[发明专利]一种复合型生物表面活性剂和它的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及枯草芽孢杆菌产生的一种新的复合型生物表面活性剂和对该生物表面活性剂合适的提取方法。

背景技术

生物表面活性剂因其具有无毒害或低毒害性以及可生物降解性而逐渐被人们重视，并正在工业应用中逐步取代“传统表面活性剂”。然而，生物表面活性剂成本昂贵性和在工业应用中种类的有限性等问题成为它在工业中广泛被采用的瓶颈。在固体垃圾堆肥领域，生物表面活性剂可以改善堆肥微环境，从而促进微生物对有机垃圾的分解，提高堆肥中垃圾的处理效率。垃圾堆肥是一个复杂的反应体系，多种生物表面活性剂共同作用于堆肥系统中将更有利于改善堆肥微环境。但是，如果将多种能够产生生物表面活性剂的微生物同时接种于堆肥环境中，微生物之间可能因为相互的拮抗作用而不能同时很好地生长并同时产生多种生物表面活性剂。因此，有效地使尽可能少的微生物种类在同一堆肥环境体系中产生多种生物表面活性剂成为解决这一问题的一个出路。最为理想的状态就是一种微生物能够产生多种不同类型的、功能各异的生物表面活性剂。

以往的文献资料中提到的枯草芽孢杆菌产生的生物表面活性剂主要为3种脂肽类物质，即surfactins，iturins和fengycins。这3种脂肽类生物表面活性剂都可以通过酸沉降的方法得到，这也说明了这3种脂肽类生物表面活性剂在极度酸性条件下将失去它们的生物表面活性剂的一些性质。因此，使枯草芽孢杆菌能够产生一种在极度酸性条件也同样具有表面活性的生物表面活性剂将使得这种微生物在工业中得到更为广泛的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种在极酸条件下也具有活性的复合型生物表面活性剂和它的生产方法。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种复合型生物表面活性剂，由枯草芽孢杆菌产生，包括以下质量百分含量的成分：脂类(包括纯脂类及脂类和其他物质的结合物，如脂肽，脂蛋白或糖脂等)98.1±0.2％，蛋白质19.1±0.2％，醣类0.7±0.1％；该复合型生物表面活性剂临界胶束浓度分别为5.0～5.4g/L和1.33～1.39g/L，此时它们分别将蒸馏水的表面张力值从78mN/m下降到38.4～38.9mN/m和40.3～40.7mN/m。

一种生产上述复合型生物表面活性剂的方法，包括以下步骤：

1.将枯草芽孢杆菌于30～37℃下活化24h后，接种于富集培养液中，在温度30～37℃，转速200～250rpm条件下培养24h，将富集后的菌种按体积分数2～5％接种于好氧发酵培养液中进行好氧发酵培养，培养条件为：温度30～37℃，转速150～200rpm，通气速率1.0～1.2vvm，通入的空气过0.45μm滤膜进行过滤除菌，发明中通过测定好氧发酵培养液表面张力值的变化确定复合型生物表面活性剂的产生以及好氧发酵培养时间。

2.取上述好氧发酵培养后的发酵液高速离心除菌，离心力为11000～12000×g，时间15～20min；用HCl溶液调节上清液pH1.5～2.0，然后在0～4℃下静置过夜，静置液再高速离心，离心力10000～12000×g，时间15～20min；取离心后的上清液于锥形瓶中加入乙酸乙酯，然后放在培养箱中以最大转速旋转振荡5～6min，倒于分液漏斗中静置分层，下层液再次加入与上次同样体积的乙酸乙酯，按上述方法继续萃取，重复3次，收集上层液。

3.将上述收集的上层液于40～45℃下真空旋转蒸干，再冷冻干燥，即可得到本发明复合型生物表面活性剂。

所述步骤1中富集培养液成分为：NaCl 4.0～5.0g，蛋白胨4.0～5.0g，牛肉粉2.5～3.0g，蒸馏水1000mL，pH7.0～7.2；所述发酵培养液组成为：葡萄糖40～45g，NH₄NO₃ 6.8～7.3g，K₂HPO₄·3H₂O 13.8～14.3g，NaH₂PO₄·H₂O 1.95～2.05g，MgSO₄·7H₂O0.5～0.6g，MnSO₄·H₂O 0.036～0.04g，酵母膏0.5～0.6g，蒸馏水1000mL，pH7.0～7.2；好氧发酵培养时间最好为24h；所述步骤2中V_上清液∶V_乙酸乙酯＝9∶4～10∶3。

本发明的优点：