2.3.4温度的影响

温度是影响菌株发酵产物产量的重要环境因素之一。不同细菌的最适生长温度不同。一般细菌在4℃停止生长，在30℃左右生长良好。已报道的铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）最适温度一般在27～37℃。由图4可以看到，表面张力值、生物量和生物表面活性剂产量都随着温度的升高呈现先升高后降低的趋势，在30℃时达到最大。乳化性在15℃到30℃时保持相对稳定，在30℃到40℃时乳化性降低。实际上大多数铜绿假单胞菌的最佳培养温度都在27～37℃，与实验结果相符。

图4温度对147细菌生长以及生物表面活性剂产量的影响

表5碳氮比对147细菌生长以及生物表面活性剂产量的影响

2.3.5pH的影响

pH值也是影响菌株发酵产物产量的因素之一。由图5可见，细菌的生物量在pH=8的时候达到最大，且在pH8～10的时候基本平稳；表面张力值、生物表面活性剂含量与乳化性均在pH=8的时候达到最大值，两侧均有不同程度的下降。因此该菌株倾向偏碱性的条件生存，与强婧等筛选的Pseudomonas aeruginosa S6最适pH一致。综合其他报道的生物表面活性剂产生菌的最适pH范围，大部分微生物都在pH6.2～8之间。

2.3.6NaCl浓度的影响

图5 pH对147细菌生长以及生物表面活性剂产量的影响

图6 NaCl浓度对147细菌生长以及生物表面活性剂产量的影响

NaCl浓度通过改变细胞渗透压影响微生物的生长与代谢，从而影响发酵产物的产量。由图6可见，盐浓度在0～5 g·L-1之间，细菌生长受到促进，而当盐浓度大于5 g·L-1时，细菌的生长受到抑制，糖脂量与生物量趋势一致。菌株的生物量、生物表面活性剂量、表面张力值与乳化性均在盐浓度为5 g·L-1时呈现最大，说明该菌株具有一定的耐盐性，与强婧等研究的生物表面活性剂产生菌Pseudomonas aeruginosa S6也能够耐盐相似。此外，本菌株在最高为25 g·L-1的盐浓度条件下依然能够存活，但此时已不能产生更多的生物表面活性剂。

2.3.7细菌发酵动态

在上述花生油25 mL·L-1为碳源、硫酸铵1 g·L-1为氮源、NaCl浓度为5 g·L-1、pH=8、温度保持为30℃的最佳培养条件下，追踪细菌147的发酵动态（图7）。菌株经过短暂的延滞期后进入对数生长期，108 h后进入稳定增长期，此时菌体所产生的生物表面活性剂含量达到最大，此后生物表面活性剂含量减少，可能是因为后期培养基内的碳源已经用尽，细菌开始以胞外分泌物糖脂为碳源维持生命。而表面张力值与乳化性在24 h后达到最大，之后维持在稳定水平，说明细菌在24 h后产生的生物表面活性剂已到达生物表面活性剂的临界胶束浓度，此后生物表面活性剂产量还会增加，但是表面张力降低值与乳化性只维持在一定范围内波动。

图7铜绿假单胞菌147菌株的发酵动态

最佳培养条件下，本实验细菌生物量最高能达到5.22 g·L-1（表6），生物表面活性剂量达到5.09 g·L-1。相对已报道的几株铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）合成生物表面活性剂的产率在2.12～15.92 g·L-1范围内，本菌株的产表面活性剂能力居中。

表6几株铜绿假单胞菌合成生物表面活性剂的产率比较

2.4生物表面活性剂对多环芳烃增溶效果

图8是水相中多环芳烃（苯并［a］芘、芘、荧蒽）的表观溶解度随着生物表面活性剂浓度的变化曲线，当生物表面活性剂浓度大于300 mg·L-1时，各多环芳烃的浓度随生物表面活性剂浓度增大而增大。这是由于生物表面活性剂在CMC（临界胶束浓度）以上时会形成胶束，而胶束内的疏水性微环境对疏水性有机溶剂具有较强的分配作用，可显著增大溶质的表观溶解度［40］；当生物表面活性剂浓度低于CMC时，生物表面活性剂分子以单体形式存在，单分子的表面活性剂对被增溶物的分配作用很弱，因而各多环芳烃在水中的溶解度变化不大或者轻微增加。

此外，由图8可得生物表面活性剂对三种多环芳烃均具有增溶效果，且在0～300 mg·L-1增溶效果不明显，在300～500 mg·L-1增溶明显；四环荧蒽、四环芘、五苯环苯并［a］芘的增溶效果随着环数的增加而降低，与杨建刚等的研究结果一致。这可能的原因是与多环芳烃的正辛醇-水分配系数（Octanol-water partioning coefficient，Kow）相关，荧蒽Kow＜芘Kow＜苯并［a］芘Kow，即Kow值越大的多环芳烃，增溶效果越低。

图8生物表面活性剂多环芳烃的增溶作用

3结论

本研究筛选获得了一株产生生物表面活性剂的147菌株，经鉴定为铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa），该菌株的发酵产物主要为糖脂类生物表面活性剂。以产生物表面活性剂量的能力为指标，在本研究的发酵条件下，该菌株的最适碳、氮源分别为花生油与硫酸铵，最适碳氮比为25∶1，最适发酵温度为30℃，最适盐浓度为5 g·L-1，最适pH值为8。在上述最适培养条件下，该菌株的细菌生物量最高达到5.22 g·L-1，生物表面活性剂量达到5.09 g·L-1，而且该细菌能够在偏碱性（pH值为8～13）条件下生存，具有耐盐碱的特性。多环芳烃的溶解度随表面活性剂的浓度增大而增大，生物表面活性剂对三环荧蒽、四环芘、五环苯并［a］芘的增溶效果随着环数的增加而降低。实验表明，147菌株产生物表面活性剂性能突出，可进一步研究用于大规模工业生产。生物表面活性剂对多环芳烃污染土壤具有增溶效果，该菌株可接入多环芳烃污染的土壤增溶多环芳烃促进土著微生物修复。该菌株具有耐盐、耐碱等特性，应用前景广阔。