩選與優(yōu)化,建立一套利