生物表面活性剂产生菌的筛选及产物性能研究

生物表面活性剂产生菌的筛选及产物性能研究
生物表面活性剂产生菌的筛选及产物性能研究

要:筛选获得一株生物表面活性剂产生菌,经生理生化与16S rDNA 鉴定,获得菌株为铜绿假单胞菌147(Pseudomonas

aeruginosa 147)。发酵产物经过薄层色谱、红外扫描分析其发酵产物为糖脂类生物表面活性剂(Biosurfactant,BS ),单因素最佳发酵条件优化为碳源、氮源和碳氮比分别为花生油、硫酸铵和25∶1,最佳培养温度为30℃,pH 值为8,NaCl 浓度为5g ·L -1。在最佳条件下培养36h ,发酵液的表面张力值比原来降低了42.08mN ·m -1,且能平稳保持至144h 。在108h 细菌生物量最大,为2.63g ·L -1,此时产生的糖脂最多,可达2.02g ·L -1。生物表面活性剂对不同环数的多环芳烃类物质(荧蒽、芘、苯[a]芘)的增溶效果实验表明:随生物表面活性剂添加量的增大,不同PAHs 溶解度均增大;相同浓度生物表面活性剂添加条件下,高环多环芳烃(苯[a]芘)的增溶效果低于低环多环芳烃(荧蒽、芘)。

关键词:生物表面活性剂;多环芳烃;发酵条件优化;增溶

中图分类号:X53文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2016)

09-1717-10doi:10.11654/jaes.2016-0204

生物表面活性剂产生菌的筛选及产物性能研究

石金礼,张言诚,张力浩,周

静,周丽娜,李辉信,胡

锋,徐

莉*

(南京农业大学资源与环境科学学院,南京210095)Screening of a biosurfactant-producing bacterium and biosurfactant characteristics

SHI Jin-li,ZHANG Yan-cheng,ZHANG Li-hao,ZHOU Jing,ZHOU Li-na,LI Hui-xin,HU Feng,XU Li *

(College of Resources and Environment Science,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China )

Abstract :A biosurfactant-producing bacterium was isolated and identified as Pseudomonas aeruginosa 147by physiological and biochemi -cal characteristics and 16S rDNA sequencing.The fermentation products were assigned to glycolipid by Thin Layer Chromatography (TLC )

and Fourier Transform Infared Spectroscopy (FT-IR )analysis.The optimal conditions for the strain to produce biosurfactants were peanut

oil as initial carbon source,(NH 4)2SO 4as nitrogen source,carbon to nitrogen ratio of 25∶1,pH 8,temperature of 30℃,and 5g

·L -1NaCl.Un -der these conditions,the surface tension of the fermentation broths could be reduced by 42.08mN ·m -1,compared with the control,and

stayed stable for 144hours.During 108hours of incubation,the bacterium achieved the maximum biomass (2.63g ·L -1)and had the maximum fermentation product (2.02g ·L -1).The solubilization of different polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs )(fluoranthene,pyrene,benzene [a]pyrene )was increased with the addition of the fermentation products.At the same rates of fermentation products,enhanced sol -

ubilization of PAHs with high-ring (benzene [a]pyrene )was lower than that with low-ring (fluoranthene,pyrene ).Keywords :bio-surfactant;polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs )

;fermentation optimization;solubilization 收稿日期:2016-02-21基金项目:国家自然科学基金青年科学基金资助项目(41101292,

41371469);公益性行业(农业)科研专项经费(201503121);安徽省博士后研究人员科研活动资助经费项目(2015B057);中国博士后科学基金面上项目(2016M591856);南京农业大学青年科技创新基金资助项目(y201056);以及江苏省优势学科项目和江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心的资助

作者简介:石金礼(1989—),男,山东潍坊人,硕士研究生,从事多环芳

烃污染土壤的修复。E-mail :

2013130303@https://www.360docs.net/doc/a27649343.html, *通信作者:徐莉E-mail :

xuli602@https://www.360docs.net/doc/a27649343.html,

石金礼,张言诚,张力浩,等.生物表面活性剂产生菌的筛选及产物性能研究[J].农业环境科学学报,2016,35(9):

1717-1726.SHI Jin-li,ZHANG Yan-cheng,ZHANG Li-hao,et al.Screening of a biosurfactant-producing bacterium and biosurfactant characteristics[J].Journal of Agro -Environment Science ,2016,35(9)

:1717-1726.多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons ,PAHs )是一类由2个或2个以上苯环组成的稠环化合物。其

水溶性低,易吸附于固体颗粒,能够长期存在于环境中,是一类持久性有机污染物[1-2],也是美国国家环境

保护局(U.S.Environmental Protection Agency )确定的优先控制的污染物。由于PAHs 高脂溶性,低生物可利用性,使得人们将其用于环境中的修复措施和效果存在局限。因此通过利用表面活性剂的胶团化作用,显著提高疏水性有机化合物在水相中的表观溶解度,从而提高其生物有效性,促进修复效果的表面活性剂

强化修复技术(Surfactant enhanced remediation ,SER )引起人们的关注[3-5]。

目前在有机污染修复过程中使用的多为化学表

面活性剂。由于化学表面活性剂不易降解、易造成

二次污染、对土壤微生物产生毒害风险,限制了其在

环境修复中的应用[6]。生物表面活性剂以其具有降低表面张力、稳定乳化液等的作用,其主要成分糖脂、

磷脂、脂蛋白或脂肽类化合物、高分子化合物和脂多

糖,能够被生物完全降解,安全无毒,且用量少,发酵

成本低,逐渐成为研究热点[7]。已有文献报道通过筛选产表面活性剂的细菌,并将其应用于多环芳烃污

染的修复[8]。

生物表面活性剂合成方式包括动植物细胞内提

取法、酶合成法、微生物发酵法。然而,动植物细胞

内提取法受到原料来源的制约,难以大规模生产,

酶合成法所用酶制剂的价格亦极大限制了其发展。

相比而言,微生物发酵以其生产工艺简单、经济安

全的特点,成为重要的生物表面活性剂来源。目前,

已有很多微生物被发现能够产生生物表面活性剂,

如细菌类球拟酵母(Torulopsis bombicola)、枯草芽孢

杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aerug-inosa)[9],其中铜绿假单胞菌已有Pseudomonas cepacia CCT6659[10]、Pseudomonas aeruginosa S6[11]等见

诸报道。它们产生的生物表面活性剂是目前在多环

芳烃污染土壤修复,石油污染修复等应用较多[12],生物表面活性剂在增溶多环芳烃时具有生物降解性、低毒性、适应极端环境的优势[13]。

本研究以PAHs为目标污染物,筛选产生物表面

活性剂的菌株,并分析发酵产物为生物表面活性剂,优化发酵条件,探讨菌株产生的生物表面活性剂对典型多环芳烃荧蒽、芘、苯[a]芘的增溶作用,研究结果将为PAHs污染环境的修复技术研究提供菌株资源和基础理论支撑。

1材料与方法

1.1供试土壤

采集南京炼油厂附近土样、北京某加油站附近土

样、南京某河底淤泥和南京某湖底淤泥为土壤样品。

1.2供试培养基与试剂

富集培养基:(NH4)2SO410.00g,KCl1.10g,KH2PO43.40g,K2HPO44.40g,MgSO40.50g,EDTA 1.00g,酵母粉0.50g,液体石蜡5.00mL,pH7.0~7.4,FeSO4·7H2O0.01g,用蒸馏水定容到1.00L。

LB液体培养基:10.00g蛋白胨,5.00g酵母粉,10.00g氯化钠,用无菌水定容至1.00L。

LB固体培养基:在LB液体培养基加入15.00~

无机盐培养基:(NH4)2SO41.00g,NaCl10.00g,KH2PO40.20g,K2HPO40.80g,MgCl20.50g,CaCl20.05g,FeCl20.01g。

血平板培养基:购自南京便诊生物科技有限公司。

实验试剂:甲醇为色谱纯,花生油为食用级,其他试剂均为分析纯。

1.3细菌筛选和鉴定

1.3.1表面活性剂产生菌血平板初筛

取5.00g新鲜土样置于装有45mL富集培养基的250mL三角瓶中,28℃、150r·min-1摇床培养7d,待培养液混浊后,吸取5mL培养液重新转接入新的富集培养基中,按上述条件培养,转接3次。后经浓度梯度稀释,100μL涂布于血平板,30℃培养48h,选择透明圈较大的菌落,分离纯化,4℃保存。

1.3.2表面张力仪复筛

将上述纯化的菌种接种于LB液体培养基中,200r·min-1、30℃培养96h后,用表面张力仪测定细菌发酵液的表面张力[14]。

1.3.3细菌鉴定

基于细菌形态与生理生化结果,根据《伯杰氏细菌鉴定手册》做出初步鉴定。同时将菌株用LB液体培养基培养至对数生长期,离心法收集菌体,并采用SDS-CTAB法提取总基因组DNA,以细菌通用引物27F和1492R进行16S rDNA的PCR扩增,运用分子学鉴定菌株[15]。

1.4生物表面活性剂的提取、鉴定和临界胶束浓度测定

取培养72h的细菌发酵液在4℃、5000×g离心30min,取上清液用1mol·L-1HCl调节pH为2.0,然

后加入等体积的三氯甲烷/甲醇(2∶1,V∶V)混匀,萃取三次合并有机相,用无水硫酸钠干燥后,45℃旋转蒸发除去有机溶剂,得到浅黄色浆状物,即为生物表面活性剂粗产物[10]。

薄层色谱:取0.2g提取的上述粗产物溶于1mL 的氯仿中,点样于硅胶G板进行薄层色谱分析,三氯甲烷/甲醇/水(65∶15∶1,V∶V)为展开剂,用不同的显色剂显色。(1)苯酚-硫酸试剂:3g苯酚与5mL硫酸溶解于95mL乙醇中,如果显棕色斑点,则有糖脂存在,反之糖脂不存在;(2)茚三酮显色剂:0.5g茚三酮溶于100mL丙酮中,如果斑点显红色,则有脂肽存在,反之脂肽不存在[16-17]。

红外扫描分析(Fouriertransforminfrared spectrome-ter,FT-IR):将生物表面活性剂粗产品溶于三氯甲烷

后,在制备型硅胶薄板上进行分离,依照显色带位置

刮下目的硅胶层,用三氯甲烷/甲烷(1∶1,V∶V)提取后于40℃下减压蒸干,得到部分纯化的生物表面活性剂。将上述生物表面活性剂溶于甲醇,采用KBr压片法(1~2mg样品+200mgKBr,干燥处理后研细),混合压成透明薄片后红外扫描分析测定[18-20]。

发酵产物临界胶束浓度测定(Critical micelle con-centration,CMC):精确称取上述提取所得的产物粗品溶于蒸馏水中,配制成不同浓度梯度(0~500mg·L-1)的产物溶液,测定溶液的表面张力,并依据表面活性剂浓度-表面张力曲线求得临界胶束浓度值。1.5细菌发酵条件优化

1.5.1测定指标

发酵液表面张力值以吊环法测定[21],乳化性能采用超声体积比法测定[22]。发酵液培养后,离心收集菌体,于105℃烘干至恒重后称重,以菌体干重表示生物量。发酵液培养后,离心收集上清液,用等体积乙酸乙酯萃取2次后,45℃减压蒸干,将残余物溶于等体积的0.05mol·L-1NaHCO3中,以硫酸苯酚法[23]测定糖脂含量。

1.5.2碳源对菌株生长及产生表面活性剂的影响

取150mL三角瓶,每瓶中加入50mL无机盐培养基,分别加入10g·L-1的葡萄糖、甘油、花生油、可溶性淀粉、液体石蜡、麦芽糖、乳糖、蔗糖(对照组不加碳源)。3d后分别测定发酵液的表面张力值、乳化性、生物量、糖脂含量。每个处理三次重复。

1.5.3氮源对菌株生长及产生表面活性剂的影响

以碳源实验中获得的最优碳源作为选定碳源,取10g碳源加入1L不含(NH4)2SO4无机盐培养基中。取150mL三角瓶,每瓶中加入50mL上述培养基,分别加入2g·L-1的硝酸钠、硫酸铵、脲、硝酸铵(对照组不加氮源)。3d后分别测定发酵液的表面张力值、乳化性、生物量、糖脂含量。每个处理三次重复。1.5.4碳氮比对菌株生长及产生表面活性剂的影响

取150mL三角瓶,每瓶中加入50mL含不同碳氮源的无机盐培养基。固定氮源为2g·L-1,分别加入已优化的碳源,控制比例为1、5、10、15、20、25、30、35、40(对照组不加氮源)。3d后分别测定发酵液的表面张力值、乳化性、生物量、糖脂含量。每个处理三次重复。

1.5.5温度对菌株生长及产生表面活性剂的影响

取150mL三角瓶,每瓶中加入50mL上述已优化的无机盐培养基。控制摇床温度在15℃、20℃、25力值、乳化性、生物量、糖脂含量。每个处理三次重复。

1.5.6pH对菌株生长及产生表面活性剂的影响

取150mL三角瓶,每瓶中加入50mL上述已优化的无机盐培养基。控制培养基pH为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13。3d后分别测定发酵液的表面张力值、乳化性、生物量、糖脂含量。每个处理三次重复。1.5.7NaCl浓度对菌株生长及产生表面活性剂的影响

取150mL三角瓶,每瓶中加入50mL上述已优化的无机盐培养基。控制培养基NaCl浓度为0、5、10、15、20、25、30、50、80、120、160g·L-1。3d后分别测定发酵液的表面张力值、乳化性、生物量、糖脂含量。每个处理三次重复。

1.5.8菌株147发酵动态图

取150mL三角瓶,每瓶中加入50mL上述已优化的无机盐培养基。在12、24、36、48、60、72、84、96、108、120、132、144h后分别测定发酵液的表面张力值、乳化性、生物量、糖脂含量。每个处理三次重复。

1.6生物表面活性剂对多环芳烃增溶效果

25mL三角瓶中加入过量的苯并[a]芘、芘、荧蒽和10mL不同浓度的生物表面活性剂粗产物溶液,然后加入0.02%的叠氮化钠抑制微生物的生长。盖好塞子并用封口膜封口后,25℃、50r·min-1振荡48h后,将溶液转移至离心管中5000r·min-1离心15min,取上清液加入等体积的二氯甲烷∶正己烷=1∶1(V∶V)萃取3次,收集洗脱液并于40℃浓缩至干,用甲醇定容到2mL,过0.22μm孔径滤膜后HPLC分析[24]。

2结果与讨论

2.1生物表面活性剂产生菌的筛选和鉴定

经过血平板初筛得到25株菌株,表1是表面张力仪复筛结果。可以发现147号细菌发酵液的张力值明显低于其他菌株,选择147细菌作为目标菌株。

观察菌株培养特征及形态特征,可见菌体细长且长短不一,菌落较小,为扁平、湿润的菌落。部分生理生化指标如表2。经16S rDNA测试并与GenBank中已登录的核苷酸序列号进行同源性比较,发现菌株147与Pseudomonas aeruginosa DSM50071同源性为99%,采用MEGA5.10软件NJ方法构建147的16S rDNA系统发育树见图1。结合生理生化特征结果,将菌株147鉴定为铜绿假单胞菌(Pseu原domonas aeruginosa),该菌株GenBank登录号为KU921686。

(标尺代表每1000个核苷中有5个核苷替代)

(The scale represents 5nucleotide substitution in each of the 1000nucleotides.)

图1147菌株16S rDNA 基因序列系统发育树

Figure 1Phylogenetic tree established using the neighbor-joining method,based on 16S rDNA sequence of strain 147and the related strains

表1细菌复筛结果Table 1Bacterium screening

细菌编号Bacterium number

细菌来源Source of bacteria

表面张力值Surface tension value/mN ·

m -1117

加油站Gas station 52.33±0.23

127加油站Gas station

54.70±0.12136

加油站Gas station

62.97±0.09

147

加油站Gas station

33.10±0.06

157

加油站Gas station

51.87±0.29

167

加油站Gas station

52.27±0.09

177

加油站Gas station

51.33±0.27

187

加油站Gas station

51.87±0.18

196

加油站Gas station

49.20±0.12225湖底淤泥Lake bottom silt 57.43±0.20245湖底淤泥Lake bottom silt 60.30±0.06255湖底淤泥Lake bottom silt 59.27±0.35265湖底淤泥Lake bottom silt 59.73±0.03275湖底淤泥Lake bottom silt 57.37±0.87285湖底淤泥Lake bottom silt 57.87±0.23295湖底淤泥Lake bottom silt 53.40±0.10

471

河底淤泥River bed silt

68.00±0.06472河底淤泥River bed silt

65.27±0.23473河底淤泥River bed silt

66.30±0.26

951

炼油厂Refinery 63.07±0.23952

炼油厂Refinery

59.27±0.201071

炼油厂Refinery

68.60±0.40

1151

炼油厂Refinery

67.20±0.061261

炼油厂Refinery

69.90±0.31

2105

炼油厂Refinery

44.27±0.33

注:数值是三次测定的平均值±标准误。

Note :Values are given as means ±SD from triplicate determinations.

表2147菌株的生理生化特性

Table 2Physiological characteristics of strain 147

注:

+表示阳性反应;-表示阴性反应。Note :+Indicates positive reaction;-Indicates negative reaction.

项目

Item

结果Result 项目Item

结果Result 革兰氏染色Gram stain

-淀粉水解Starch hydrolysis

-明胶液化

Gelatin hydrolyzation

+糖发酵实验

Carbohydrate fermentation test

+

H 2O 2实验C atalase test

+硫化氢实验Hydrogen sulfide test

甲基红反应Methyl red reaction

--

2.2147细菌产生表面活性剂的物质结构鉴定

通过薄层色谱分析显示,苯酚-硫酸试剂有棕色

斑点,加入茚三酮显色剂则无明显变化。这说明该菌株主要产糖脂类生物表面活性剂,不产生或者产生少量的脂肽类物质。

将菌株147产物提纯,红外光谱仪(FT-IR )分析物质结构,结果如图2。该物质在3701.72cm -1处有吸收

峰,表明分子中有羟基存在;

2858.77~2927.56cm -1处的吸收峰表明存在糖类C-H 的伸缩振动,

1400~1200cm -1处是C-H 变角振动,1734.39cm -1处是C=O 的双键振动,而1070.04cm -1处为C-O-C 键伸缩振动,因此该物质中有一个五元环状内酯和糖苷键存在。由此进一步证明该生物表面活性剂含糖脂类物质。发酵产物临界胶束浓度是指分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度。临界胶束浓度(Critical micelle

S 000006645P seudomonas citronellolis (T )DSM 50332T (type strain )Z76659

S 000639965P seudomonas delhiensis (T )RLD-1DQ339153S 000427988P seudomonas knackmussii (T )B 13AF039489S 000824948P seudomonas panipatensis (T )Esp-1EF424401

S 000395038P seudomonas jinjuensis (T )Pss 26AF468448

S 000626936P seudomonas nitroreducens (T )IAM 1439AM088473S 000416841P seudomonas psychrotolerans (T )type strain :C36AJ575816

S 000003555P seudomonas alcaligenes (T )IAM12411D84006

S 000009281P seudomonas pseudoalc aligenes (T )LMG 1225T (type strain )Z76666

S 000010130P seudomonas alcaliphila (T )AL15-21AB00583S 001350578P seudomonas oleovorans (T )RS1DQ842018S 001170797P seudomonas benzenivorans (T )type strain :DSM 8628FM2082653

S 000444074P seudomonas segetis (T )FR1439AY770691S 003610433P seudomonas segetis (T )FR1439AY770691

S 000428789P seudomonas stutzeri (T )ATCC 17588AF094748

S 000007012P seudomonas resinovorans (T )LMG 2274T (type strain )Z76668S 000437396P seudomonas balearica (T )SP1402U26418

S 000514601P seudomonas otitidis (T )MCC10330AY953147

S 000010427P seudomonas aeruginosa (T )DSM50071X06684

147

S 003288366P seudomonas aeruginosa (T )type strain :DSM50071HE978271

0.005

140120100806040200

500

400035003000

2500200015001000Wavenumber/cm -1

656055504540353025

糖脂浓度/mg ·

L -10

100

200300400

500

600

图3不同浓度生物表面活性剂溶液的表面张力

Figure 3Surface tensions of biosurfactant solution at

different concentrations

表3碳源对147细菌生长以及生物表面活性剂产量的影响

Table 3Effect of carbon sources on growth and biosurfactant production by strain 147

注:数值是三次测定的平均值±标准误;不同小写字母代表不同处理间差异显著(P <0.05)。

Note :Values are given as means ±SD from triplicate determinations;different lowercase letters indicate significant difference between treatments (P <0.05)

.concentration ,CMC )可以作为表面活性剂表面活性的

一种度量,CMC 越小,改变表/界面性质,起到增溶、乳化等所需的浓度就越低。从图3可以看出:糖脂在0~

300mg ·L -1时,表面张力值随着糖脂浓度的升高而降

低,且在300mg ·L 时达到最小值;在300~500mg ·L 时,表面张力值变化不大。可得发酵粗提产物的

CMC 为300mg ·L -1,明显低于普通化学表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS )的2200mg ·L -1[25],能在较低浓度下使用,因而在医药、食品、化工等行业具有广阔应用前景。

2.3147细菌发酵条件优化

2.3.1碳源的影响

碳源对细菌的生长与发酵产物量有重要影响。铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa )可在多种类型碳源下产生生物表面活性剂,包括甘油、乙醇、植物油等。由表3可知,以花生油为碳源,细菌发酵液的降低值为39.12mN ·m -1,明显高于其他碳源类型;乳化值为34.17%,稍高于其他碳源,此时细菌生物量最大,糖脂含量最高,为0.30g ·L -1。虽然花生油作为碳源,能够促进菌株产生更多生物表面活性剂,但如果用于实际生产,成本相对较高,近年来一些研究者尝试使用成本较低的工业副产物如糖蜜、废润滑油等作为碳源,发现也具有很好的促进微生物产生生物表面活性剂的作用[26]。因此,后期会考虑选择用一些低成本碳源进行发酵。2.3.2氮源的影响细胞表面的物质合成需要氮源,氮源的种类会对

细菌细胞的生长和发酵产物的产量产生很大影响[27]。

由表4可以看出,不同氮源对细菌发酵过程中表面张力降低值的影响较小,可能与发酵液中的生物表面活性剂含量已经达临界胶束浓度(CMC )有关[28-29]。当氮源为硫酸铵时发酵液表面张力降低值最大,同时乳化性、细菌干重、糖脂含量均达到最大值。这与钱晓

碳源

Carbon source 表面张力降低值

Surface tension reduction/mN ·

m -1乳化性

Emulsification activity/%

细菌干重Dry cell weight/g ·

L -1BS 重量

Bio-surfactant/g ·

L -1对照CK 14.64±0.85e 6.67±0.42g 0.19±0.03g 0.08±0.002e 麦芽糖Maltose 35.27±0.45b

18.75±0.72c 0.92±0.04c

0.17±0.005c 花生油peanut oil 39.12±0.68a 34.17±1.10a 1.68±0.04a 0.30±0.002a 甘油Glycerol 26.95±0.52d 15.83±1.10d 0.54±0.07d 0.21±0.004b 蔗糖Sucrose 31.96±0.87c 12.50±0.72e 0.26±0.03fg 0.13±0.001d 淀粉Starch 31.67±0.82c 8.75±0.72fg 0.36±0.04ef 0.09±0.003e 葡萄糖Glucose 30.99±0.72c 22.92±0.42b 1.12±0.04b 0.21±0.006b 乳糖Lactose 31.14±1.43c 9.58±0.42f 0.30±0.04efg 0.09±0.003e 液体石蜡Paraffin liquid

33.39±0.72bc 8.75±0.72fg

0.40±0.05e 0.09±0.003e

图2147菌株产的生物表面活性剂红外光谱图Figure 2Fourier transform infrared spectrum of biosurfactant

produced by strain 147

5040302010温度/℃

15

20

2530

35

40

45

3210

表面张力乳化性生物量BS 量

图4温度对147细菌生长以及生物表面活性剂产量的影响Figure 4Effect of temperature on growth and biosurfactant

production by strain 147

数值是平均值与三次重复的标准误

Values are given as means ±SD from triplicate determinations

表4氮源对147细菌生长以及生物表面活性剂产量的影响

Table 4Effect of nitrogen source on growth and biosurfactant production by strain 147

注:数值是三次测定的平均值±标准误;不同小写字母代表不同处理间差异显著(P <0.05)。

Note :Values are given as means ±SD from triplicate determinations;different lowercase letters indicate significant difference between treatments (P <0.05)

.氮源Carbon source 表面张力降低值

Surface tension reduction/mN ·

m -1乳化性

E mulsification activity/%

细菌干重Dry cell weight/g ·

L -1BS 重量

Bio-surfactant/g ·L -1对照CK 5.43±1.22b 11.67±0.42d 0.40±0.07e 0.07±0.002d 硝酸钠NaNO 3

41.16±0.46a 32.92±0.42b 0.61±0.05d

0.36±0.001b

硫酸铵(NH 4)2SO 441.26±0.76a

41.25±0.72b 1.87±0.06a 0.45±0.005a 脲Urea

40.39±1.05a 34.17±0.42a 0.89±0.06c 0.32±0.008c 硝酸铵NH 4NO 3

39.82±0.37a

24.58±0.42c

1.26±0.06b 0.32±0.002c 表5碳氮比对147细菌生长以及生物表面活性剂产量的影响

Table 5Effect of C ∶N ratio on growth of and biosurfactant production by strain 147

注:数值是三次测定的平均值±标准误;不同小写字母代表不同处理间差异显著(P <0.05)。

Note :Values are given as means ±SD from triplicate determinations;different lowercase letters indicate significant difference between treatments (P <0.05)

.碳氮比

Carbon source

表面张力降低值

Surface tension reduction/mN ·

m -1乳化性

Emulsification activity/%

细菌干重Dry cell weight/g ·

L -1BS 重量

Bio-surfactant/g ·

L -1124.44±0.44d

44.17±0.42c 0.73±0.07e

0.10±0.006h 5

36.22±0.54ab 44.58±0.42c

1.07±0.06d 0.77±0.001g 1036.39±0.84ab 45.00±0.23bc 1.55±0.06bc 1.34±0.005c 1535.32±0.60bc

42.92±0.42d 1.45±0.19bc 1.17±0.007f

2033.76±0.58c 45.83±0.42b 1.67±0.10b 1.22±0.005e 25

37.52±0.29a

47.08±0.41a 2.58±0.09a

1.74±0.006a

3037.36±0.56a

44.58±0.42c

1.55±0.08bc 1.29±0.005d

35

35.22±0.43bc

42.50±0.27d 1.65±0.09b

1.43±0.007b 4036.34±0.69ab

44.58±0.42c

1.32±0.04cd 1.17±0.011f

勇等[30]研究结果一致,硫酸铵是促进生物表面活性剂生成的较好氮源。

2.3.3碳氮比的影响

由表5可以发现当碳氮比在5以上时,表面张力

降低值与乳化性变化不大,而细菌干重与生物表面活性剂含量却明显不同,说明当碳氮比大于5时,该菌株生物表面活性剂产量已经超过临界胶束浓度。细菌

干重在碳氮比为25时最大,为2.58±0.09g ·L -1,同时生物表面活性剂含量也达到最大,为1.74±0.01g ·

L -1。这与Saimmai 等[26]研究结果一致,

25是147菌株的最适生长碳氮比,此时细菌的生物量达到最高,生物表面活性剂产量也最高。

2.3.4温度的影响

温度是影响菌株发酵产物产量的重要环境因素之一。不同细菌的最适生长温度不同。一般细菌在4℃停止生长,在30℃左右生长良好。已报道的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa )最适温度一般在27~37℃[31-32]。由图4可以看到,表面张力值、生物量和生物表面活性剂产量都随着温度的升高呈现先升高后

降低的趋势,在30℃时达到最大。乳化性在15℃到30℃时保持相对稳定,在30℃到40℃时乳化性降低。实际上大多数铜绿假单胞菌的最佳培养温度都在

,与实验结果相符。

2.3.5pH 的影响

pH 值也是影响菌株发酵产物产量的因素之一。

由图5可见,细菌的生物量在pH=8的时候达到最大,且在pH8~10的时候基本平稳;表面张力值、生物

表面活性剂含量与乳化性均在pH=8的时候达到最大值,两侧均有不同程度的下降。因此该菌株倾向偏碱性的条件生存,与强婧等[11]筛选的Pseudomonas aeruginosa S6最适pH 一致。综合其他报道的生物表面活性剂产生菌的最适pH 范围,大部分微生物都在pH6.2~8之间。

2.3.6NaCl 浓度的影响

NaCl 浓度通过改变细胞渗透压影响微生物的生

长与代谢[33-34],从而影响发酵产物的产量。由图6可

见,盐浓度在0~5g ·L 之间,细菌生长受到促进,而

当盐浓度大于5g ·L -1时,细菌的生长受到抑制,糖脂量与生物量趋势一致。菌株的生物量、生物表面活性

剂量、表面张力值与乳化性均在盐浓度为5g ·L -1时呈现最大,说明该菌株具有一定的耐盐性,与强婧等[11]研

究的生物表面活性剂产生菌Pseudomonas aeruginosa S6也能够耐盐相似。此外,本菌株在最高为25g ·L -1的盐浓度条件下依然能够存活,但此时已不能产生更多的生物表面活性剂。2.3.7细菌发酵动态

在上述花生油25mL ·L -1为碳源、硫酸铵1g ·

L -1为氮源、NaCl 浓度为5g ·L -1、pH=8、温度保持为30℃的最佳培养条件下,追踪细菌147的发酵动态(图7)。

菌株经过短暂的延滞期后进入对数生长期,108h 后进入稳定增长期,此时菌体所产生的生物表面活性剂含量达到最大,此后生物表面活性剂含量减少,可能是因为后期培养基内的碳源已经用尽,细菌开始以胞外分泌物糖脂为碳源维持生命。而表面张力值与乳化

性在24h 后达到最大,之后维持在稳定水平,说明细菌在24h 后产生的生物表面活性剂已到达生物表面活性剂的临界胶束浓度,此后生物表面活性剂产量还会增加,但是表面张力降低值与乳化性只维持在一定范围内波动。

最佳培养条件下,本实验细菌生物量最高能达到

5.22g ·L -1(表6),生物表面活性剂量达到5.09g ·L -1。相对已报道的几株铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa )合成生物表面活性剂的产率在2.12~15.92g ·L -1范围内,本菌株的产表面活性剂能力居中。

5040302010pH

4

5

6

7

89

3210

表面张力乳化性生物量BS 量

10111213145040302010时间/h 1224364860728496420

表面张力乳化性生物量BS 量

144132*********

图7铜绿假单胞菌147菌株的发酵动态

Figure 7Dynamic curves of Pseudomonas aeruginosa

strain 147fermentation

数值是平均值与三次重复的标准误

Values are given as means ±SD from triplicate determinations

图5pH 对147细菌生长以及生物表面活性剂产量的影响Figure 5Effect of pH on growth of and biosurfactant production

by strain 147

数值是平均值与三次重复的标准误

Values are given as means ±SD from triplicate determinations

5040302010NaCl/g ·

L -15101520253060803210

表面张力乳化性生物量BS 量

160140120100180图6NaCl 浓度对147细菌生长以及生物表面活性剂产量的影响

Figure 6Effect of NaCl concentrations on growth of and

biosurfactant production by strain 147

数值是平均值与三次重复的标准误

Values are given as means ±SD from triplicate determinations

80706050403020100BS 浓度/mg ·

L -1

100

200300400

500

600

苯并[a]芘

芘荧蒽

表6几株铜绿假单胞菌合成生物表面活性剂的产率比较Table 6Comparison of biosurfactant production by several

Pseudomonas aeruginosa strains

图8生物表面活性剂多环芳烃的增溶作用Figure 8Solubilization of polycyclic aromatic hydrocarbons

by biosurfactant

数值是平均值与三次重复的标准误

Values are given as means ±SD from triplicate determinations

编号Number 菌株Strain 碳源

Carbon source BS 量Bio-surfactant/g ·L -1参考文献Reference

1

LKY-5花生油

0.15

李琳等,

2015[35]

2T-1

甘油/豆油 5.22王大威等,2012[36]3P.142NF 正十六烷0.19Petrikov et al ,2013[37]4

LBM10豆油 1.42Prieto et al ,2008[38]5

J4

橄榄油 3.6

Wei et al ,2005

[39]

2.4生物表面活性剂对多环芳烃增溶效果

图8是水相中多环芳烃(苯并[a]芘、芘、荧蒽)的表观溶解度随着生物表面活性剂浓度的变化曲线,当

生物表面活性剂浓度大于300mg ·L -1时,各多环芳烃的浓度随生物表面活性剂浓度增大而增大。这是由于

生物表面活性剂在CMC (临界胶束浓度)以上时会形成胶束,而胶束内的疏水性微环境对疏水性有机溶剂具有较强的分配作用,可显著增大溶质的表观溶解度[40];当生物表面活性剂浓度低于CMC 时,生物表面活性剂分子以单体形式存在,单分子的表面活性剂对被增溶物的分配作用很弱,因而各多环芳烃在水中的溶解度变化不大或者轻微增加。

此外,由图8可得生物表面活性剂对三种多环芳烃均具有增溶效果,且在0~300mg ·

L -1增溶效果不明显,在300~500mg ·L -1增溶明显;四环荧蒽、四环芘、五苯环苯并[a]芘的增溶效果随着环数的增加而降低,与杨建刚等[41]的研究结果一致。这可能的原因是

与多环芳烃的正辛醇-水分配系数(Octanol-water

苯并[a]芘K ow [42],即K ow 值越大的多环芳烃,增溶效果越低。

3结论

本研究筛选获得了一株产生生物表面活性剂的

147菌株,经鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa ),该菌株的发酵产物主要为糖脂类生物表面活性剂。以产生物表面活性剂量的能力为指标,在本研究的发酵条件下,该菌株的最适碳、氮源分别为花生油与硫酸铵,最适碳氮比为25∶1,最适发酵温度为30℃,最适盐浓度为5g ·L -1,最适pH 值为8。在上述最适培养条件下,该菌株的细菌生物量最高达到5.22g ·L -1,生物表面活性剂量达到5.09g ·L -1,而且该

细菌能够在偏碱性(pH 值为8~13)条件下生存,具有

耐盐碱的特性。多环芳烃的溶解度随表面活性剂的浓度增大而增大,生物表面活性剂对三环荧蒽、四环芘、

五环苯并[a]芘的增溶效果随着环数的增加而降低。实验表明,

147菌株产生物表面活性剂性能突出,可进一步研究用于大规模工业生产。生物表面活性剂对多环芳烃污染土壤具有增溶效果,该菌株可接入多环芳烃污染的土壤增溶多环芳烃促进土著微生物修复。该菌株具有耐盐、耐碱等特性,应用前景广阔。

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生物表面活性剂和高分子表面活性剂

生物表面活性剂和高分子表面活性剂 摘要:表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子,一种粒子具有极强的亲油性,另一种则具有极强的亲水性。溶解于水中以后,表面活性剂能降低水的表面张力,并提高有机化合物的可溶性。本文将就生物表面活性剂和高分子表面活性剂进行具体介绍,并且列举了部分它们在社会中的应用以及它们存在的问题和发展前景进行了简单的介绍。 关键词:表面活性剂;生物表面活性剂;高分子表面活性剂 Biological surfactant and polymer surfactant Abstract:Surfactant is composed of two distinct particles, a kind of particle has extremely strong lipophilicity, the other with strong hydrophilic. Dissolved in water, surfactants can reduce the surface tension of the water, and increase of soluble organic compounds. This article will discuss biosurfactant and polymeric surfactants are detailed introduction, and lists the part of their application in society and their existing problems and development prospects were simply introduced. Keyword:The surfactant; Biosurfactant; Polymer surfactant

关于生物指示剂-2

关于生物指示剂 生物指示剂系一类特殊的活微生物制品。可用于确认灭菌设备的性能、灭菌程序的验证、生产过程灭菌效果的监控等。用于灭菌验证中的生物指示剂一般是细菌的孢子。 (一)制备生物指示剂用微生物的基本要求 不同的灭菌方法使用不同的生物指示剂,制备生物指示剂所选用的微生物必须具备以下特性:①菌种的耐受性应大于需灭菌产品中所有可能污染微生物的耐受性;②菌种应无致病性;③菌株应稳定。存活期长,易于保存;④易于培养。若使用休眠孢子,生物指示剂中休眠孢子含量要在90%以上。 (二)生物指示剂的制备 生物指示剂的制备应按一定的程序进行,制备前,需先确定所用微生物的特性,如D值(微生物的耐热参数,系指一定温度下,将微生物杀灭90%所需的时间,以分表示)等。菌株应用适宜的培养基进行培养。培养物应制成悬浮液,其中孢子的数量应占优势,孢子应悬浮于无营养的液体中保存。 生物指示剂中包含一定数量的一种或多种孢子,可制成多种形式,通常是将一定数量的孢子附着在惰性的载体上,如滤纸条、玻片、不锈钢、塑料制品等;孢子悬浮液也可密封于安瓿中;有的生物指示剂还配有培养基系统。生物指示剂应选用合适的材料包装,并设定有效

期。载体和包装材料在保护生物指示剂不被污染和损耗的同时,还应保证灭菌剂穿透并能与生物指示剂充分接触。载体和包装应设计原则是便于贮存、运输、取样、转移接种。 有些生物指示剂可直接将孢子接种至液体灭菌物或具有与其相似的物理和化学特性的替代品中。使用替代品时,应用数据证明二者的等效性。 (三)生物指示剂的应用 在灭菌程序的验证中,尽管可通过灭菌过程某些参数的监控来评估灭菌效果,但生物指示剂的被杀灭程度,则是评价一个灭菌程序有效性最直观的指标。可使用市售的标准生物指示剂,也可使用由日常生产污染菌监控中分离的最耐受微生物制备的孢子。 在生物指示剂验证试验中,需确定孢子在实际灭菌条件下的耐受性,并测定孢子的纯度和数量。验证时,生物指示剂的微生物用量应比日常检出的微生物污染量大,耐受性强,以保证灭菌程序有更大的安全性。在最终灭菌法中,生物指示剂应放在灭菌柜的不同部位。并避免指示剂直接接触到被灭菌物品。生物指示剂按设定的条件灭菌后取出,分别置培养基中培养,确定生物指示剂中的孢子是否被完全杀灭。 过度杀灭产品灭菌验证一般不考虑微生物污染水平,可采用市售的生物指示剂。对灭菌手段耐受性差的产品,设计灭菌程序时,根据经验预计在该生产工艺中产品微生物污染的水平,选择生物指示剂的菌种

生物表面活性剂及在油田中的应用

生物表面活性剂及在油田中的应用 杨丽1,李建波2 (1.西南石油学院研究生院应用化学,四川新都;2.西南石油学院) 摘要:生物表面活性剂是由微生物产生的一种生物大分子物质,具有一些优于化学合成表面活性剂的特性,其应用前景十分广阔。本文简述了其种类、特性、生产方法及在石油工业中的应用。 关键词:生物表面活性剂;性能;种类;石油工业;应用 表面活性剂是一种两亲性分子,据其来源的不同,可分为化学合成、生物合成及天然表面活性剂三类。化学合成表面活性剂以有机化学为基础,其性能和成本依赖于原料的性质和价格。生物表面活性剂是微生物在一定条件下产生的集亲水和疏水基于一体的代谢产物,不但具有降低表面张力的特点,而且还能被微生物降解,在特殊的工亚领域中能克服化学合成表面活性剂的某些不足。 1生物表面活性剂 1.1分类 化学合成表面活性剂是据极性基团分类,而生物表面活性剂则依据化学组成和微生物来源分类。其据亲水基的不同可以分为五大类[1]:糖脂、脂肪酸和磷脂、脂肽和脂蛋白、多聚和特殊生物表面活性剂。 1.2特点 生物表面活性剂分子[2]通常比化学合成表面活性剂化学结构更为复杂和庞大,单个分子占据更大的空间,因而显示出较低的临界胶束浓度。其与化学合成表面活性剂相比,除具有用量少、可用微生物方法引入化学方法难以合成的新化学基团等特点外还具有以下优点[3]: 1无毒或低毒; o可生物降解,对环境不造成污染; ?结构多样化,可以用于特殊领域; ?可以从工业废物中生产,有利于环境治理; ?在极端温度、pH值、盐浓度下具有很好的选择性和专一性; ?不致敏、可消化、可用作化妆品、食品和功能食品的添加剂;1.3制备途径 1.3.1微生物发酵法 发酵法生产生物表面活性剂与其它微生物产品生产过程基本相同,包括培养发酵、分离提取和产品纯化三大步骤。大多数微生物发酵产生的表面活性剂的分离提取、纯化都有一些类似的方法,如萃取、盐析、离心沉淀、结晶以及冷冻干燥等。微生物发酵生产表面活性剂在技术和经济上都非常可行,适合大量生产。 1.3.2酶法合成 与微生物方法相比较,酶法合成的表面活性剂分子多是一些结构相对简单的分子,但同样具有优良的表面活性,酶法合成还具有反应专一性强、副反应少、产物容易分离纯化等优点。 1.3.3从动植物材料中提取 目前,应用于食品、医药和化妆品工业的磷脂、卵磷脂类等生物表面活性剂是从蛋黄或大豆中分离提取而来,这类生物表面活性剂的来源都是天然生物原料,受到原料的限制,难以大量生产。 2生物表面活性剂在石油工业中的应用 生物表面活性剂有着非常广泛的应用,能用于许多行业中,目前应用最广泛的是石油工业[4]。 2.1提高石油采收率 生物表面活性剂在石油工业中最主要的应用是提高石油采收率(MERO)。现阶段大多数油田已经进入二次驱油的中后期,但仍有大约70%的原油滞留在储油层中,所以提高采收率是当今石油工业的重要研究领域。微生物可以通过以下几种方式提高石油采收率: 1改变重烃组分的润湿性;(下转第18页) y收稿日期:2005-11-15 作者简介:杨丽(1980-),女,四川简阳人,西南石油学院应用化学专业研究生在读。

生物表面活性剂研究进展

生物表面活性剂研究进展 杨齐峰 (黄石理工学院,湖北,435000) 【摘要】:生物表面活性剂是由微生物分泌的天然产物,它无毒,可以生物降解,对环境影响很小,具有高效的表面活性,因此是合成表面活性剂的理想代替品。介绍了生物表面活性剂的特性及其生产制备方法,综述了近年生物表面活性剂在石油、洗涤、医药、食品等工业领域的应用与研究进展,主要介绍了利用生物表面活性剂在提高石油采收率等方面的应用,探讨了今后生物表面活性剂的主要发展方向。 【关键词】:生物表面活性剂;微生物;应用;发展趋势 Biosurfactant research progress Yangqifeng (Huangshi Institute of Technology School Hubei 435003)abstract:Biological surfactant is secreted by microbial natural products,it is avirulent,can biodegradation,a little influence and efficient surface activity,and is thus synthesis of surfactants ideal replacement. Introduces the characteristics and its biosurfactant production preparation methods,this paper reviews biosurfactant in petroleum,washing,pharmaceutical,food and other industrial areas of application and research progress,mainly introduced the use of biological surfactants in enhanced oil recovery of application,discusses the future biosurfactant the main development direction。 key words:biosurfactant;Microbial;application;development tendency 表面活性剂是一类能显著降低溶剂表面张力的物质,化学合成的表面活性剂都是以石油为原料化学合成而来的,在生产和使用过程中常常会给人类生存环境带来严重的污染,对人类的身体健康产生很大威胁。生物表面活性剂是从20世

生物表面活性剂

生物表面活性剂及其应用 谈到学科知识应用,我第一反应是把其与人或自然界中实际存在的生物联系在一起,进而得出既有意义又有趣的结论和现象。在学习完物理化学表面化学部分后我们知道,表面活性剂(surfactant)是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性。表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。但是目前大多数表面活性剂主要以石油为原料经化学合成而来,由于受化工原料、产品的理化特性及其在生产和使用过程对环境造成严重污染等原因,使表面活性剂的应用前景受到极大的挑战。因此寻找一种新型高效低污染的表面活性剂是一个尤为重要的举措。 生物表面活性剂就是一类性能较为优异的表面活性剂。查阅文献可知他们是指利用酶或微生物通过生物催化和生物合成法得到的具有一定表面活性的代谢产物。它们在结构上与一般表面活性剂分子类似,即在分子中不仅有脂肪烃链构成的非极性憎水基,而且含有极性的亲水基,如磷酸根或多烃基基团,是集亲水基和憎水基结构于一身的两亲化合物。它们不仅具有化学表面活性剂具有的各种表面性能,而且还拥有下列优点:①选择性广,对环境友好;②庞大而复杂的化学结构使得表面活性和乳化能力更强;③分子结构类型多样,具有许多特殊的官能团,专一性强;④原料在自然界广泛存在且价廉;⑤发酵生产是典型的“绿色”工艺等。 生物产生的生物表面活性剂包括许多不同的种类。依据他们的化学组成和微生物来源可分为糖脂、脂肽和脂蛋白、脂肪酸和磷脂、聚合物和全胞表面本身等五大类。于是我们可以明显知道这些生物表面活性剂是对生物和环境极其友好,相较与普通的化学表面活性剂有更广阔的应用范围。 微生物强化采油(MEOR技术)是生物表面活性剂最为重要的应用领域。在油田中注入一些微生物和其生长所必须的营养物质,微生物在生长的同时,可以产生生物表面活性剂,这些生物表面活性剂能降低原油和水两相界面的张力,从而提高原油的开采量。与化学合成生物表面活性剂相比,生物表面活性剂可被微生物降解,不会对环境造成污染。微生物驱油和化学驱油最大的不同是微生物不但可沿注水压差方向运移,还可在油层中纵深迁移,大大提高了水驱或化学驱的效率。 利用生物表面活性剂能够增强水性化合物的亲水性和生物利用度,还可以使环境污染物不断降解,该技术称为生物修复。我觉得在不远的未来这个技术能有更大的应用和发展前景。 针铁矿(Fe(OH)3) 是一种非常重要的矿产资源,可以吸附土壤和工业废水中有毒的金属离子。用针铁矿吸附、共沉淀金属离子,再用生物表面活性剂作为絮凝剂载体,可将金属离子分离出来。资源问题一直是当今世界重视的难题,利用生物表面活性剂将环境保护和资源采集率两个方面同时兼顾,这将是我们对抗环境恶化的重要手段。 资源的紧缺以及人类环保意识的加强,将进一步推动绿色表面活性剂工业的发展。当前,世界表面活性剂市场呈稳定而缓慢的增长趋势,更多新型、性能优良、易生物降解、高效、安全的表面活性剂出现,会给人们的生活和工业生产注入新的活力。根据国外一些大公司及专家预测,未来表面活性剂工业发展趋向主

表面活性剂的理化性质

表面活性剂的理化性质和生物学性质 一、临界胶束浓度 当表面活性剂的正吸附到达饱和后继续加入表面活性剂,其分子则转入溶液中,因其亲油基团的存在,水分子与表面活性剂分子相互间的排斥力远大于吸引力,导致表面活性剂分子自身依赖范德华力相互聚集,形成亲油基团向内,亲水基团向外、在水中稳定分散、大小在胶体粒子范围的胶束(micelles)。在一定温度和一定的浓度范围内,表面活性剂胶束有一定的分子缔合数,但不同表面活性剂胶束的分子缔合数各不相同,离子表面活性剂的缔合数约在10~100,少数大于1000。非离子表面活性剂的缔合数一般较大,例如月桂醇聚氧乙烯醚在25℃的缔合数为5000。表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度(critical micell concentration, CMC),不同表面活性剂的CMC不同,见表4-2。具有相同亲水基的同系列表面活性剂,若亲油基团越大,则CMC越小。在CMC 时,溶液的表面张力基本上到达最低值。在CMC到达后的一定范围内,单位体积内胶束数量和表面活性剂的总浓度几乎成正比。 表4-2 常用表面活性剂的临界胶束浓度 CMC/molL-1 名称测定温度/℃CMC/molL-1 名称测定温度 /℃ 25 1.6×10-2 辛烷基磺酸钠25 1.50×10-1氯化十二烷基 铵 辛烷基硫酸钠40 1.36×10-1月桂酸蔗糖 2.38×10-6 酯

十二烷基硫酸 钠40 8.60×10-3棕榈酸蔗糖 酯 9.5×10-5 十四烷基硫酸 钠40 2.40×10-3硬脂酸蔗糖 酯 6.6×10-5 十六烷基硫酸 钠40 5.80×10-4吐温20 25 6.0×10-2 (g/L,以下同) 十八烷基硫酸 钠 40 1.70×10-4吐温40 25 3.1×10-2 硬脂酸钾50 4.50×10-45吐温60 25 2.8×10-2油酸钾50 1.20×10-3吐温65 25 5.0×10-2月桂酸钾25 1.25×10-2吐温80 25 1.4×10-2 十二烷基磺酸 钠 25 9.0×10-3吐温85 25 2.3×10-2 (二)胶束的结构 在一定浓度范围的表面活性剂溶液中,胶束呈球形结构(图4-1a),其碳氢链无序缠绕构成内核,具非极性液态性质。碳氢链上一些与亲水基相邻的次甲基形成整齐排列的栅状层。亲水基则分布在胶束表面,由于亲水基与水分子的相互

压力蒸汽灭菌生物指示剂

压力蒸汽灭菌生物指示剂 是由嗜热指肪杆菌( ATCC 7953)芽孢菌片、恢复培养基和外管组成。菌片 含菌量为5.0 X?5.0 x cfU片。生物指示剂的抗力符合国际标准和国家标准的规定:既在121C饱和蒸汽作用下,存活时间 >3.9min杀灭时间< 19min D10值 1.3? 1.9min。 【适用范围】 适用于121 C下排气式压力蒸汽灭菌器、132C?134C预真空或脉动真空压力蒸汽灭菌器、134C?136C台式或卡式压力蒸汽灭菌器灭菌效果的监测和制药工业、医院制剂生产等各行业使用的压力蒸汽灭菌器灭菌效果的监测。 【使用方法】,,, 1使用时,将生物指示剂放入标准检测包的中心或待灭菌物品包的中心,置于灭菌器的难消毒的位置按规定的灭菌温度和时间进行灭菌处理。 2灭菌完毕,即刻将生物指示剂取出,盖朝上垂直握于手中,用专门工具夹碎管内安瓶,让培养液流出浸没菌片,置于56C恒温培养箱内或配套的微型培养器内培养24小时观察初步结果,48小时观察最终结果,按规定每月至少用生物指示剂进行一次灭菌效果监测。 【结果判定】 培养后生物指示剂中的溴甲酚紫培养液由紫色澄清液体变为黄色澄清液体即表示有菌生长,判定为灭菌不合格;培养液仍为紫色澄清液体为无菌生长,同时阳性对照管中的嗜热脂肪杆菌生长正常即培养液由紫色澄清液体变为黄色澄清液体,判定为灭菌合格。 【注意事项】 1 将生物指示剂管从灭菌器内取出或从冰箱内取出后,需在室温下放10min 左右,再夹碎安瓿,以免过热或过冷夹碎外管。

2液体培养基的pH值低于7.0或高于7.5,均可使嗜热脂肪杆菌不能生长; 3培养温度须在56C?65C之间,否则可导致嗜热脂肪杆菌生长不良,或不能生长。 4 灭菌处理后,生物指示剂中的液体培养基颜色与压力蒸汽灭菌前比较会变浅,呈显浅紫色,这种变化属正常现象。 5用恢复培养液在56C培养时间过长(72小时以上),阳性对照管中培养液的黄色容易消退,培养液逐渐干燥,应注意每天观察,随时记录培养结果。 6本生物指示剂于4C条件下保存。 【包装规格】20 支/ 盒, 10 盒/ 箱。 【有效期】12个月。

生物表面活性剂应用研究进展

生物表面活性剂应用研究进展 刘江红陈逸桐贾云鹏芦艳 (东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省高校重点实验室大庆163318) 摘要生物表面活性剂是由微生物产生的天然产物,具有表面活性高、对环境无污染、生物可降解性及良好的抑菌作用等优于化学合成的表面活性剂的独特性质。本文对生物表面活性剂的特性、分类及其制备方法进行了介绍,对生物表面活性剂在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域的应用进行了总结,展望了生物表面活性剂的良好应用前景。 关键词生物表面活性剂特性分类应用 Progress on the Applications of Biosurfactants Liu Jianghong,Chen Yitong,Jia Yunpeng,Lu Yan (Provincial Key Laboratory of Oil&Gas Chemical Technology,College of Chemistry&Chemical Engineering, Northeast Petroleum University,Daqing163318) Abstract Biosurfactants are natural products produced by microorganisms.The biosurfactants have unique properties,such as,high surface activity,environmental friendliness,biodegradable and good anti-microbial activity,which chemical surfactants do not have.Herein the properties,classifications and preparation methods of biosurfactants are introduced in brief.The applications of biosurfactants in various fields such as petroleum exploit,environmental protection,preparation of medicals,food products as well as agriculture and cosmetics are summarized.The prospect in the development of the biosurfactants is predicted. Keywords Biosurfactant,Property,Classification,Application 生物表面活性剂是利用可再生的资源如植物油、碳水化合物等为原料,由不同的微生物生产代谢得到的。与其他表面活性剂相比,具有耐酸、耐盐、可生物降解、低毒性、抗菌性、对环境无污染和生物相容性好等优点,同时生物表面活性剂兼备降低溶剂表面张力、稳定乳化液及增加泡沫等其他表面活性剂的特点,因此生物表面活性剂逐渐在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域得到广泛的应用,在未来有逐步替代化学合成的表面活性剂的趋势。 1生物表面活性剂的性质、分类及制备 1.1生物表面活性剂的特性 生物表面活性剂分子结构包含极性基团和非极性基团,是一种具有亲水、疏水两性特点的生物大分子化合物。生物表面活性剂分子的亲水基和疏水基可以由不同的分子成分组成。 生物表面活性剂与其他表面活性剂比较,主要特性就是无毒性、稳定性好、耐酸耐盐性好、可以被生物降解、对环境无污染及抗菌性。 1.2生物表面活性剂的分类 生物表面活性剂根据其化学结构的不同,可以分为酰基缩氨酸系、糖脂系、磷脂系、高分子聚合物和脂肪酸系表面活性剂五类,如表1所示。 刘江红女,47岁,硕士,副教授,主要从事生物化工研究。E-mail:ljhread@126.com 国家863计划项目(2008AA06Z304)和黑龙江省教育厅科技攻关项目(1153005)资助 2012-11-09收稿,2013-03-31接受

生物指示剂管理规程

目的 建立生物指示剂管理规程,规范生物指示剂进厂质量验收、储存、使用和销毁程序,保证生物指示剂质量安全有效。 范围 本规程适用于公司确认与验证及监控生物指示剂使用管理。 责任 生物指示剂使用部门负责采购申请填写及按照说明书要求使用、储存、销毁生物指示剂,质量部QA负责监督和检查执行情况。 内容 1.生物指示剂概念 生物指示剂(BI):系一类特殊的活微生物制品,可用于确认灭菌设备的性能、灭菌程序的验证、生产过程灭菌效果的监控等。用于灭菌验证中的生物指示剂一般是细菌的孢子。 2.生物指示剂形式 一定数量的孢子附着在惰性载体上,如滤纸条、玻片、不锈钢、塑料制品等。 孢子悬浮液密封于安瓿中。 3.生物指示剂特性 具有较高的耐受性、贮存稳定性、批与批之间的一致性、无致病性、易于培养和制备的细菌芽孢。 耐受性要高于灭菌前产品中污染菌的耐受性。 符合地方、国内、国际相关法规要求。 可根据灭菌程序的设计要求而制备。 4. 生物指示剂分类 第一类生物指示剂:由微生物孢子和载体包装而成。 第二类生物指示剂:由可接种在产品表面或内部的孢子悬液构成。 第三类生物指示剂:包含微生物恢复生长培养基的类型。

7. 生物指示剂采购、验收、质量信息登记 生物指示剂使用部门根据年度验证总计划内容及临时需求说明填写生物指示剂购买申请,采购部门根据申请从有资质的生产厂家及供应商处购得相应生物指示剂,购买的生物指示剂应附有相应的合格质量检验报告单。 生物指示剂进厂验收部门为库房,库房人员应该仔细核对品名、规格、批号、数量、生产日期、有效期、生产厂家,检查外包装应完好,封口严密,标签完整,内容清晰,核对无误后填写《物料验收记录》(1))和《物料台账》(1),不合格的生物指示剂退回厂家处理。 生物指示剂质量信息登记部门为领用部门,登记内容包括生物指示剂名称,生产厂家,生产批号及生产日期,失效日期,Z值,储存环境和销毁方法。《生物指示剂质量信息登记台账》(1)。 8. 生物指示剂储存、发放 验收合格的生物指示剂由使用部门领回并填写《生物指示剂质量信息登记台账》(1)和《生物指示剂接收、发放记录》(2),生物指示剂使用部门负责按照该种生物指示剂使用说明书储存要求进行储存。 查看《生物指示剂质量信息登记台账》(1)),确认质量信息合格的生物指示剂才可以发放使用,不合格的生物指示剂销毁处理。 生物指示剂发放要及时填写《生物指示剂接收、发放记录》(2)。 9. 生物指示剂使用 生物指示剂放置位置及放置数目。 放置位置按照确认与验证方案执行,建议放置位置: ①在灭菌器中最大包装的中心; ②灭菌器排气口,往往不易达到灭菌温度; ③靠灭菌器的门口和底部; ④不同的生物指示剂摆放要求不同。 放置数目: 根据设备规格调整生物指示剂数量,一般每个灭菌周期使用量不少于10支。 正确使用生物指示剂: 使用时,将生物指示剂放入标准检测包的中心或待灭菌物品包的中心,置于灭菌器的难消毒的位置,按规定的灭菌温度和时间进行灭菌处理,对于胶塞清洗机类的设备,生物指

生物表面活性剂

98-25:脂肽 H:环脂肽 【内容】 所有的生物都是由细胞所构成,细胞中70%的是水分,蛋白质、核酸、糖类、脂类等各种物质通过细胞内的精细结构进行着有序的活动。表面活性剂作为控制细胞界面秩序而不可缺少的物质起着重要作用。 由于生物体内的表面活性剂是在极其复杂的生物物质群中微量地存在,因此大量提取纯制品非常困难。近来发现微生物在其菌体外较大量地产生、积蓄微生物表面活性剂。这已在石油三次回收剂、石油环境污染的无公害处理剂及功能性表面活性剂等许多领域得到应用和开发。 生物表面活性剂具有合成表面活性剂所没有的结构特征,大多有着发掘新表面活性功能的可能性,人们正希望开发出生物降解性和安全性及生理活性都好的生物表面活性剂。 1.生物表面活性剂分类 生物表面活性剂根据其亲水基的类别,分为以下五种类型:①以糖为亲水基的糖脂系生物表面活性剂;②以低缩氨酸为亲水基的酰基缩氨酸系生物表面活性剂;③以磷酸基为亲水基的磷脂系生物表面活性剂;④以羧酸基为亲水基的脂肪酸系生物表面活性剂;⑤结合多糖、蛋白质及脂的高分子生物表面活性剂(生物聚合体)。 (1)糖脂系生物表面活性剂糖脂与磷脂形成复合脂成为连接脂和糖的桥梁,从化学结构来看,它们是由脂肪醇或脂肪酸形成的复杂脂。根据这种糖脂的结构和分布可分为四类:鞘氨糖脂,植物糖脂,甘油糖脂,结构单元中无鞘氨醇和甘油的其他糖脂。 鞘氨糖脂是动物糖脂的代表性物质,存在于动物组织,特别是动物的脑神经组织中。植物糖脂主要存在于植物中。 甘油糖脂广泛存在于高等植物、藻类和能进行光合作用的细菌中,既有植物性又有微生物性糖脂的特性。 属于结构单元中无鞘氨醇和甘油的糖脂有来自高好碱性菌的硫糖脂,及源于植物的有代表性的皂草苷生物表面活性剂。以前,人们常用皂草苷作洗涤用品,从结构上看,它是由以甾族化合物或三萜系化合物为非糖部分(皂草配基)与低聚配糖体构成的。皂草苷具有生物活性,如具有溶血、强心和免疫等作用。 (2)酰基缩氨酸系生物表面活性剂大致分为硫放线菌素类和脂氨基酸类,这类物质以氨基酸或低聚缩氨酸作亲水基。它广泛存在于各种微生物、植物、无脊椎动物的消化液、鸡的卵管、人的皮肤等中。虽然对脂氨基酸的生理意义还不了解,但作为生物膜的存在,它与维持膜结构及膜机能有关,而且存在于皮肤的角质层中,也与保湿作用有关。硫放线菌素类是微生物的产物,有高表面活性。 (3)磷脂系生物表面活性剂这是磷脂与糖脂在复合脂中形成的一大领域。大致分为甘油磷脂和鞘氨磷脂。 甘油磷脂是以磷脂酰酸作基本骨架,由具有羟基的各种化合物构成,结构式如下:

生物指示剂GMP

17.9 生物指示剂的管理 《中国药典》附录XVⅡ灭菌法中对生物指示剂有较详细的描述。生物指示剂,简称BI,是一类特殊的活微生物制品,是对特定灭菌工艺有一定耐受性并且能够定量测定灭菌效力的微生物制剂,可用于确认灭菌设备的性能、灭菌程序的验证、生产过程灭菌效果的监控等。用于灭菌验证中的生物指示剂一般是细菌的孢子。 17.9.1制备生物指示剂用微生物的基本要求 不同的灭菌方法使用不同的生物指示剂,制备生物指示剂所选用的微生物必须具备以下特性:菌种的耐受性应大于需灭菌物品中所用可能污染的耐受性; 菌种应无致病性; 菌株应稳定,存活期长,易于保存; 易于培养。若使用休眠孢子,生物指示剂中休眠孢子含量要在90%以上。 17.9.2生物指示剂的制备 生物指示剂的制备应按一定的程序进行,制备前,需先确定所用微生物的特性,如D值等。菌株应用适宜的培养基进行培养。培养物应制成悬浮液,其中孢子的数量应战优势,孢子应悬浮于无营养的液体中保存。 生物指示剂中包含一定数量的一种或多种孢子,可制成多种形式。通常是将一定数量的孢子附着在惰性的载体上,如滤纸条、玻片、不锈钢、塑料制品等;孢子悬浮液也了密封于安瓶中;有的生物指示剂还配有培养基系统。D值与灭菌条件相关外,还与微生物存在的坏境有关。因此,一定形式的生物指示剂制备完成后,应测定D值和孢子总数。生物指示剂应选用合适的材料包装,并设定有效期。载体和包装材料在保护生物指示剂不致污染的同时,还应保证灭菌剂穿透并能与生物指示剂充分接触,载体和包装的设计原则是便于贮存、运输、取样、转移接种。 有些生物是指示剂可直接将孢子接种至液体灭菌物或具有与其相似的物理和化学特性的替代品中。使用替代品时,应用数据证明二者的等效性。 17.9.3生物指示剂的应用 在灭菌程序的验证中,尽管克通过灭菌过程某些参数的监控来评估灭菌效果,但生物指示剂的被杀灭程度,则是评价一个灭菌程序有效性最直观的指标。克使用市售的标准生物指示剂,也可使用由日常生产污染菌监控中分离的耐受性最强的微生物制备的孢子。在生物指示剂验证试验中,需确定孢子在实际灭菌条件下的D值,并测定孢子的纯度和数量。验证时,生物指示剂的微生物用量应比日常检出的微生物污染量大,耐受性强,以保证灭菌程序有更大的安全性。在最终灭菌法中,生物指示剂应放在灭菌柜的不同部位。并避免指示剂直接接触到被灭菌物品。生物指示剂按设定的条件灭菌后取出,分别置培养基中培养,确定生物指示剂中的孢子是否被完全杀灭。 过度杀灭产品灭菌验证一般不考虑微生物污染水平,可采用市售的生物指示剂。对灭菌手段耐受性差的产品,设计灭菌程序时,根据经验预计在该生产工艺中产品微生物污染的水平,选择微生物指示剂的菌种和把瓶子数量、耐受性和灭菌程序验证羧获得的数据进行评估。 17.9.4常用生物指示剂 湿热灭菌法 湿热灭菌法最常用的生物指示剂为嗜热脂肪芽孢杆菌孢子。D值为1.5~3.0分钟,每片活孢子数5×105~5×106个,在121℃、19分钟下应被完全杀灭。此外,还可使用生胞梭菌孢子,D值为0.4~0.8分钟。 干热灭菌法 干热灭菌法最常用的生物指示剂为枯草芽孢杆菌孢子。D值大于1.5分钟,每片活孢子数5×105~5×106个。取热原验证时大肠埃希菌内毒素,加量不小于1000细菌内毒素单位。 辐射灭菌法 辐射灭菌法最常用的生物指示剂为短小芽孢杆菌孢子。每片活孢子数107~108个,置于放射剂

生物表面活性剂的分离提纯及其应用前景

生物表面活性剂的制备、提纯及其应用 摘要:生物表面活性剂是由微生物产生的天然产物,具有表面活性高、对环境无污染、生物可降解性及良好的抑菌作用等优于化学合成的表面活性剂的独特性质。本文对生物表面活性剂的合成方法进行了介绍,对生物表面活性剂在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域的应用进行了总结,展望了生物表面活性剂的良好应用前景。 关键词:生物表面活性剂制备提纯应用 生物表面活性剂主要是由微生物在好氧或厌氧条件下在碳源培养基中生长时产生的。这些碳源可以是碳水化合物、烃类、油、脂肪或者是它们的混合物。生物表面活性剂可分为非离子型和阴离子型, 阳离子型较为少见。像其它表面活性物质一样, 生物表面活性剂由一个或多个亲水性和憎水性基团组成, 亲水基可以是酯、羟基、磷酸盐、或羧酸盐基团、或者是糖基, 憎水基可以是蛋白质或者是含有憎水性支链的缩氨酸。根据生物表面活性剂的结构特点, 可将其分为5 类:糖脂、脂肽、多糖蛋白质络合物、磷脂和脂肪酸或中性脂。 和传统的化学合成的表面活性剂相比, 生物表面活性剂有许多明显的优势:(1)更强的表面和界面活性;(2)对热的稳定性;(3)对离子强度的稳定性;(4)生物可降解性;(5) 破乳性。 由于这些显著特点, 使生物表面活性剂在一些方面可以逐渐代替化学合成的表面活性 剂, 而且应用也越来越广泛。 1 生物表面活性剂的性质、分类及制备 1. 1 生物表面活性剂的特性 生物表面活性剂分子结构包含极性基团和非极性基团,是一种具有亲水、疏水两性特点的生物大分子化合物。生物表面活性剂分子的亲水基和疏水基可以由不同的分子成分组成。 生物表面活性剂与其他表面活性剂比较,主要特性就是无毒性、稳定性好、耐酸耐盐性好、可以被生物降解、对环境无污染及抗菌性。 1. 2 生物表面活性剂的分类 生物表面活性剂根据其化学结构的不同,可以分为酰基缩氨酸系、糖脂系、磷脂系、高分子聚合物和脂肪酸系表面活性剂五类,如表1 所示。 表1 生物表面活性剂的分类 分类典型产物 酰基缩氨酸系脂蛋白、脂肽、脂氨基酸 糖脂海藻糖脂、鼠李糖脂、槐糖脂 磷脂磷脂酰乙醇胺 中性脂/脂肪酸甘油脂、脂肪酸、脂肪醇、蜡 聚合物脂杂多糖、脂多糖复合物、蛋白质-多糖复合物 1. 3 生物表面活性剂的制备方法 1.3.1 微生物发酵法

压力蒸汽灭菌生物指示剂

压力蒸汽灭菌生物指示剂是由嗜热指肪杆菌(ATCC 7953)芽孢菌片、恢复培养基和外管组成。菌片含菌量为 5.0× ~5.0× cfu/片。生物指示剂的抗力符合国际标准和国家标准的规定:既在121℃饱和蒸汽作用下,存活时间≥3.9min,杀灭时间≤19min,D 10 值1.3~1.9min。 【适用范围】 适用于 121℃下排气式压力蒸汽灭菌器、132℃~134℃预真空或脉动真空压力蒸汽灭菌器、134℃~136℃台式或卡式压力蒸汽灭菌器灭菌效果的监测和制药工业、医院制剂生产等各行业使用的压力蒸汽灭菌器灭菌效果的监测。 【使用方法】,,, 1 使用时,将生物指示剂放入标准检测包的中心或待灭菌物品包的中心,置于灭菌器的难消毒的位置按规定的灭菌温度和时间进行灭菌处理。 2 灭菌完毕,即刻将生物指示剂取出,盖朝上垂直握于手中,用专门工具夹碎管内安瓶,让培养液流出浸没菌片,置于56℃恒温培养箱内或配套的微型培养器内培养24小时观察初步结果,48小时观察最终结果,按规定每月至少用生物指示剂进行一次灭菌效果监测。 【结果判定】 培养后生物指示剂中的溴甲酚紫培养液由紫色澄清液体变为黄色澄清液体即表示有菌生长,判定为灭菌不合格;培养液仍为紫色澄清液体为无菌生长,同时阳性对照管中的嗜热脂肪杆菌生长正常即培养液由紫色澄清液体变为黄色澄清液体,判定为灭菌合格。 【注意事项】 1将生物指示剂管从灭菌器内取出或从冰箱内取出后,需在室温下放10min左右,再夹碎安瓿,以免过热或过冷夹碎外管。 2液体培养基的pH值低于7.0或高于7.5,均可使嗜热脂肪杆菌不能生长; 3 培养温度须在56℃~65℃之间,否则可导致嗜热脂肪杆菌生长不良,或不能生长。 4 灭菌处理后,生物指示剂中的液体培养基颜色与压力蒸汽灭菌前比较会变浅,呈显浅紫色,这种变化属正常现象。 5 用恢复培养液在56℃培养时间过长(72小时以上),阳性对照管中培养液的黄色容易消退,培养液逐渐干燥,应注意每天观察,随时记录培养结果。 6 本生物指示剂于4℃条件下保存。 【包装规格】 20支/盒,10盒/箱。 【有效期】 12个月。

种常用表面活性剂

种常用表面活性剂

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17种常用表面活性剂 月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(DLS)?一、英文名: Disodium Monolauryl Su lfosuccinate?二、化学名:月桂基磺化琥珀酸单酯二钠?三、化学结构式: ROCO-CH2-CH(SO3Na)-COONa 四、产品特性?1. 常温下为白色细腻膏体,加热后(>70℃)为透明液体;2. 泡沫细密丰富;无滑腻感,非常容易冲洗;3. 去污力强,脱脂力低,属常见的温和性表面活性剂;4. 能与其它表面活性剂配伍,并降低其刺激性;5.耐硬水,生物降解性好,性能价格比高。?五、用途与用量: 1.用途:配制温和高粘度高度清洁的洗手膏(液)、泡沫洁面膏、泡沫洁面乳、泡沫剃须膏,也可配制爽洁无滑腻的泡沫沐浴露、珠光香波等。 2.推荐用量:10—60%。?脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠MES?一、英文名:Disodium Laureth(3)Sulfosuccinate 二、化学名:脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠 三、化学结构式:RO(CH2CH2O)3COCH2CH(SO3Na)COONa?四、产品特性: 1.具有优良的洗涤、乳化、分散、润湿、增溶性能; 2.刺激性低,且能显著降低其他表面活性剂的刺激性; 3.泡沫丰富细密稳定;性能价格比高;?4.有优良的钙皂分散和抗硬水性能; 5.复配性能好,能与多种表面活性剂和植物提取液(如皂角、首乌)复配,形成十分稳定的体系,创制天然用品;?6.脱脂力低,去污力适中,极易冲洗且无滑腻感。?五、用途与用量:?1、用途:制造洗发香波、泡沫浴、沐浴露、洗手液、外科手术清洗及其它化妆品、洗涤日化产品等,还可作为乳化剂、分散剂、润湿剂、发泡剂等。广泛用于涂料、皮革、造纸、油墨、纺织等行业。 2、推荐用量:在香波中为8-12%,在浴液中用量为10-15%,其它化妆品中为0.5-5%。应用时PH值不应超过7。?椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠DMSS 一、英文名:Disodium Cocoyl Monoethanolamide Sulfosuccinate? 二、化学名称:椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠?三、结构式:RCONHC H2CH2OCOCHCH(SO3Na)COONa?四、产品特性: 1.具有优良的洗涤、乳化、分散、润湿、增溶性能;?2.刺激性低,且能显著降低其他表面活性剂的刺激性;

表面活性剂的应用和发展前景

题目:表面活性剂的应用和发展前景 学生姓名:高祯富 学号:130110050 院系: 化材学院 专业: 化学工程与工艺

表面活性剂的应用和发展前景 摘要 表面活性剂(surfactant)是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质,其应用前景非常广阔。本文简述了高分子表面活性剂的应用研究进展,介绍新一代表面活性剂geminis和生物表面活性剂的研究应用,探讨表面活性剂在绿色化学中的进展。 关键词表面活性剂高分子 geminis 生物表面活性剂绿色化学 引言 表面活性剂具有吸附于物质表面,使其表面性质发生变化的特性,它的分子构造由亲水基和憎水基两部分组成,通常的表面活性剂几乎全是分子量为数百(300左右)的低分子量物质。高分子表面活性剂是指那些分子量在数千以上并具有表面活性功能的高分子化合物。 随着高分子化学工业的迅速发展,各种具有表面活性的高分子化合物引起了人们广泛注意. 生物表面活性剂(Biosurfactants)是由微生物所产生的一类具有表面活性的生物大分子物质[8]。与化学合成的表面活性剂相比,生物表面活性剂除具有降低表面张力、稳定乳化液和增加泡沫等相同作用外,还具有一般化学合成表面活性剂所不具备的无毒、能生物降解等优点。生物表面活性剂的这些特性尤其适合于石油工业和环境工程,如石油的生物降粘、提高原油采收率、重油污染土壤的生物修复等[9]。另外,生物表面活性剂作为天然添加剂,在食品工业、精细化工、医药和农业等工业方面也愈来愈受到人们的青睐。随着人们崇尚自然和环保意识的增强,生物表面活性剂将有更加广阔的应用前景,并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。 鉴于表面活性剂能对界面过程产生影响, 因此,它往往能有效地改进相关的工艺过程, 或者能改善产品质量, 或者可节能降耗, 或者能改善环境, 使反应过程绿色化, 甚至起到“绿色使者”的作用,将表面活性剂更多的用于绿色化学的研究,将是表面活性剂未来研究主要方向之一。

M压力灭菌用生物指示剂的使用方法

3M压力灭菌用生物指示剂的使用方法 压力灭菌用生物指示剂1262 该压力蒸汽灭菌生物培养指示剂用于压力蒸汽灭菌效果的生物监测(包括下 排气锅和预真空锅);通过培养基颜色变化,反应嗜热脂肪杆菌芽孢是否存活,从而判断压力蒸汽灭菌生物监测结果。 1. 将压力蒸汽灭菌生物培养指示剂放于一标准测试包中; 2. 按照国家规范, 分别将测试包放于锅内不同位置; 3. 灭菌完毕, 取出该生物指示剂; 4. 挤破内含的安瓿, 与一支对照管一起放于56℃培养锅内培养;48小时后阅读结果。 结果阅读: 1.培养后指示管不变色(呈紫色), 表示灭菌通过; 2.培养后指示管变色(呈黄色), 表示灭菌不通过,(必须及时查出灭菌失败原因)。 3.同时培养的对照管应为阳性(呈黄色), 如阴性,可能的原因为: 培养条件不符合要求; 生物指示剂有问题; (应及时查出阴性原因)。 注意事项:

1. 灭菌完毕, 含生物指示剂的包裹很热并有一定压力; 需至少冷却10分钟以上, 否则可能引起塑料管内的安瓿破裂, 飞溅的碎片导致损伤; 2. 只有对照管为阳性, 其生物监测结果才算有效。 3. 贮存于室温: 15-30℃; 相对湿度为35-60%;避免靠近灭菌器和化学消毒剂。 1292 该生物指示剂可用以121℃下排气和132℃预真空压力蒸汽灭菌锅。 3MATTESTTM压力蒸汽灭菌生物培养指示剂(快速)在与3M ATTEST 290 培养锅共用时, 通过酶活性的灭活与否,探测嗜热脂肪杆菌芽孢是否存活,从而判断压力蒸汽灭菌结果。 使用方法: 1、在生物指示剂标签上注明灭菌器锅号, 负荷数量, 灭菌日期; 不要在指示剂的瓶或盖上另贴一个标签。将生物指示剂放于一个标准测试包内,并置于最难灭菌的位置。 2、将含有生物指示剂的测试包放在灭菌器最难灭菌的位置,通常是灭菌器底层,近门或排气口上面。 3、正常装载。 4、灭菌循环完毕, 取出生物指示剂。

生物表面活性剂

它们主要是利用碳氢化合物的微生物产生,通过生物表面活性剂的作用使碳氢化合利用吸 收 生物表面活性剂发酵条件的优化、提取与分析 摘要:生物表面活性剂是由微生物产生的具有高表面活性的生物分子。相对于化学合成的表面活性剂,生物表面活性剂对生态系统的毒性较低,且可生物降解。它可以应用在如采油和能源工业、药物和化妆品、食品、环境工程等各个工业领域。本文讲述了生物表面活性剂从生产菌的筛选到培养条件的优化以及生物表面活性剂的提取的全过程。从污水、污泥样品中经过富集培养、血平板分离、摇瓶培养和排油活性测定等方法筛选筛选出了可以产生生物表面活性剂的1株细菌和2株酵母菌,并对其中的1株酵母菌的发酵条件如碳源,氮源,初始pH值,溶氧量这些分别进行单因素优化的讨论,并通过萃取的方法得到生物表面活性剂产物。 关键词:生物表面活性剂,筛选,发酵,优化,提取 Abstract:Biosurfactant is a high surface-active agent synthesized by microorganism. Compared with themical surfactant, biosurfactant has a low toxicity to ecological system of Earth. The applications of biosurfactants in some fields such as enhanced oil recovery, energy industry, pharmaceuticals and cosmetics, food and environmental control are presented. This review is made from several aspects: screening of biosurfactant-producing microorganism, optimization of culture brooth, isolation of biosurfactant. Microorganisms capable of producing biosurfactants can be isolated by a series of steps including hydrocarbon enrichment culture, hemolytic activity assay on blood agar plates and oil displacement activity assay etc. the strains were isolated from waste soil and waste water. We screen one strain of bacteria and two strains of yeasts. Keywords: Biosurfactant, screening, fermentation, optimization, isolation 1 引言 1.1 生物表面活性剂的概述 概述生物表面活性剂的产生、分类、特点以及应用。

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