生物破乳劑的主要制備過程可分為生產(chǎn)菌的篩選、發(fā)酵生產(chǎn)、提取和純化。

　　1.生物表面活性劑的種類及生產(chǎn)菌

　　生物表面活性劑已有20多年的發(fā)展歷史,通過發(fā)酵,在一定條件下的微生物細(xì)胞可生產(chǎn)生物表面活性劑。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn),生物表面活性劑基本上可以分為6大類。

　　2.分離生物表面活性劑生產(chǎn)菌的方法

　　生物表面活性劑的生產(chǎn)首先依賴于生產(chǎn)菌,不同的生產(chǎn)菌產(chǎn)生不同的生物表面活性劑,如何快速而有效地篩選和分離出表面活性劑生產(chǎn)菌,是人們研究的一個(gè)熱點(diǎn),現(xiàn)有菌株的篩選和分離主要有以下幾種方法。

　　(1)表面張力法

　　生物表面活性劑具有表面活性,因此可通過檢測(cè)微生物的液體培養(yǎng)液是否具有表面活性來篩選生物表面活性劑產(chǎn)生菌。這種方法在菌種初篩過程中比較麻煩,但卻能很好地反映出菌株在一定培養(yǎng)條件下產(chǎn)生生物表面活性劑的能力。

　　(2)界面張力法

　　因?yàn)樯�物表面活性劑能降低油水間界面張力,通過界面張力儀和其他儀器檢測(cè)菌體培養(yǎng)液加入前后油水兩相間界面張力的變化來確定菌體產(chǎn)生生物表面活性劑能力的大小。能降低油水間界面張力的即為生物表面活性劑的產(chǎn)生菌。此法也是一種有效檢測(cè)菌體產(chǎn)生生物表面活性劑能力大小的方法。

　　(3)血平板法

　　血平板法是利用生物表面活性劑的溶血特性來篩選產(chǎn)生生物表面活性劑的菌株。血平板培養(yǎng)基可采用在普通的細(xì)菌、真菌培養(yǎng)基加入一定濃度的羊血滅菌后制成平板,通過平板劃線或涂平板的方法將富集培養(yǎng)液接種于血平板上,培養(yǎng)幾天后挑取有溶血圈的菌落作進(jìn)一步的研究。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是比較方便直觀,可以用大量的菌種篩選工作,根據(jù)溶血圈與菌落之比來判斷菌體產(chǎn)生生物表面活性劑的能力;缺點(diǎn)是如果血平板制作不好則不易發(fā)現(xiàn)溶血圈,直接影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察。

　　(4)原油平板法

　　表面活性劑具有兩親性或乳化原油的特性,因此,可以通過菌體在原油平板形成乳化圈的大小來確定菌種是否產(chǎn)生生物表面活性劑以及其產(chǎn)生生物表面活性劑的能力大小。這種方法非常適合也只適合能利用石油烴類物質(zhì)產(chǎn)生生物表面活性劑的微生物。

　　(5)液滴法

　　液滴法是利用96孔板快速大量檢

　　測(cè)表面活性劑生產(chǎn)菌的一種方法。此法可以檢測(cè)菌體產(chǎn)生生物表面活性劑的數(shù)量和質(zhì)量。該法具有結(jié)果明顯易觀察的特點(diǎn),同時(shí)可以進(jìn)行多個(gè)樣品的測(cè)量,但缺點(diǎn)是樣品準(zhǔn)備比較麻煩。

　　(6)傅里葉變換紅外光譜法

　　不同的生物表面活性劑結(jié)構(gòu)不同,但它們都至少存在酯鍵或羥基基團(tuán),這些基團(tuán)常使化合物在紅外光譜中有很強(qiáng)的光吸收能力。所有的生物表面活性劑由于有C!O的存在,在1720cm-1和1770cm-1有強(qiáng)的吸收峰,因此,可以用來判斷菌體是否產(chǎn)生生物表面活性劑。傅里葉變換紅外光譜法被證明是一種快速有效的方法,在測(cè)量時(shí)加入內(nèi)標(biāo)物,可以定量的測(cè)量生物表面活性劑的產(chǎn)量。但這種篩選方法較為復(fù)雜,不適合大規(guī)模的菌種篩選工作。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　生物表面活性劑的提取

　　目前,生物表面活性劑工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用與合成的表面活性劑相比并不具有優(yōu)勢(shì),主要由于生物表面活性劑的生產(chǎn)費(fèi)用較高,而產(chǎn)物提取費(fèi)用占生產(chǎn)費(fèi)用的大部分。生物表面活性劑在發(fā)酵液中的低濃度和兩親性妨礙其有效分離,常用提取方法有以下幾種。

　　(1)萃取

　　溶劑萃取是一種常用的提取方法,常用萃取有機(jī)溶劑有甲醇、乙醇、戊烷、丙酮、氯仿、二氯甲烷,這些溶劑可單獨(dú)使用,也可混合使用。MariasKuyukina等用甲基-叔丁基醚萃取Rhodococcus產(chǎn)生的生物表面活性劑,結(jié)果表明,甲基-叔丁基醚作為萃取劑可以取得較高的產(chǎn)品收率(10g/L),高效率(臨界膠束濃度為130~170mg/L),同時(shí)產(chǎn)品具有良好的表面活性(表面張力和界面張力分別為29mN/m和0.9mN/m)。甲基-叔丁基醚具有低毒、可生物降解、易回收、不易燃及不易爆炸等優(yōu)良特性。(2)結(jié)晶與沉淀

　　結(jié)晶與沉淀是利用樣品組分中各組分在溶劑中的溶解度差異,使某些組分從溶液中生成結(jié)晶分離出來,是純化物質(zhì)的一種很有效的方法,用離心或過濾取出沉淀物,必要時(shí)可再溶解后,用重結(jié)晶或重沉淀進(jìn)一步純化。如Emulsm或由Torulopsis-petrophilum生產(chǎn)的蛋白質(zhì)乳化劑均可以由在上清液中加入(NH4)2SO4沉淀得到。

　　(3)超濾

　　超濾是基于一種半透性薄膜,使溶液中的某些組分通過,而阻止或截留其他組分的分離方法。這種方法速度快、回收率高,在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛。Sung-chyrLin等用分子量截止值(MWCO)為30000D的超濾膜對(duì)Bacilluslicheniformis的變異體產(chǎn)生的生物表面活性劑進(jìn)行了提取分析,同時(shí)還使超濾和高效液相色譜相結(jié)合,設(shè)計(jì)了一套對(duì)生物表面活性劑的提取、分析方法。

　　(4)泡沫分離

　　微生物的發(fā)酵過程中都會(huì)產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象,產(chǎn)生表面活性物質(zhì)的過程中尤其顯著。泡沫是由于快速攪動(dòng)及向好氧微生物培養(yǎng)液中充氧而產(chǎn)生的,在表面活性物質(zhì)存在的情況下穩(wěn)定下來。利用這些泡沫來回收表面活性物質(zhì),可能是一種既經(jīng)濟(jì)又合理的方法。Davis等用泡沫分離法對(duì)一類生物表面活性劑Surfactins進(jìn)行了提取和濃縮,證明了泡沫分離是一種有效的生物表面活性劑分離方法,而且使泡沫分離和發(fā)酵過程相結(jié)合,建立了連續(xù)的生產(chǎn)過程。

　　(5)柱色譜

　　柱色譜法是基于混合物組分在固定相和流動(dòng)相之間分配平衡的差異而實(shí)現(xiàn)的,柱色譜法一般與萃取和薄層色譜配合使用,如從發(fā)酵液中分離提純鼠李糖脂,可得到較純的物質(zhì)。

　　(6)薄層色譜法

　　薄層色譜法是把吸附劑平鋪在一種載體上成一薄層作固定相,以不同的溶劑做流動(dòng)相,靠吸附中的毛細(xì)現(xiàn)象,沿著一定方向移動(dòng),使樣品中的各組分在薄層中的吸附劑和展開劑之間,由于吸附與解吸的性質(zhì)差異而得以相互分離。薄層色譜法可以對(duì)生物表面活性劑定性和定量的分析,但通常需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行預(yù)純化,如沉淀和有機(jī)萃取。

　　(7)高效液相色譜

　　高效液相色譜法是用極細(xì)顆粒的填充物作為固定相,采用高壓泵輸送流動(dòng)相,是一種具有很高分離效率的儀器分析法。其突出的優(yōu)點(diǎn)是分析速度快、柱效高、檢測(cè)靈敏度高、定量分析的準(zhǔn)確度高。SungChyrLin[13]等人提出了一種分析和純化生物表面活性劑的改進(jìn)高效液相色譜方法,通過比較原培養(yǎng)液、超濾濾液及在原培養(yǎng)液中加入甲醇后的超濾濾液的色譜圖,在沒有任何生物表面活性劑結(jié)構(gòu)信息的情況下,就可以鑒定相應(yīng)生物表面活性劑的峰。適用于生物表面活性劑化學(xué)結(jié)構(gòu)的表征及物理性質(zhì)的鑒定。分離、提純生物表面活性劑的方法多種多樣,往往不是單一的方法,而是根據(jù)實(shí)際情況,使用幾種方法,這樣可以得到較好的效果。