[发明专利]一种提高胞壁结合型生物破乳剂破乳性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境微生物技术领域，尤其是涉及一种提高胞壁结合型生物破乳剂破乳性能的方法。

背景技术

生物破乳剂是生物表面活性剂的一种，是一类能够使乳状液油水分离的新型破乳剂。与传统化学破乳剂相比，生物破乳剂具有高效低毒、可生物降解、在极端条件下发挥活性等优点，在原油开采、含油土壤修复等领域具有较大的应用前景。

生物破乳剂是由菌体产生的，在提取生物破乳剂时需要将生物破乳剂从菌体上分离下来。

目前制约生物破乳剂应用的瓶颈主要是生产成本过高。解决这一问题可以有两种途径：第一，在培养阶段通过优化培养基组分和培养条件等提高生物破乳剂的产量；第二，在后处理阶段，通过生物破乳剂结构的优化，提高生物破乳剂的性能。目前国内外的研究主要集中在上游培养阶段提高破乳剂的产量，几乎没有涉及到下游生物破乳剂性能优化的研究。因此迫切需要一种提高成品生物破乳剂的破乳性能的方法。胞壁结合型生物破乳剂表面含有丰富的物质，有效物质位于细胞表面，通过对细胞表面物质或基团进行修饰，可以改变细胞表面的性质，从而对生物破乳剂的破乳性能产生影响。

中国专利CN102286536A公布了一种胞壁结合型生物破乳剂的提取方法，该方法包括以下步骤：将产胞壁结合型生物破乳剂的破乳菌菌体干粉经过预处理，然后与碱液混合搅拌，经离心、中和、浓缩和冷冻干燥，得到胞壁结合型生物破乳剂。

中国专利CN102350261A公布了一种胞壁结合型生物破乳剂的提取方法，该方法包括以下步骤：将产胞壁结合型生物破乳剂的破乳菌菌体干粉与碱液混合搅拌，经离心、中和、浓缩、透析除盐和冷冻干燥，得到胞壁结合型生物破乳剂。

上面两篇专利均是集中在胞壁结合型生物破乳剂的提取，既没有涉及到上游培养阶段提高其产量，也没有涉及到下游生物破乳剂性能优化。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高胞壁结合型生物破乳剂破乳性能的方法，该方法工艺简单、成本较低、破乳性能提高明显，易于大规模应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种提高胞壁结合型生物破乳剂破乳性能的方法，该方法包括以下步骤：将胞壁结合型生物破乳剂冷冻干燥，得到生物破乳剂干粉，然后将生物破乳剂干粉与一定比例的甲醇和盐酸混合溶液混合搅拌进行甲酯化反应，最后经过旋转蒸发、烘干后，得到破乳性能提高的胞壁结合型生物破乳剂。

产胞壁结合型生物破乳剂的破乳菌选自产碱杆菌。

所述的产碱杆菌为产碱杆菌Alcaligenes sp.S-XJ-1。

所述的甲酯化反应具体工艺为：将生物破乳剂干粉加入到甲醇和盐酸体积比为50∶1～150∶1的混合溶液中，生物破乳剂干粉与混合溶液的料液比控制在0.005～0.02g干粉/mL混合溶液，生物破乳剂表面的羧基官能团在酸性条件下与甲醇发生酯化反应。

进行甲酯化反应的温度为20～25℃，在进行甲酯化反应过程中持续搅拌，搅拌的转速为250～500rpm，搅拌的时间为12～24h。

所述的旋转蒸发为在40～45℃下，减压旋转蒸发至有机溶剂挥发完全。

所述的烘干的温度为60～80℃，烘干的时间为12～24h。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

1.本发明使用材料简单，仅用到甲醇和盐酸，成本低廉。

2.本发明采用的技术方案能够将胞壁结合型生物破乳剂表面的羧基经甲酯化反应后转变为酯类物质，使得生物破乳剂的疏水性增强，利于生物破乳剂在W/O乳状液中的分散，从而显著提高生物破乳剂的破乳性能。

3.本发明方法操作简便，易于大规模的产业应用。

4.本发明对于今后揭示胞壁结合型生物破乳剂的破乳机理提供了一条新的思路，为探究生物破乳剂的破乳机制找到了一个突破口。

附图说明

图1为实施例1中，以菜籽油为碳源培养的初始生物破乳剂和经甲酯化处理的生物破乳剂的红外图谱；

图2为实施例1中，以菜籽油为碳源培养的初始生物破乳剂和经甲酯化处理的生物破乳剂24h的破乳曲线；

图2中代表初始生物破乳剂破乳率随时间的变化，代表经甲酯化处理后生物破乳剂破乳率随时间的变化；

图3为实施例2中，以石蜡为碳源培养的初始生物破乳剂和经甲酯化处理的生物破乳剂的红外图谱；

图4为实施例2中，以石蜡为碳源培养的初始生物破乳剂和经甲酯化处理的生物破乳剂24h的破乳曲线。