无患子皂素的表面活性及复配增效性能

无患子皂素是一种天然非离子型表面活性剂,30℃时其临界胶束浓度(cmc)值为0.1g/L,最低表面张力(g_cmc)为48.48mN/m,具有较好的表面活性。30～60℃之间,无患子皂素的g_cmc与cmc值基本保持不变;溶液偏酸性时,无患子皂素的最低表面张力下降幅度较大,cmc值不变;盐度对无患子皂素表面性能有一定的影响。此外,无患子皂素具有较好的抗硬水能力,且与其他合成表面活性剂复配有一定的增效作用,尤其是与十六烷基三甲基溴化铵形成的复配体系,其临界胶束浓度增效50.0%,并且降低表面张力的能力增效4.08%。无患子皂素起泡性强,泡沫稳定,国标GB/T 7162—1994条件下(溶液浓度C=2.5g/L)泡沫高度H₀为135.6mm,且复配体系的初始泡沫高度均有一定的增加。     

α-癸基甜菜碱的表面活性和胶体性质

研究了两性表面活性剂α-癸基甜菜碱的表面活性与溶液性质.α-癸基甜菜碱亲水基团的立体结构有利于正、负电荷的相互作用,使得表面吸附层和胶束中表面活性剂分子排列更加紧密.实验测得溶液的最低表面张力为38.2 mN/m,临界胶束浓度为6.9×10-3mol/L,胶束形成标准自由能为-22.3 kJ·mol-1,胶束聚集数为74;表面活性剂溶液在等电点pH区域具有最低表面张力和临界胶束浓度.     

脂肽-糖脂混合型生物表面活性剂的性能及助剂

分离提取了枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis THY-8发酵产物中的生物表面活性剂,采用飞行时间质谱鉴定为鼠李糖脂和表面活性素、芬芥素等的混合物。考察了该混合型生物表面活性剂的性能,研究了其对油砂原油的驱油效率,并探索了合适的助剂种类及配伍浓度。结果表明,THY-8所产的脂肽-糖脂混合型生物表面活性剂具有良好的表面活性、热稳定性和乳化性,pH值为5.5时表面张力为27.59 mN/m,临界胶束浓度为15 mg/L;在70 ℃放置5天,表面张力基本不变;可将液体石蜡乳化形成粒径10～30 μm的乳液。正辛醇助剂与该混合生物表面活性剂复配后界面张力降低到10?3 mN/m,驱油效率提高3.2倍。含0.9 g/L生物表面活性剂的发酵液驱油效果与正辛醇-生物表面活性剂复配体系相当。     

乳酸发酵法精制无患子皂素水提液的研究

以无患子果皮皂素水提液作为底物,经过纤维二糖酶、甘露聚糖酶和果胶酶糖化,将皂素水提液中的纤维二糖降解为葡萄糖,再进行乳酸发酵,得到无患子皂素和乳酸的复合溶液。糖化过程中,纤维二糖经过酶解质量浓度由46.37 g.L-1下降到0 g.L-1,果胶酶的加入可提升糖的转化率。在发酵过程中,未添加发酵培养基时,乳酸菌可利用皂素水解液中的糖来自身发酵,乳酸产率为69.92%;在添加无机盐培养基时,乳酸产率为76.66%;添加酵母膏培养基发酵时,葡萄糖和甘露糖完全消耗,乳酸产率为88.42%。在糖化和发酵的过程中,无患子皂素溶液的表面张力在一定范围内有小幅度波动,总体保持稳定。     

葡萄糖型阴离子表面活性剂的合成、表征及起泡性能

以葡萄糖、十二胺和乙醛酸为原料制备了一种葡萄糖型阴离子表面活性剂,采用吊片法、临界胶束浓度法和改进的Rss-Miles法对产物的表面张力、HLB值和起泡性进行了测试,并以傅里叶红外光谱、核磁共振氢谱、元素分析表征了产物的结构。结果表明,合成的葡萄糖型阴离子表面活性剂的表面张力为39.82 m N/m,其临界胶束浓度为0.031 mmol/L,HLB值为16.46;同时合成的葡萄糖型阴离子表面活性剂具有良好的起泡性和稳泡性。     

葡萄糖型阴离子表面活性剂的合成、表征及起泡性能研究

以葡萄糖、十二胺和乙醛酸为原料制备了一种葡萄糖型阴离子表面活性剂,采用吊片法、临界胶束浓度法和改进的Ross-Miles法对产物的表面张力、HLB值和起泡性进行了测试,并以傅立叶红外光谱、核磁共振氢谱、元素分析表征了产物的结构。结果表明,合成的葡萄糖型阴离子表面活性剂的表面张力为39.82mN/m,其临界胶束浓度为0.031mmol/L,HLB值为16.46;同时合成的葡萄糖型阴离子表面活性剂具有良好的起泡性和稳泡性。     

对-烷基-苄基聚氧乙烯醚羧酸甜菜碱的合成与表面活性

以脂肪酸、苯、二缩三乙二醇为原料,经酰化反应、黄鸣龙还原反应、氯甲基化反应、威廉逊成醚反应、卤化反应、季铵化反应,合成出了3个对烷基苄基聚氧乙烯醚羧酸甜菜碱两性离子表面活性剂。用IR、1HNMR和ESI-MS对产物进行了结构鉴定。用Wilhelmy-plate法测定了30℃时它们在水溶液中的临界胶束浓度(CMC)和临界胶束浓度下的表面张力(γCMC)。实验表明,纯水溶液中表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)为10-4～10-6mol/L,临界胶束浓度下的表面张力(γCMC)为27～30 mN/m;随着苯环上长链烷基碳数(n=8、10、12)的增加,CMC分别为1.12×10-4、1.51×10-5、6.21×10-6 mol/L;γCMC分别为27.9、28.4、29.9 mN/m。结果表明,该类表面活性剂具有比较好的表面活性。     

含三嗪环非离子表面活性剂制备及其性能研究

以三聚氯氰、脂肪胺、聚乙二醇单甲醚(mPEG)为原料合成了6种均三嗪非离子表面活性剂。采用FTIR1、HNMR对中间体和目标产物进行了结构表征。考察了25℃时6种产品的表面张力、临界胶束浓度及其乳化力。结果表明,该类非离子表面活性剂具有较好的表面活性,其中DMAT-600的临界胶束浓度(cmc)和cmc下的表面张力(γcmc)分别可达0.162g/L和31.94mN/m;产品具有较强的乳化力,乳化力介于8.2~20.5min。     

两性/阴离子表面活性剂复配体系性能研究

采用环氧氯丙烷与磷酸二氢钠反应制备中间体,再与十二叔胺反应,制备甜菜碱型磷酸酯两性表面活性剂,并与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)进行复配。测定复配前后产品的表面张力、临界胶束浓度、泡沫稳定性和乳化能力等性能。结果表明,在最佳合成工艺条件下,甜菜碱型磷酸酯两性表面活性剂的表面张力为30 mN/m,临界胶束浓度为7.98 g/L。对于复配体系,当甜菜碱型磷酸酯表面活性剂与SDBS以质量比6∶4进行复配时增效作用最好,其表面张力为23 mN/m,临界胶束浓度为4.84 g/L,对松节油的乳化性能较好。     

羧酸盐型Gemini表面活性剂的合成及表征

以脂肪胺、三聚氯氰、二乙醇胺、丁二酸酐为原料,三步法合成了2种表面活性剂,用1 HNMR、ESI-MS、IR对产物进行了表征,并用吊片法考察了目标产物水溶液的表面活性。实验结果表明,目标产物具有较好的表面活性,25℃时DXC6A和DXC8A的最低表面张力(γCMC)分别为31.85mN/m和28.76mN/m,临界胶束浓度(CMC)分别为2.32×10-4 mol/L和1.41×10-5 mol/L,表面活性优于传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)。     

糠醛渣直接同步糖化发酵生产乙醇过程比较研究

以糠醛渣为原料,直接同步糖化发酵(SSF)生产乙醇,并与水洗糠醛渣生产乙醇进行对比。通过考察不同条件来优化同步糖化发酵生产工艺条件,并分析表征了SSF过程中乙醇浓度和副产物浓度变化。优化条件为:糠醛渣底物质量分数10%,纤维素酶用量12%,无患子皂素质量浓度0.5g/L,酵母接种量7g/L,同步糖化发酵乙醇得率达到其理论得率的93.1%。与水洗糠醛渣相比,糠醛渣直接SSF过程可将原料吸附的5.50%葡萄糖部分转化为乙醇。水洗糠醛渣SSF生产乙醇所产生的副产物要远低于糠醛渣直接生产所产生的副产物,添加无患子皂素可有效抑制糠醛渣同步糖化发酵过程中副产物的产生。     

Extraction and Fermentation‐Based Purification of Saponins from Sapindus mukorossi Gaertn.

In the present study, the extraction and purification of saponins from Sapindus mukorossi Gaertn. were examined for effective utilization of the saponin resource. Saponins were extracted from S. mukorossi Gaertn. using water. The conditions of the water extraction process, including extraction temperature, extraction time, number of times of extraction, and solvent‐material ratio were optimized. The yield of total Sapindus saponins (TSS) from the pericarp was 33.41 % and its purity in the extract was 45.71 %. The saponin solution was further concentrated to 1/6–1/7 of its original volume, and dried yeast BV818 that adapted to the concentrated Sapindus saponins solution (SW) was screened. The activation conditions, inoculum amount, fermentation temperature, and fermentation period were optimized. By using the dried yeast under optimized conditions, the purity was increased to 75.50 %. The yield of the byproduct ethanol was 5.33 % (w/v), while the content of TSS in the final product decreased from 18.29 to 15.30 % (w/v). These results could contribute to the development of industrial‐scale production of Sapindus saponins.     

无患子皂苷及复配体系表面活性的研究

该文系统地研究了无患子皂苷水提液及其发酵液以及与其他表面活性剂复配体系的表面活性。结果显示,经发酵纯化后的无患子皂苷的高温稳定性、临界胶束质量浓度(CMC)、临界胶束质量浓度时的表面张力(γCMC)、泡沫性能及乳化力都有不同程度的改善;根据Rosen理论推算出无患子皂苷发酵液与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、十八烷基三甲基氯化铵(1831)、烷基聚葡萄糖苷(APG)、脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加)进行二元复配的最佳配比。γCMC、CMC及泡沫实验测试结果表明,无患子皂苷发酵液与这4种表面活性剂组成的二元复配体系都有不同程度的协同增效效应;乳化力测试结果显示,无患子皂苷与APG复配对棕榈油和液体石蜡都有较大的协同增效作用,但其他3种复配体系仅对棕榈油有协同增效作用,对液体石蜡无协同增效作用。     

短乳杆菌产胸苷磷酸化酶发酵培养基的优化

胸苷磷酸化酶在核苷类物质合成中具有重要作用,本研究以短乳杆菌为胸苷磷酸化酶生产菌种,对短乳杆菌产胸苷磷酸化酶发酵培养基进行优化。首先通过Plackett-Burman设计筛选出影响短乳杆菌产胸苷磷酸化酶的3个较为重要因素：发酵时间（P=0.030）、接种量（P=0.033）和葡萄糖浓度（P=0.019）。在此基础上采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,并利用响应面中心组合设计对影响显著因素进行优化,得到最适培养基组成成分和培养条件为：发酵初始pH 8.0,葡萄糖18 g/L,酵母膏15 g/L,NaCl 7.5 g/L,蛋白胨10 g/L,胸苷15 mmol/L,摇床转速110 r/min,发酵温度38 ℃,发酵时间10.57 h,接种量1.54%。在此优化条件下,短乳杆菌产胸苷磷酸化酶能力得到了很大提高,短乳杆菌胸苷磷酸化酶活从0.400 U/mg湿菌体提高到1.172 U/mg湿菌体,比优化前提高了2.93倍。蛋白质凝胶电泳分析显示经优化后每克湿菌体胸苷磷酸化酶的含量明显高于优化前。     

鼠李糖脂产生菌的筛选及其发酵条件的优化

采用富集培养,蓝色凝胶平板法,排油圈法分离筛选到1株产生物表面活性剂的菌株铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）LJ-3,并通过单因素试验和L9（43）正交试验对该菌株产表面活性剂的影响因素和发酵条件进行了优化,结果表明：菌株LJ-3产鼠李糖脂的条件为：餐厨废弃油脂50 g/L,硝酸钠3.0 g/L,磷酸二氢钾0.437 550 g/L,磷酸氢二钾0.562 550 g/L,硫酸镁1.550 g/L,硫酸锰0.06 g/L,硫酸亚铁0.025 0 g/L,酵母膏15 g/L,接种量75 mL/L,pH值为7,于37℃,150 r/min条件下,恒温振荡培养72 h,通过排油圈法测得的直径为6.8 cm,表面张力降低到29 mN/m。     

Evaluation of process conditions in the performance of yeast on alcoholic fermentation

This work studied the resistance of Saccharomyces cerevisiae Y904 to ethanol on an alcoholic fermentation process operated in fed-batch. The effect of temperature, inoculum size and substrate concentration on fermentation yield, productivity and residual sugars concentration was studied by a central composite design (CCD). Based on the CCD study, it was determined the optimum values of 240, 35?g/L, and 26°C for total reducing sugars, inoculum concentration and temperature, respectively. This set of conditions experimentally enabled a productivity of 6.0?g/L?h, a yield of 93% and an alcohol content of 113.6?g/L, after 10?h of fermentation. When yeast cells were adapted at 4°C, the inoculum pH adjusted to 2.5 and sugarcane broth used as substrate, a 94% yield and a 10.1?g/L.?h productivity were achieved.     

补料分批培养提高转氨酶发酵产酶密度的研究

转氨酶是苯丙酮酸酶法制备L-苯丙氨酸的关键酶源,为提高转氨酶的发酵产酶密度,文章采用补料分批培养方式对大肠杆菌A5发酵产酶进行了研究。优化的补料培养工艺为:初始葡萄糖质量浓度5 g/L,初始氮源体积分数为玉米浆5 mL/L、蛋白胨质量浓度1.5 g/L,控制发酵过程pH值7.5,当葡萄糖质量浓度下降为2 g/L,开始每隔2 h补加质量浓度为120 g/L的葡萄糖溶液,从8 h起每隔2 h补加20 mL/L玉米浆+6 g/L蛋白胨及0.6 g/L的4种氨基酸溶液(L-甲硫氨酸、L-缬氨酸、L-异亮氨酸和L-谷氨酸)。在此条件下发酵培养24 h,菌体干质量浓度达10.5 g/L,比优化前产酶量提高了126%。     

菌株Pseudomonas aeruginosa BC1发酵-渗透汽化耦合制备鼠李糖脂的研究

采用发酵-渗透汽化耦合(fermentation coupling with pervaporation,FCP)系统和分批补料式发酵系统培养Pseudomonas aeruginosa BC1制备生物表面活性剂鼠李糖脂,两轮发酵过程分别持续124 h和107 h。在FCP系统中,最大细胞吸光度OD600为1.06;生物表面活性剂OD600为0.61;鼠李糖脂最终产量为1.3 g/L,相比于分批补料式发酵系统提高38%;对比纯水的表面张力67.52 m N/m,发酵第29 h的发酵上清液表面张力为22.56 m N/m。同时,该菌的发酵上清液对液体石蜡、机油、柴油、正己烷、十六烷均有较好的乳化能力。经GC-MS结合SPME分析发现,FCP系统分离出的渗透蒸汽冷凝液中含有乙醇、戊醇等有机物。实验结果表明,相比分批补料式发酵系统,FCP系统能够分离发酵过程中产生的一部分挥发性代谢产物,减轻这些物质对细胞生长的抑制,使细胞浓度和鼠李糖脂产量都有明显提高。     

假单胞菌O-2-2产鼠李糖脂的结构表征及理化性质

利用液相色谱/质谱联用仪分析了铜绿假单胞菌O-2-2以正十八烷为碳源所产鼠李糖脂生物表面活性剂的组成。共检出21种鼠李糖脂的同系物,都由1~2分子的鼠李糖和1~2个含β-羟基的碳链长度为8~12的饱和或不饱和脂肪酸构成;主要组分为α-L-吡喃鼠李糖苷-β-羟基癸酰-β-羟基癸酸和2-O-α-L-吡喃鼠李糖苷-α-L-吡喃鼠李糖苷-β-羟基癸酰-β-羟基癸酸。该糖脂类生物表面活性剂可将水的表面张力降至28·6mN/m,临界胶束浓度为1·3×10-4mol/L,在120℃加热4h或者在ρ(NaCl)=100g/L或ρ(CaCl2)=20g/L的盐溶液中仍能保持表面活性。