【摘要】：生物表面活性劑是由微生物產(chǎn)生的同時(shí)具有親水基和疏水基的兩性化合物。與傳統的化學(xué)合成表面活性劑相比，除同樣具有降低表面張力、穩定乳化液和增加泡沫等功能外，還具有結構多樣化、選擇性廣、專(zhuān)一性強、生物相容性好、無(wú)毒或低毒、綠色環(huán)保、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，成為研究熱點(diǎn)。

本研究以課題組保藏的69株乳酸菌為篩選源，利用排油圈法和環(huán)法測表面張力，篩選產(chǎn)表面活性劑強的菌株并進(jìn)行菌種鑒定；采用單因素及響應面法優(yōu)化其轉化工藝條件，獲得該菌株發(fā)酵產(chǎn)生物表面活性物質(zhì)的最佳條件；將表面活性劑經(jīng)高效液相分離純化，采用質(zhì)譜(MS)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)對其結構表征，并對乳化性和病原菌(白色念珠菌、大腸桿菌、糞腸球菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌)的抗菌性進(jìn)行測定，比較了提取表面活性劑后的菌泥與未提取的菌泥的發(fā)酵性能。

得到如下結論:

1、69株乳酸菌產(chǎn)表面活性物質(zhì)的能力因菌而異，細胞外表面活性劑產(chǎn)量集中在0～300 mg/L，細胞表面活性劑產(chǎn)量集中在100～400 mg/L，根據兩種活性物質(zhì)產(chǎn)量、生長(cháng)情況及產(chǎn)氣現象篩選出菌株69、B25、B82、S73、S75和S79，經(jīng)環(huán)法測定表面張力復篩得到菌株S73(細胞外表面張力:48.23 mN/m，細胞表面張力:46.93 mN/m)。16S rDNA菌種鑒定為嗜熱鏈球菌。

2、單因素、Plackett-Burman、響應面及中心組合試驗優(yōu)化得到嗜熱鏈球菌S73產(chǎn)表面活性物質(zhì)的最佳培養基為:酵母浸粉0.50 g/L，葡萄糖10.20 g/L，牛肉浸粉8.00 g/L，磷酸氫二鈉2.20 g/L，蘇氨酸0.04 g/L，天冬氨酸0.04 g/L，絲氨酸0.02 g/L?；谧罴雅囵B基驗證結果為:細胞外表面張力為45.74 mN/m，細胞表面張力43.05 mN/m，較優(yōu)化前分別降低了13.98%、32.62%。

3、單因素、Plackett-Burman及響應面試驗優(yōu)化得到嗜熱鏈球菌S73產(chǎn)表面活性物質(zhì)的最佳發(fā)酵條件為:培養基pH7.7，接種量4.00%，于37℃下培養39 h。此條件下測得細胞外表面張力43.48 mN/m，細胞表面張力40.72 mN/m。較基礎培養基(葡萄糖、蛋白胨)細胞外表面張力降低了18.24%，細胞表面張力降低了36.27%。

4、通過(guò)薄層層析、顯色反應、高效液相色譜質(zhì)譜、傅里葉紅外光譜和X射線(xiàn)光電子能譜圖(XPS)判斷細胞外表面活性劑中含有42%雙鼠李糖脂和脂肽，細胞表面活性劑主要由脂肽類(lèi)表面活性劑組成。乳化試驗結果表明，兩種表面活性劑對食用油有較強的乳化作用，其CMC值均為600 mg/L。

5、抑菌試驗表明，濃度為2.5 g/L的細胞外和細胞表面活性劑對白色念珠菌、大腸桿菌、糞腸球菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌等革蘭氏陽(yáng)性菌和陰性菌均有抑菌作用，隨著(zhù)濃度增加，抑菌能力增強，抑菌效果各異。在10 g/L濃度作用下細胞外表面活性劑對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長(cháng)抑制率達到94%、95%，細胞表面活性劑對金黃色葡萄球菌生長(cháng)抑制率達到84%。

6、嗜熱鏈球菌S73菌體提取細胞表面活性劑后，其菌體表面結構無(wú)明顯差異，發(fā)酵性能也無(wú)明顯變化，可回收制備凍干菌粉用于制備酸奶直投式發(fā)酵劑。本研究獲得了表面活性劑的生產(chǎn)菌株—嗜熱鏈球菌S73，優(yōu)化了產(chǎn)表面活性物質(zhì)的培養基及發(fā)酵條件，有效提高了表面活性劑的產(chǎn)量，并對細胞外及細胞表面獲得的不同表面活性劑結構進(jìn)行了表征，為其開(kāi)發(fā)乳化性和抗菌性生物表面活性劑及在食品中的應用提供參考。