2.3生物表面活性剂的耐受性

生物表面活性剂在实际应用中的环境比较复杂，因而必须具有较好的温度、pH值和盐度的耐受性和稳定性。菌株XH-2产生物表面活性剂在不同温度、pH值和盐度条件下的稳定性变化情况见表1。

表1温度、pH值和盐度对生物表面活性剂稳定性的影响

由表1可知，菌株XH-2所产生物表面活性剂在4℃、室温、60℃、100℃条件下，处理30 min后的表面张力变化不大，均在31.72~33.12 mN·m-1范围内，表明其具有良好的温度稳定性，且对高温具有一定的耐受性。菌株XH-2所产生物表面活性剂在不同pH值条件下处理12 h后，其表面张力的变化很小，均在31.37~32.07 mN·m-1范围内，表明该生物表面活性剂对pH值的耐受范围较宽。在盐度低于9%时，菌株XH-2所产生物表面活性剂都有表面活性，且表面张力维持在相对稳定的范围(30.39~33.57 mN·m-1)内，表明该生物表面活性剂对盐度有一定的耐受能力，可应用于高矿化度环境中。

2.4生物表面活性剂临界胶束浓度的确定

临界胶束浓度(CMC)是表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度，当溶液达到CMC时，溶液的表面张力降至最低，此时再提高表面活性剂浓度，溶液的表面张力也不再降低，而是形成大量胶团。CMC是表面活性剂的一种量度，其值越低，表明该表面活性剂形成胶团所需的浓度越低，表面活性越高。通过测定不同浓度生物表面活性剂溶液的表面张力来确定CMC，结果见图3。

图3菌株XH-2所产生物表面活性剂临界胶束浓度的测定

由图3可知，生物表面活性剂浓度从0 mg·L-1升至50 mg·L-1时，表面张力从75 mN·m-1快速降至38.58 mN·m-1；随着生物表面活性剂浓度的增加，表面张力略有降低；当生物表面活性剂浓度达到200 mg·L-1时，表面张力降至33.12 mN·m-1；当生物表面活性剂浓度高于200 mg·L-1后，表面张力几乎不再下降；因此，该生物表面活性剂的CMC值为200 mg·L-1。常用的化学表面活性剂如十二烷基磺酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的CMC值分别为2 120 mg·L-1、1 300 mg·L-1。相比较而言，该生物表面活性剂的CMC值明显低于常用化学表面活性剂，表明其具有良好的表面活性，更利于实际应用。

2.5生物表面活性剂的鉴定

将生物表面活性剂溶液与亚甲基蓝-氯仿试剂混合均匀，静置几分钟后进行观察。发现水层颜色变深，表明发酵液中的生物表面活性剂为阳离子型表面活性剂。将生物表面活性剂溶液用盐酸溶液调pH值至2静置过夜，结果无白色沉淀产生，表明XH-2菌株所产生物表面活性剂可能为糖脂类。

菌株XH-2所产生物表面活性剂的红外光谱如图4所示。

图4菌株XH-2所产生物表面活性剂的红外光谱

由图4可看出，3 389.6 cm-1附近出现了强而宽的吸收峰，表明该分子中存在大量-OH；2 924.1 cm-1和2 853.8 cm-1处为脂肪族C-H的振动吸收峰，而1 459.9 cm-1附近的吸收峰由碳链分子上连续的C-H振动引起；1 671.1 cm-1处的吸收峰来自羰基的伸缩振动；1 727.8 cm-1附近有较强且尖的吸收峰，表明有酯基存在；1 074.3 cm-1与1 025.3 cm-1处的吸收峰来自C-O-C键的伸缩振动，表明该分子中存在羧酸酯基团。由红外光谱分析结果和相关文献可初步推断该生物表面活性剂为糖脂类化合物，但由于其分子结构复杂，具体结构还有待进一步研究。

3结论

以低成本的泔水油和豆粕为碳、氮源，发酵培养不动杆菌菌株XH-2(Acinetobactersp.XH-2)生产生物表面活性剂。菌株XH-2产生物表面活性剂的最佳碳、氮源分别为3%泔水油和5%豆粕；最佳接种量、盐度和初始pH值分别为4%、2%和6.0。菌株XH-2在优化后的培养基中发酵培养，发酵液的表面张力由73.01 mN·m-1降至25.25 mN·m-1。

菌株XH-2所产生物表面活性剂具有温度、pH值和盐度稳定性，其临界胶束浓度为200 mg·L-1，明显低于常用的化学表面活性剂，具有良好的工业应用价值。