铜绿假单胞菌NY3产鼠李糖脂的特性及其应用研究

微生物表面活性剂以其良好的表面活性，无毒害副作用，可生物降解等优势，在环境修复工程中、化妆品行业、采油炼油等方面有广泛的前景，因而备受关注。然而目前产量低，成本高使其应用受到限制。针对本实验室保存的一株产鼠李糖脂的铜绿假单胞菌NY3，本论文通过对该菌发酵产鼠李糖脂培养基及其培养条件优化提高了鼠李糖脂的产量，并将所产鼠李糖脂应用于石油烃污染土壤的修复中。首先根据鼠李糖脂产量确定了铜绿假单胞菌NY3发酵鼠李糖脂的最佳碳源和氮源，并对鼠李糖脂的发酵条件进行了优化。利用红外光谱及其它分析手段，研究发酵碳源和氮源对NY3菌所产鼠李糖脂理化性质和结构的影响作用。并将所产鼠李糖脂应用于石油污染土壤生物修复中，通过研究获得以下研究成果：（1）NY3菌产鼠李糖脂最佳发酵条件：菜籽油6%（v/v），硝酸铵2g/L，磷酸盐1.75g/L，培养基初始pH为8，接种量3%，30℃，170r/min好氧培养73h，鼠李糖脂产量为14.36g/L，通过条件优化鼠李糖脂产量提高了47.28%。该条件下，所产鼠李糖脂为单和双糖脂混合物，其中双糖环鼠李糖脂约占30%。混合鼠李糖脂临界胶束浓度(CMC)为200mg/L，此时溶液表面张力为26.03mN/m。在CMC条件下，鼠李糖脂具有耐高温（121℃）、耐盐（含NaCl2.8%以内，或含硫酸铝1%以内）、耐酸碱（pH=3-12），鼠李糖脂水溶液能长期保持其良好性能。（2）培养基碳源和氮源影响NY3菌所产鼠李糖脂的性能。与水溶性发酵碳源相比，以菜籽油等脂溶性物质为碳源时，发酵液排油和乳化性能好，所产鼠李糖脂中含糖量较低。以硝酸铵和硝酸钠等含硝酸根物质为氮源发酵，所产鼠李糖脂中含糖量较高。当培养基中含NH4+时，所产鼠李糖脂中易含有不饱和键。以硝酸铵、氯化铵、碳酸氢铵和蛋白胨为氮源时，所产鼠李糖脂的不饱和键含量分别为14.02、10.93、10.98、13.64mmol/g。（3）NY3菌所产的鼠李糖脂，30d内能使“微生物-植物”联合修复石油污染土壤的原油降解率提高约10%-18%。（4）NY3菌所产鼠李糖脂能洗脱砂土中的原油，洗液中鼠李糖浓度为3.3g/L，10h原油洗脱效率可达43.31%，复配少量化学表面活性剂后洗脱效率提高。原油洗涤液中最佳复配条件为1.67g/L鼠李糖脂A+1.67g/L鼠李糖脂B+0.05g/L Tween60，10h原油洗脱率高达91.26%，较鼠李糖脂洗液提高约50%。由于鼠李糖脂易于生物降解，且洗脱液中仅加入0.05g/L的化学表面活性剂，为含油洗脱液后续油污快速生物降解提高了可能性。