一种生物乳化剂和它的生产方法技术

本发明专利技术涉及枯草芽孢杆菌产生的一种新的生物乳化剂和它的生产方法，所述生物乳化剂组成成分质量百分含量分别为：蛋白质４５．６±０．３％，醣类８．９±０．３％，临界胶束浓度为２．６７～２．９６ｇ／Ｌ，此时它将蒸馏水的表面张力值从７８ｍＮ／ｍ下降到４５．７～４７．３ｍＮ／ｍ，所述生物乳化剂乳化系数Ｅ↓［２４］保持在６０％～７０％之间；本发明专利技术的优点是丰富了枯草芽孢杆菌产生的生物表面活性剂的种类，使得枯草芽孢杆菌在工业中特别是环境污染治理的堆肥方面得到更为广泛的应用成为一种可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及枯草芽孢杆菌产生的一种新的生物乳化剂和对该生物乳化剂合适的提取 方法。
技术介绍
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。生物乳化剂是一种大分子的生物表面活性剂。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属于小分子量的生物表面活性剂。生物修复包括将环境污染 中的有机污染物进行自然降解。然而，当有机污染物难溶于水时，生物乳化剂或表面活 性剂的加入将增加它们在水溶液中的溶解度，促进这些有机物与微生物的接触和结合。 有研^表明，当大分子量的生物乳化剂参与时，将有效地促进微生物对疏水性有机物的 降解。虽然枯草芽孢杆菌产生的生物表面活性剂如surfactins等同样具有一定的乳化性能， 但是，由于成本的昂贵性使得它很难在工业上得到广泛的应用。如果枯草芽孢杆菌能够 产生一种新的生物乳化剂，那么，产物种类丰富的这种微生物在工业中被广泛的应用将 变得更为可能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供枯草芽孢杆菌产生的一种乳化性 能高且稳定的生物乳化剂和它的生产方法。本专利技术中产生的生物乳化剂的组成和特性如下一种生物乳化剂，由枯草芽孢杆菌产生，组成成分质量百分含量分别为蛋白质 45.6±0.3%，醣类8.9±0.3%，不含脂类物质，其他成分为44.9 46.1%，所述生物乳化 剂临界胶束浓度为2.67 2.96g/L，此时它将蒸馏水的表面张力值从78mN/m下降到 45.7 47.3mN/m，所述生物乳化剂乳化系数E24保持在60% 70%之间。制备上述生物乳化剂可以通过以下技术方案实现-1. 将枯草芽孢杆菌于30 37'C下活化24h后，接种于富集培养液中，在温度30 37°C，转速200 250卬m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发酵培养，培养温度30 37°C，转速150 200 rpm，通气速率 1.0 1.2wm，通入的空气过0.45pm滤膜进行过滤除菌，专利技术中通过测定发酵液表面张 力值的变化确定生物乳化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，离心力范围11000 12000Xg， 时间15 20min，然后用酸沉降的方法将该生物乳化剂沉淀下来，具体为用HC1溶液调 节上清液pH1.5 2.0,然后在0 4。C静置过夜后高速离心，离心力为10000 12000Xg， 时间15 20min，弃去上清液，用蒸馏水溶解离心管中的物质并用NaOH溶液调节 pH7.0 8.0，然后将该溶液冷冻干燥；3. 取上述冻干的生物乳化剂的粗提物用氯仿/甲醇混合溶液萃取的方法将枯草芽孢 杆菌产生的脂肽类生物表面活性剂溶解，过0.45nm滤膜，滤膜上留下的物质风干即得到 本专利技术生物乳化剂。所述步骤1中富集培养基成分为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;好氧发酵培养液组成为葡萄糖40 45g， NH4N03 6.8 7.3g，K2HP04 3H20 13.8 14.3g， NaH2P04 H20 1.95 2.05g， MgS04 7H20 0.5 0.6g， MnS04 H20 0.036 0.04g, 酵母膏0.5 0.6g,蒸馏水 lOOOmL， pH7.0 7,2;好氧发酵培养时间最好为24h;所述步骤3中氯仿甲醇的体积 比为2 : 1 65 : 15。本专利技术的优点本专利技术使枯草芽孢杆菌产生了一种新的生物乳化剂，它是一种大分子的生物表面活 性剂，丰富了枯草芽孢杆菌产生的生物表面活性剂的种类，使得枯草芽孢杆菌在工业中 特别是环境污染的治理方面得到更为广泛的应用成为一种可能。在环境污染治理中的固 体垃圾的堆肥方面，生物表面活性剂的加入将有利于改善堆肥微环境，促进微生物与有机物的接触密度和强度，提高微生物降解有机物的速度和彻底性。不同生物表面活性剂 在堆肥系统中起到的作用各有千秋。有研究发现，将多种生物表面活性剂同时加入堆肥 系统中时，将显著提高微生物对有机物的降解速率。但是，各种微生物在同一体系中生 存和繁殖时可能会因为彼此之间的拮抗作用而对工业处理效果产生负面影响。因此，如 果能够让尽可能少种类的微生物产生足够多种类的生物表面活性剂，就会减少和避免这 种拮抗作用带来的负面影响。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，艮卩surfactins， iturins和fengycins。本专利技术发现枯草芽孢杆 菌在适当情况下可以产生一种新的生物乳化剂，增加了它产生的生物表面活性剂的种类， 使得枯草芽孢杆菌在工业中特别是环境污染治理的堆肥方面得到更为广泛的应用成为一 种可能。另外，该专利技术产生的生物乳化剂具有乳化性能高且稳定的特点。在中性附近、常温 条件下，该生物乳化剂对芳香烃、饱和烷烃和油脂类物质均具有良好的乳化性能。乳化 指数E24保持在60 70%之间；疏水性有机物全部被乳化掉，被乳化的疏水性有机物的 体积与该有机物总体积的比值(参数A)始终保持在100%;乳化层中疏水性有机物的含 量也很高，体积分数参数8保持在70%以上。 附图说明图l:实施例1中发酵液表面张力值随时间的变化情况；图2:实施例l中发酵液pH、菌体吸光度和接收液菌体吸光度随时间的变化情况； 图3:实施例1中生物乳化剂的临界胶束浓度； 图4:实施例2中生物乳化剂的临界胶束浓度。 具体实施例方式实施例h制备本专利技术生物乳化剂本专利技术中用到的菌种为枯草芽孢杆菌(编号CCTCC &c///w AB93108)，该菌种购自中国典型培养物保藏中心，并每1 2月在斜面培养基上接种一次，菌种在4'C条 件下保藏。取冷藏的菌种于3(TC下活化24h，然后在无菌操作台中用接种环从斜面培养 基中挑取一环菌种接种于种子培养液中，种子培养液事先于高压蒸汽锅中在115'C下灭菌 30min。将接种后的种子培养液放在恒温培养箱中于30'C， 200ipm条件下培养。种子培 养液的组成为NaC15.0g，蛋白胨5.0g，牛肉粉3.0g，蒸馏水1000mL，并用1MNaOH 调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物乳化剂，其特征在于该生物乳化剂由枯草芽孢杆菌产生，其包括的组成成分质量百分含量分别为：蛋白质４５．６±０．３％，醣类８．９±０．３％，所述生物乳化剂临界胶束浓度为２．６７～２．９６ｇ／Ｌ，它将蒸馏水的表面张力值从７８ｍＮ／ｍ下降到４５．７～４７．３ｍＮ／ｍ，所述生物乳化剂乳化系数Ｅ↓［２４］保持在６０％～７０％之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾光明，刘智峰，傅海燕，钟华，任芳谊，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]