生物表面活性剂的生产与应用

生物表面活性剂主要由微生物发酵和酶催化下合成,具有表面活性剂基本结构与性质的物质,其除了具有化学表面活性剂的特点外,还具有生物兼容性高、安全无毒性、可被生物降解、不会对环境造成不利影响等优点。随着环保意识的增强和食品安全级别的提高,生物表面活性剂开始应用于食品、医药、化妆品、洗涤剂和石油化工等领域,研究开发各种高效、低成本的生物表面活性剂生产技术成为生物化工的研究热点。     

生物表面活性剂介导的纳米银合成、表征及抗菌效果评价

纳米银(Ag NPs)具有很强的抗菌活性,广泛应用于医疗医药行业。生物表面活性剂作为化学表面活性剂的良好替代品在NPs合成中作为分散剂,具有绿色环保的特点。采用从油田分离的Brevibacillus borstelensis发酵产脂肽类生物表面活性剂,作为分散剂和稳定剂,合成Ag NPs。利用紫外可见光谱、激光粒度仪、傅立叶变换红外光谱、X射线衍射分析和透射电子显微镜等对合成的Ag NPs进行了分析表征,并考虑了与表面活性剂的协同作用进行了杀菌抑菌评价。结果表明合成的Ag NPs分散稳定性良好,平均粒径为23 nm,且对Bacillus alkalitelluris(革兰氏阳性菌)和Escherichia coli DH5α(革兰氏阴性菌)具有较强的抗菌活性。扫描电子显微镜分析,表明纳米银对细菌细胞膜具有强大破坏作用,验证了Ag NPs对细菌的抗菌机制为膜的损伤和胞内物质外泄导致的细菌死亡。脂肽生物表面活性剂介导合成的Ag NPs具有良好的抗菌活性,是一种潜在的高效抗菌材料。     

堆肥微生物产生的生物表面活性剂的提纯表征

从堆肥中筛选产生生物表面活性剂的菌种,然后对筛选得到的菌种于适宜条件下进行发酵培养,得到生物表面活性剂．同时对生物表面活性剂发酵液进行萃取、柱层析等一系列的分离提纯,得到较纯的生物表面活性剂及一种较好的提纯生物表面活性剂的方法,然后采用液质联用对提纯的生物表面活性剂进行表征,结果表明该堆肥中产生生物表面活性剂的主要菌种为铜绿假单胞菌,其产生的生物表面活性剂为鼠李糖脂．     

海洋假单胞菌SB12产表面活性剂的研究

从汕头湾海底沉积物中分离到24株表面活性剂产生菌,对其中一株产生物表面活性剂能力最强的菌株(SB12)进行鉴定、发酵条件优化及生物表面活性剂特性的初步研究.经鉴定,确定该菌株为假单胞菌(Pseudomonas sp.).对其产生物表面活性剂的发酵条件进行优化,确定了最佳单因子发酵条件:氮源为蛋白胨,盐浓度为0.1%,pH 9.5,温度为25℃,培养时间为6 d;优化后的最小表面张力为19.77 mN/m.分析发酵液中生物表面活性剂的特性发现:菌株SB12产生的生物表面活性剂具有良好的乳化性能,乳化力达91%;产生的生物表面活性剂具有较广的温度和pH适应范围.     

生物表面活性剂工业应用展望

概括了生物表面活性剂在工业中的应用,详细描述了生物表面活性剂在石油、食品及农业等产业中的应用进展,并对生物表面活性剂的开发进行了展望。     

生物表面活性剂的应用及发展趋势

生物活性剂是微生物在一定条件下培养时，在其代谢过程中分泌出的具有一定表面活性的代谢产物，如糖脂、多糖脂、脂肽或中性类脂衍生物等。化学合成的表面活性剂受到原材料、价格、产品性能等因素影响，同时在生产和使用过程中常常会带来严重的环境污染问题。而利用现代生物技术生产的活性高、具有特效的表面活性剂，将能有效地解决这些问题。一、生物表面活性剂的制备常见的生物表面活性剂有纤维二糖脂、鼠李糖脂、槐糖脂、海藻糖二脂、海藻糖四脂、单、二、三糖脂、表面活性蛋白等。这些表面活性剂的制备主要有培养发酵、分离提取、产品纯…     

一株生物表面活性剂产生菌的优选及其产物性质研究

从实验室保藏的22株生物表面活性剂产生菌中优选出一株具有显著表面活性的枯草芽孢杆菌 CICC 23659,研究4种培养基对该菌株产生的生物表面活性剂产量及性质的影响,结果发现 MMSM 培养基培养得到的产物表面活性最高.2 g/L 的粗产物具有显著的排油活性,对中长链烷烃和苯环类疏水性物质具有较好的乳化效果,且能形成稳定的乳状液.纯化产物的 CMC 为31.5 mg/L,最低表面张力为27.8 mN/m.产物经 TLC、红外光谱及高效液相色谱鉴定为 surfactin.     

一株耐高矿化菌株产生的表面活性剂性质的研究

为了得到耐高矿化的生物表面活性剂产生菌,采用富集培养,排油圈复筛,从高矿化油田的油水混合物中得到了一株产表面活性剂的菌株K1。通过对K1菌株形态、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析,确定该菌为肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)。薄层色谱和红外光谱分析,初步确定该菌株产生的表面活性剂为糖脂类物质。对菌株K1所产表面活性剂在高矿化水中的乳化活性以及温度、酸碱度(pH)对表面活性剂稳定性的影响进行研究,结果显示:在高矿化条件下该生物表面活性剂可以保持较好的乳化活性,对柴油的乳化率为59.5%;具备良好的温度稳定性并可耐受90℃的高温;pH值在6.011.0之间时其活性较强。菌株K1产生的糖脂类生物表面活性剂在提高高矿化油田的原油采收率和原油污染生物修复方面具有应用的潜力。     

鼠李糖脂气浮处理含油废水的研究

不同浓度的生物表面活性剂鼠李糖脂在气浮过程中对单个气泡和气泡群特征有影响,因此利用高速摄像仪记录了气泡瞬时运动过程,并用图像分析软件分析了表面活性剂浓度对气泡上升速度和气泡尺寸分布的影响.结果表明,在一定浓度范围内表面活性剂的浓度越大,气泡上升的终端速度越小.并且表面活性剂的浓度到一定程度时,气泡上升的终端速度变化不大.加入生物表面活性剂鼠李糖脂后,气泡的平均尺寸趋向于减小,气泡尺寸大小分布均一.气/水表面张力最低时,添加生物表面活性剂鼠李糖脂的质量浓度为0.5 wt.％,并且在这个表面活性剂质量浓度下对含油废水利用生物絮凝剂壳聚糖进行气浮-絮凝实验,在pH为7,壳聚糖的投加量20 mL,气浮时间10 min下含油废水的COD去除率可达到90.39％.因而生物表面活性剂鼠李糖脂和生物絮凝剂壳聚糖处理含油废水切实可行,这对环境保护和人类的健康生存具有极其重要的意义.     

表面活性剂在我国发展现状及方向探讨

表面活性剂广泛应用于洗涤剂、化妆品、食品、医药、石油和涂料等工业领域。考虑环保、安全和节能等因素,我国研究开发了高分子表面活性剂、特种表面活性剂和生物表面活性剂。表面活性剂将向着多样化、多功能、专用化、天然化和分子设计方向发展。未来几年内,将会出现新一代的系列表面活性剂产品以满足市场需求。     

生物表面活性剂对菌XD-1降解原油的作用

目的：利用正交实验优化的培养基培养菌XD-1，提取生物表面活性剂，确定此生物表面活性剂对菌XD-1降解原油的影响．方法：用化学法和红外光谱扫描确定表面活性剂的结构特征，用重量法(质量法)测定原油的降解率及菌的生物量变化．结果：生物表面活性剂为脂肽类和糖脂类物质的混合物；预先投加生物表面活性剂可以使菌XD-1降解原油的诱导期缩短一半，并提高了菌对原油的降解率．结论：生物表面活性剂的投加对原油的生物降解有促进作用．     

高分子表面活性剂的研究现状

概述了近年来高分子表面活性剂研究的主要进展及现状,包括天然改性及化学合成类高分子表面活性剂。天然改性高分子表面活性剂主要介绍了纤维素类。纤维素类的改性是将带长链烷基的疏水性物质接枝到纤维素链段上,使其具有两亲特性来提高表面活性。目前超声波法是制备纤维素类高分子表面活性剂的一种新途径。对于化学合成类,由于单体种类选择和组成变化范围广,且合成手段多,因此品种较多。化学合成类的主要合成方法有两亲单体均聚、亲油/亲水单体共聚及在水溶性较好的大分子物质上引入两亲单体。目前,高分子表面活性剂领域的研究仍进展缓慢,在合成同时具有超高分子量和高表面活性的问题上还值得深入研究。     

生物表面活性剂在疏水性VOCs生物降解中的应用潜力

介绍了生物法特别是生物滴滤法净化挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的研究进展,以及疏水性VOCs的生物降解存在的问题。针对这些问题,基于目前生物表面活性剂在疏水性有机物生物降解,以及化学表面活性剂在VOCs生物降解中的研究成果,分析了将生物表面活性剂应用于生物滴滤法降解疏水性VOCs的可行性及应用潜力,并对今后开展生物表面活性剂提高疏水性VOCs的处理效率及其作用机理等方面的研究进行了展望。     

一株高效生物表面活性剂产生菌的分离、鉴定及培养条件的优化

以市政污水处理厂剩余活性污泥作为菌种来源,经过培养分离、筛选,得到一株高效生物表面活性剂产生菌X1A-2.经形态学与16SrDNA鉴定,X1A-2菌株属于戈登氏菌属.菌株X1A-2产生物表面活性剂的环境影响因素研究结果表明:菌株在发酵培养14h后达到稳定状态,发酵液表面张力降低至33.0mN/m;在较大的培养条件范围内,发酵液的表面张力均可显著降低;石油烃类碳源的存在对其产生物表面活性剂的影响甚微.在模拟石油污染的最优培养条件下,菌株能够长期保持活性,所产生物表面活性剂可使以石油为碳源的发酵液表面张力保持在35mN/m以下.研究结果表明,X1A-2是一株高效生物表面活性剂产生菌,在实际海洋石油污染的生物修复方面具有很好的应用前景.     

碳酸盐岩Zeta电位影响因素研究

储层岩石界面电性对原油采收率具有重要的影响,考察了矿物组成、无机盐、pH值、极性物质以及表面活性剂对碳酸盐岩Zeta电位的影响。结果表明,天然碳酸盐岩中方解石含量越大,其相应的Zeta电位就越趋向于正值;Ca~(2+)比Na~+对碳酸盐岩Zeta电位影响大,可使Zeta电位由负值转变为正值;溶液p H增大使得碳酸盐岩Zeta电位减小,但在Ca~(2+)的影响下,碳酸盐岩Zeta电位降低幅度较小;碳酸盐岩吸附极性物质后Zeta电位变大,这与极性物质改变碳酸盐岩表面润湿性相关;在表面活性剂溶液中的碳酸盐岩Zeta电位的正负由表面活性剂的电性所决定,表面活性剂对碳酸盐岩Zeta电位的调控能力与表面活性剂在岩石表面的吸附能力有关。这些研究结果不仅阐明了碳酸盐岩与不同流体之间的界面电性,而且也有助于理解碳酸盐岩油藏提高采收率的机理。     

生物表面活性剂生产菌株培养条件优化的研究

对生物表面活性剂生产菌W2的培养条件进行研究,以获得最佳的菌株生长条件和最佳的产生物表面活性剂条件.结果表明:W2产生物表面活性剂的最佳培养基成分(g/L)为葡萄糖40.0,NaNO32.67,K2HPO41.0,KH2PO40.5,KCl 0.1,MgSO40.5,CaCl20.01,FeSO4.7H2O0.01,酵母提取物0.1.W2产生物表面活性剂的培养基最适宜pH=6.5,接种量为1%,最适温度为30℃.针对其产生物表面活性剂和菌体生长的关系,将分段培养工艺应用于W2产生物表面活性剂中,即在培养的初期24h内采用菌体生长最佳培养条件,在培养后期采用菌体产生物表面活性剂的最佳培养条件.     

高盐油藏新型生物聚合物的增黏能力和驱油效果

利用生物发酵提纯制备新型生物聚合物BZZF,研究在高盐矿化水中BZZF的增黏性能,并通过与表面活性剂复配构建具有增黏能力和降低油水界面张力的二元复合驱油体系。结果表明:在高盐矿化水中,生物聚合物BZZF表现出具有比常规聚合物HPAM、疏水缔合聚合物HPOC和黄胞胶XG更优异的增黏效果,在含NaCl 130 g/L、MgCl_210 g/L和CaCl_245 g/L的极高盐质量浓度矿化水中1 000 mg/L BZZF的黏度可达到93. 3 m Pa·s;甜菜碱两性型表面活性剂GS、非离子型表面活性剂TS、阴-非离子两性型表面活性剂APS的加入不仅可以提高生物聚合物BZZF在高盐矿化水中的黏度,而且可以使油水界面张力降低到10-2m N/m量级以下;由于在高盐矿化水中具有良好的增黏效果,含生物聚合物BZZF的化学驱油体系在高盐矿化水中具有较好的驱油效果。     

生物表面活性剂驱油性能

利用界面张力、乳化性能、润湿和驱油效率等测试手段研究槐糖脂、鼠李糖脂和脂肽3种类型生物表面活性剂的驱油性能.结果表明:生物表面活性剂油水界面张力为10-1 mN/m数量级,润湿指数为0.36,由于鼠李糖脂和脂肽同时具有较强的降界面张力和润湿反转性能,能大幅降低原油从岩石表面剥离的黏附功(黏附功下降幅度超过99.5％),...     

产生物表面活性剂石油降解菌筛选及特性研究

目的获得产高效生物表面活性剂的菌株,并判定表面活性剂的结构及探索其特性。方法通过从富油土壤中采用富集培养、血平板分离、排油活性等方法筛选高产表面活性剂菌株并鉴定;采用萃取和柱层析法提纯后HPLC-MS法分析产物结构并分析其理化性质。结果筛选出产生物表面活性剂高效菌BD-5,经鉴定为铜绿假单胞菌;所产生物表面活性剂为8种鼠李糖脂同系物的混合物;鼠李糖脂溶液对液体石蜡、柴油和甲苯都具有较强的乳化能力;当鼠李糖脂浓度高于临界胶束浓度(CMC)时,长链烷烃和多环芳烃在水相中的表观溶解度随鼠李糖脂浓度的增大而增大,摩尔增溶比(MSR)的变化关系为正十六烷>萘>菲>芘。结论 BD-5菌株产生的生物表面活性剂活性突出,有良好的应用前景。     

碱与表面活性剂在油水界面上的协同作用

通过对比油/碱(O/A)、油/碱-表面活性剂(O/AS)体系的动态界面张力,发现加入碱降低油水界面张力(DIFT_(min)),而高碱浓度下,界面张力反而升高;加入表面活性剂后,低碱浓度时界面张力升高,而高碱浓度下体系的界面张力显著降低.通过对比相同离子浓度下NaOH与NaOH-NaCl溶液与重油的界面张力发现,OH-也对高碱浓度下界面张力的升高具有重要的影响;通过测定油碱作用后从油相扩散至水相的总碳含量(TOC)的变化,发现油相扩散至水相的组分的量增加.综合考虑上述实验结果,认为NaOH和外加表面活性剂在油水界面上的协同作用为:NaOH与重油潜在的界面活性物质作用生成原位表面活性剂,外加表面活性剂取代原位表面活性剂在油水界面上发生吸附,促进原位界面活性物质离开油水界面,从而使得原油中潜在的界面活性物质得以与原油反应,进而生成更多的原位界面活性物质从而降低油水界面张力.