[发明专利]一种同时制备生物表面活性剂和乳化剂的发酵培养方法

说明书

本发明涉及一种同时制备生物表面活性剂和乳化剂的发酵培养方法，在同时含水溶性和非水溶性碳源的培养基中培养Bacillus subtilis菌种，获得发酵液。与现有技术相比，本发明显著提高了发酵液的乳化性能，将发酵液对原油的乳化指数E24由52％提高至92％。

技术领域

本发明属于生物活性物分子制备技术领域，特别涉及一种Bacillus subtilis发酵培养方法。

背景技术

生物表面活性剂(Biosurfactant)作为表面活性剂的一种，是一类由生物代谢产生的，具有两亲结构的表/界面活性物质。同时，它具有抗病毒、抗凝血、抗癌细胞、抗细菌等生物活性。此外，生物表面活性剂在环境中易降解，是石油基表面活性剂最具潜力的良好的替代者。在石油领域、食品工业、环境工程、洗涤日用品、生物医药等各个领域都展示出巨大的应用价值。

在微生物采油方面，油藏经传统方法开采后仍有20％-30％的石油残余地层中，无法被开采。微生物采油技术是一种经济有效的提高原油采收率的技术。自1926年提出微生物采油的基本原理以及1947年注册第一个微生物采油专利以来，特别是1954年美国首次开展外源微生物采油，以及随后俄罗斯首次开展内源微生物采油获得试验成功后，这一技术引起了国际同行的普遍关注。将生物表面活性剂生产菌发酵液直接注入油藏的驱油技术已在多个国家的不同油藏中提高了原油采收率。其中，由于Bacillus subtilis(枯草芽孢杆菌)有极强的生存能力，能在有氧及厌氧环境中生长并生产高性能的生物表面活性剂-脂肽，对其发酵研究日益关注。但是，现有技术中，Bacillus subtilis发酵液对石油产量提升程度有限，其驱油效能仍有较大提升空间。

在油污土壤修复方面，在石油工业中石油的泄漏事故时有发生，进入大自然的石油分别进入土壤、地下水及空气，造成了大量的污染。我国已将石油污泥列入《国家危险废物目录》中，《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》也要求必须对其进行无害化处理。由于石油类物质进入土壤会粘着于土壤颗粒的表面，很难进行分离，而且微生物对有机污染物的降解主要通过其吸收溶解态有机物的途径实现，故很难被微生物利用。表面活性剂能够降低有机物在土壤，沉积物上的吸附和提高有机物从土壤，沉积物上的脱附，同时也能提高有机物的生物可利用性。因此，表面活性剂可以用于洗脱土壤中的石油烃污染物，也可用于强化石油烃污染土壤的生物修复。

现有技术获得的Bacillus subtilis发酵液乳化能力较低，与油井及油污泥中的石油烃形成的分散体系不够稳定，极大影响了其应用效果。本发明针对现有技术存在的上述问题，对Bacillus subtilis产脂肪酶性能进行了研究，利用其产脂肪酶特性，同时结合植物油经脂肪酶水解产生的甘油酯及脂肪酸对油或烃类物质具有极强的乳化性且乳化液稳定性高的特殊性质，将Bacillus subtilis培养生产脂肽与产酶水解植物油结合起来，获得了具有高乳化性能发酵液。具体是：于Bacillus subtilis发酵培养基中补充添加植物油作为第二碳源和能源进行发酵培养，使Bacillus subtilis同时利用水溶性和非水溶性碳源进行生长代谢，植物油不仅能提供菌体生长代谢所需能量及物质基础，而且被Bacillussubtilis代谢产生甘油酯及脂肪酸，由此增强了发酵液对油烃类物质的乳化性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种同时制备获得具有良好性能的生物表面活性剂和乳化剂的发酵培养方法。