2.3.4溫度的影響

溫度是影響菌株發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)量的重要環(huán)境因素之一。不同細菌的最適生長(cháng)溫度不同。一般細菌在4℃停止生長(cháng)，在30℃左右生長(cháng)良好。已報道的銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）最適溫度一般在27～37℃。由圖4可以看到，表面張力值、生物量和生物表面活性劑產(chǎn)量都隨著(zhù)溫度的升高呈現先升高后降低的趨勢，在30℃時(shí)達到最大。乳化性在15℃到30℃時(shí)保持相對穩定，在30℃到40℃時(shí)乳化性降低。實(shí)際上大多數銅綠假單胞菌的最佳培養溫度都在27～37℃，與實(shí)驗結果相符。

圖4溫度對147細菌生長(cháng)以及生物表面活性劑產(chǎn)量的影響

表5碳氮比對147細菌生長(cháng)以及生物表面活性劑產(chǎn)量的影響

2.3.5pH的影響

pH值也是影響菌株發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)量的因素之一。由圖5可見(jiàn)，細菌的生物量在pH=8的時(shí)候達到最大，且在pH8～10的時(shí)候基本平穩；表面張力值、生物表面活性劑含量與乳化性均在pH=8的時(shí)候達到最大值，兩側均有不同程度的下降。因此該菌株傾向偏堿性的條件生存，與強婧等篩選的Pseudomonas aeruginosa S6最適pH一致。綜合其他報道的生物表面活性劑產(chǎn)生菌的最適pH范圍，大部分微生物都在pH6.2～8之間。

2.3.6NaCl濃度的影響

圖5 pH對147細菌生長(cháng)以及生物表面活性劑產(chǎn)量的影響

圖6 NaCl濃度對147細菌生長(cháng)以及生物表面活性劑產(chǎn)量的影響

NaCl濃度通過(guò)改變細胞滲透壓影響微生物的生長(cháng)與代謝，從而影響發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量。由圖6可見(jiàn)，鹽濃度在0～5 g·L-1之間，細菌生長(cháng)受到促進(jìn)，而當鹽濃度大于5 g·L-1時(shí)，細菌的生長(cháng)受到抑制，糖脂量與生物量趨勢一致。菌株的生物量、生物表面活性劑量、表面張力值與乳化性均在鹽濃度為5 g·L-1時(shí)呈現最大，說(shuō)明該菌株具有一定的耐鹽性，與強婧等研究的生物表面活性劑產(chǎn)生菌Pseudomonas aeruginosa S6也能夠耐鹽相似。此外，本菌株在最高為25 g·L-1的鹽濃度條件下依然能夠存活，但此時(shí)已不能產(chǎn)生更多的生物表面活性劑。

2.3.7細菌發(fā)酵動(dòng)態(tài)

在上述花生油25 mL·L-1為碳源、硫酸銨1 g·L-1為氮源、NaCl濃度為5 g·L-1、pH=8、溫度保持為30℃的最佳培養條件下，追蹤細菌147的發(fā)酵動(dòng)態(tài)（圖7）。菌株經(jīng)過(guò)短暫的延滯期后進(jìn)入對數生長(cháng)期，108 h后進(jìn)入穩定增長(cháng)期，此時(shí)菌體所產(chǎn)生的生物表面活性劑含量達到最大，此后生物表面活性劑含量減少，可能是因為后期培養基內的碳源已經(jīng)用盡，細菌開(kāi)始以胞外分泌物糖脂為碳源維持生命。而表面張力值與乳化性在24 h后達到最大，之后維持在穩定水平，說(shuō)明細菌在24 h后產(chǎn)生的生物表面活性劑已到達生物表面活性劑的臨界膠束濃度，此后生物表面活性劑產(chǎn)量還會(huì )增加，但是表面張力降低值與乳化性只維持在一定范圍內波動(dòng)。

圖7銅綠假單胞菌147菌株的發(fā)酵動(dòng)態(tài)

最佳培養條件下，本實(shí)驗細菌生物量最高能達到5.22 g·L-1（表6），生物表面活性劑量達到5.09 g·L-1。相對已報道的幾株銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）合成生物表面活性劑的產(chǎn)率在2.12～15.92 g·L-1范圍內，本菌株的產(chǎn)表面活性劑能力居中。

表6幾株銅綠假單胞菌合成生物表面活性劑的產(chǎn)率比較

2.4生物表面活性劑對多環(huán)芳烴增溶效果

圖8是水相中多環(huán)芳烴（苯并［a］芘、芘、熒蒽）的表觀(guān)溶解度隨著(zhù)生物表面活性劑濃度的變化曲線(xiàn)，當生物表面活性劑濃度大于300 mg·L-1時(shí)，各多環(huán)芳烴的濃度隨生物表面活性劑濃度增大而增大。這是由于生物表面活性劑在CMC（臨界膠束濃度）以上時(shí)會(huì )形成膠束，而膠束內的疏水性微環(huán)境對疏水性有機溶劑具有較強的分配作用，可顯著(zhù)增大溶質(zhì)的表觀(guān)溶解度［40］；當生物表面活性劑濃度低于CMC時(shí)，生物表面活性劑分子以單體形式存在，單分子的表面活性劑對被增溶物的分配作用很弱，因而各多環(huán)芳烴在水中的溶解度變化不大或者輕微增加。

此外，由圖8可得生物表面活性劑對三種多環(huán)芳烴均具有增溶效果，且在0～300 mg·L-1增溶效果不明顯，在300～500 mg·L-1增溶明顯；四環(huán)熒蒽、四環(huán)芘、五苯環(huán)苯并［a］芘的增溶效果隨著(zhù)環(huán)數的增加而降低，與楊建剛等的研究結果一致。這可能的原因是與多環(huán)芳烴的正辛醇-水分配系數（Octanol-water partioning coefficient，Kow）相關(guān)，熒蒽Kow＜芘Kow＜苯并［a］芘Kow，即Kow值越大的多環(huán)芳烴，增溶效果越低。

圖8生物表面活性劑多環(huán)芳烴的增溶作用

3結論

本研究篩選獲得了一株產(chǎn)生生物表面活性劑的147菌株，經(jīng)鑒定為銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa），該菌株的發(fā)酵產(chǎn)物主要為糖脂類(lèi)生物表面活性劑。以產(chǎn)生物表面活性劑量的能力為指標，在本研究的發(fā)酵條件下，該菌株的最適碳、氮源分別為花生油與硫酸銨，最適碳氮比為25∶1，最適發(fā)酵溫度為30℃，最適鹽濃度為5 g·L-1，最適pH值為8。在上述最適培養條件下，該菌株的細菌生物量最高達到5.22 g·L-1，生物表面活性劑量達到5.09 g·L-1，而且該細菌能夠在偏堿性（pH值為8～13）條件下生存，具有耐鹽堿的特性。多環(huán)芳烴的溶解度隨表面活性劑的濃度增大而增大，生物表面活性劑對三環(huán)熒蒽、四環(huán)芘、五環(huán)苯并［a］芘的增溶效果隨著(zhù)環(huán)數的增加而降低。實(shí)驗表明，147菌株產(chǎn)生物表面活性劑性能突出，可進(jìn)一步研究用于大規模工業(yè)生產(chǎn)。生物表面活性劑對多環(huán)芳烴污染土壤具有增溶效果，該菌株可接入多環(huán)芳烴污染的土壤增溶多環(huán)芳烴促進(jìn)土著(zhù)微生物修復。該菌株具有耐鹽、耐堿等特性，應用前景廣闊。