surfactin高产菌株的诱变选育文献综述
2020-04-13 14:57:06
文 献 综 述
表面活性剂是一种两亲性分子,含有一个亲水基团和一个疏水基团,疏水基团通常是碳氢化合物,而亲水基团则是带正电、负电或两性的基团。它可以减少液体、体和气体界面间的表面或界面张力,使其在水或其他液体中容易混合或扩散,因而广泛用于现代工业的几乎每一个领域,近年来它在采油、食品、制药和口化等工业中的应用备受关注。目前使用的绝大多数表面活性剂都是以石油为原料采用化学方法合成的,这不可避免地给人类生存环境带来污染和破坏。20世纪70年代后期,利用生物工程技术来研制生物表面活性剂成为国际生物工程领域中的一个新兴课题。
有关生物表面活性剂的研究最早见于1946年,ZoBe11提出:微生物产生的表面活性剂是微生物提高石油采收率的重要机制之一。20世纪60年代之后,微生物对烃类乳化机制的研究引起了科学家们的广泛关注,微生物生产表面活性剂也成为生物技术领域中的一个新课题。随着基因工程技术的飞速发展及其广泛应用,微生物产表面活性剂的机制得到了更深入的研究。
与化学表面活性剂相比,这是一类对环境友好的物质,其主要特征如下:(1)表面性能优良,同样能显著降低表面(界面)张力,具有渗透、润湿、乳化、增溶、发泡、消泡、洗涤去污等一系列表面性能;(2)一些生物表面活性剂还具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤等药理作用和免疫功能,这一点是一般化学合成的表面活性剂难以匹敌的。如日本的Itoh实验室从Pseudomonassp菌株得到鼠李糖脂具有一定的抗菌、抗病毒和抗支原体的性能等; (3)生物表面活性剂的合成原料多是在自然界中广泛存在的、无毒副作用的物质,如甘油三醋、脂肪酸、磷脂等,原料来源方便,价格便宜;(4)生物表面活性剂可在极端的温度和酸碱条件下使用。Lin等发现地衣芽抱杆菌产生的脂肤在75 0C时至少可耐热140h,有的能耐90 0C高温,且生物表面活性剂在pH值为5.512时也都十分稳定;(5)
最重要的特点是:生物表面活性剂产品本身无毒,并且能够在自然界完全、快速地被微生物降解,不会对环境造成污染和破坏。
1.1生物表面活性剂产生菌的筛选方法
生物表面活性剂的生产首先依赖于生产菌,不同的生产菌株产生不同的生物表面活性剂。传统用许多方法通过测量液体和空气之间的表面张力或两种液体之间的界面张力来确定生物表面活性剂的浓度,从而判断生物表面活性剂生产菌的存在。最近,在生物表面活性剂研究中取得的进步主要是快速可靠的生物表面活性剂产生菌的筛选方法以及对筛选菌株产生物表面活性剂潜能的了解。目前发现的脂肤类生物表面活性剂己有10多种,主要包括Surfactin, Lichenysin, Iturin,Fengysin等。1968年Armia等首次发现在枯草芽抱杆菌株发酵液中分离得到了一种新的晶状活性物质Surfactin,这种生物活性物质可以显著地降低表面张力,可以在201 mol/L的浓度下将水的表面张力从72mN/m降低到27mN/m,是迄今报道的效果最好的生物表面活性剂之一。
1.1.1生物表面活性剂产生菌的筛选
生物表面活性剂一般是在微生物对一些污染物或难降解物质降解过程中产生的,因此,可以从长期被石油或其它难溶的有机物污染的地方取样进行菌株分离,将分离到的微生物用适当的培养基振荡培养一定时间后离心取上清液,通过表面张力的大小确定生物产生生物表面活性剂的能力。此法在菌株初筛过程中虽然比较麻烦,所需培养时间较长,但却能很好地反应出菌株在一定培养条件下产生生物表面活性剂的能力。
1. 1. 2生物表面活性剂产生菌的改良