Page 222 - 《精细化工》2020年第9期

·1936· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

生长速度随 pH 升高而加快，并且在 pH=7 时菌株活
性达到最强，继续提高 pH，菌株生长受到抑制。pH
+
通过 H 浓度影响菌株的生物膜通透性和蛋白活性
+
进而影响菌株的生长代谢 [24] 。H 浓度过高，超出生
物酶的适应范围，降低了生物酶的反应活性，影响
生物膜的电荷变化，不利于细菌对影响物质的吸收；
+
而 H 浓度过低不利于微生物生长和生物酶的分泌。
因此，确定菌株生长最佳为 pH=7。
2.1.3 细胞疏水性
图 1 菌株 F-1 的系统发育树
Fig. 1 Phylogenetic tree of bacterial strain F-1 细胞疏水性是烃降解菌的重要性能指标之一，
是决定菌体与烃类底物接触的关键性质 [25] ，细胞疏
2.1.2 菌株生长环境优化结果 水性越高，菌体与疏水底物接触越充分。通过分光
不同温度下的菌株生长曲线如图 2 所示。从图 光度计测得光密度值 a 为 0.552，将煤油与菌体悬浮
中可以看出，菌株生长随温度的升高呈先升高后下 液混合后的光密度值 b 为 0.397，通过公式（1）计
降的趋势，44 ℃时生长受到明显抑制。温度通过影
算得到菌株 F-1 的细胞疏水性为 28.1%。结果表明，
响菌株的生物酶活性来促进或抑制菌株的生长，过 该菌能够在疏水底物上黏附，使菌体与疏水性底物
高和过低的温度抑制生物酶活性 [23] ，进而影响菌株 充分接触，有助于该菌在疏水底物上的生长，促进菌
生长。在 38 ℃时菌株生长活性最强，确定 38 ℃为 体对烃类底物的摄取，进而促进菌体对原油中蜡质
最佳生长温度。 的降解，提高原油流动性。此结果与王靖等 [26] 的结

论一致。
2.2 生物表面活性剂性能分析
2.2.1 表面张力与乳化活性
表面张力降低和乳化作用能够有效改变液-液
体系的分散情况，使烃类底物能够在水相中有效扩
散，增大原油和水的接触面积，二者充分接触可促
进菌体对蜡质的利用 [27] 。此外，乳化作用可使原油
形成 O/W 型乳状液，有效改善含蜡原油的物理性质 [28] ，
可降低原油管输过程中的流动能量损失。采用界面张
力仪测得对照组的培养基表面张力为 76.89 mN/m，而

图 2 菌株 F-1 在不同温度的生长曲线 测得去除菌体的实验组上清液表面张力为 39.96 mN/m。
Fig. 2 Growth curves of bacterial strain F-1 at different 室温静置 24 h 后不同底物乳化层高度的测量值如表
temperatures
1 所示。通过公式（2）计算得到该菌株对正癸烷、
不同 pH 下的菌株生长曲线如图 3 所示。 正十四烷和液体石蜡的乳化活性分别为 53.75%、
52.50%和 65.00%，而对照组中无乳化现象产生。

表 1 菌株 F-1 对不同底物的乳化活性测定
Table 1 Determination of emulsification capacity of bacterial
strain F-1
底物 乳化层高度/cm 液面总高度/cm E24/%
正癸烷 4.3 8 53.75
正十四烷 4.2 8 52.50
液体石蜡 5.2 8 65.00

该菌株产生的表面活性剂能够大幅降低培养基

表面张力，降低幅度为 48%，并且对烃类底物具有
图 3 菌株 F-1 在不同 pH 生长曲线
Fig. 3 Growth curves of bacterial strain F-1 at different pH 乳化作用，能够形成稳定的乳化层。这是由于生物
表面活性剂是一种集亲水端与疏水端为一体的特殊
从图 3 中可以看出，菌株在 pH=5~7 时，菌株 分子，能够聚集在不同极性分子之间，降低界面张力，