2.3.4溫度的影響

溫度是影響菌株發酵產物產量的重要環境因素之一。不同細菌的最適生長溫度不同。一般細菌在4℃停止生長，在30℃左右生長良好。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量都隨著溫度的升高呈現先升高后降低的趨勢，在30℃時達到最大。乳化性在15℃到30℃時保持相對穩定，在30℃到40℃時乳化性降低。實際上大多數銅綠假單胞菌的最佳培養溫度都在27～37℃，與實驗結果相符。

圖4溫度對147細菌生長以及生物表面活性劑產量的影響

表5碳氮比對147細菌生長以及生物表面活性劑產量的影響

2.3.5pH的影響

pH值也是影響菌株發酵產物產量的因素之一。由圖5可見，細菌的生物量在pH=8的時候達到最大，且在pH8～10的時候基本平穩；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細菌生長以及生物表面活性劑產量的影響

圖6 NaCl濃度對147細菌生長以及生物表面活性劑產量的影響

NaCl濃度通過改變細胞滲透壓影響微生物的生長與代謝，從而影響發酵產物的產量。由圖6可見，鹽濃度在0～5 g·L-1之間，細菌生長受到促進，而當鹽濃度大于5 g·L-1時，細菌的生長受到抑制，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時呈現最大，說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，但此時已不能產生更多的生物表面活性劑。

2.3.7細菌發酵動態

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的發酵動態（圖7）。菌株經過短暫的延滯期后進入對數生長期，108 h后進入穩定增長期，此時菌體所產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用盡，細菌開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，說明細菌在24 h后產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量還會增加，但是表面張力降低值與乳化性只維持在一定范圍內波動。

圖7銅綠假單胞菌147菌株的發酵動態

最佳培養條件下，本實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率在2.12～15.92 g·L-1范圍內，本菌株的產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率比較

2.4生物表面活性劑對多環芳烴增溶效果

圖8是水相中多環芳烴（苯并［a］芘、芘、熒蒽）的表觀溶解度隨著生物表面活性劑濃度的變化曲線，當生物表面活性劑濃度大于300 mg·L-1時，各多環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）以上時會形成膠束，而膠束內的疏水性微環境對疏水性有機溶劑具有較強的分配作用，可顯著增大溶質的表觀溶解度［40］；當生物表面活性劑濃度低于CMC時，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；四環熒蒽、四環芘、五苯環苯并［a］芘的增溶效果隨著環數的增加而降低，與楊建剛等的研究結果一致。這可能的原因是與多環芳烴的正辛醇-水分配系數（Octanol-water partioning coefficient，Kow）相關，熒蒽Kow＜芘Kow＜苯并［a］芘Kow，即Kow值越大的多環芳烴，增溶效果越低。

圖8生物表面活性劑多環芳烴的增溶作用

3結論

本研究篩選獲得了一株產生生物表面活性劑的147菌株，經鑒定為銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa），該菌株的發酵產物主要為糖脂類生物表面活性劑。以產生物表面活性劑量的能力為指標，在本研究的發酵條件下，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熒蒽、四環芘、五環苯并［a］芘的增溶效果隨著環數的增加而降低。實驗表明，147菌株產生物表面活性劑性能突出，可進一步研究用于大規模工業生產。生物表面活性劑對多環芳烴污染土壤具有增溶效果，該菌株可接入多環芳烴污染的土壤增溶多環芳烴促進土著微生物修復。該菌株具有耐鹽、耐堿等特性，應用前景廣闊。