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脂肽类生物表面活性剂(Lipopeptides Biosurfactants)主要是由芽孢杆菌产生的一类胞外分泌的次级代谢产物。它们具有生物相容性、生物降解性、较高的表面活性及抗菌活性等特性,其超强的表面活性被广泛应用于石油开采、环境治理、生物医疗、农业、化妆品和食品工业等领域。目前,对脂肽类表面活性剂研究较多的是表面活性素(surfactin),但由于生产成本等方面的原因,难以大规模的工业化生产,限制其广泛应用。因此,选育高产菌株,改进发酵工艺和提取工艺,降低生产成本是目前迫切需要解决的问题。基于前期大豆油作消泡剂显著提高抗菌脂肽产量的研究基础上,本研究以大豆油作消泡剂,对高产菌株Bacillus amyloliquefaciens fmb50进行发酵生产,开展Bacillus amyloliquefaciens fmb50产surfactin的高效提取工艺研究。同时,对纯化的surfactin乳化性及其应用进行了初步研究,旨在为surfactin工业化生产和应用提供依据。研究结果分述如下：1.脂肽类生物表面活性剂的提取。采用絮凝的方法对发酵液进行预处理,首先通过单因素实验筛选最佳絮凝剂。其次,利用PB (Plackett-Burman Screening Design)设计对影响surfactin提取中的关键因素进行筛选,并采用中心复合实验对筛选出的关键因素进行了优化。最后,采用打孔法对发酵液的抑菌性进行了研究。结果表明,在CaCl2、AlCk3、 CaCl2和Na2HPO4、AlCl3和Na2HPO4、生化絮凝剂中,生化絮凝剂具有最好的絮凝效果,且生化絮凝剂为0.20%,surfactin回收率达88.43%；筛选出影响surfactin提取的关键因素为乙醇添加量和发酵液初始pH；确定最佳絮凝条件为乙醇添加量160%、pH为8、0.2%生化絮凝剂,此时surfactin回收率达94.54%,验证实验surfactin回收率为93.21%；确定了surfactin具有较广范围的抑菌谱,它对革兰氏阳性菌、阴性菌都有较强的抑制作用,对霉菌也有一定的效果。2.脂肽类生物表面活性剂的纯化与鉴定。采用大孔树脂吸咐法对surfactin粗样后surfactin粗品进行纯化。静态吸附结果表明,D101型大孔树脂对surfactin的回收率最高。其中,吸附量166.27mg·g-1,吸附率为89.28%,解吸率为80.64%,surfactin回收率达到72.00%,纯度为32.90%。动态吸附条件为上样浓度8.853g/L,上样量5BV,洗脱速率2mL/min,洗脱剂用量13BV, surfactin的回收率达82.36%,纯度为85.75%。红外光谱分析结果显示,该物质同时具有环状肽链和脂肪烃链的结构。将纯化样品用制备型HPLC进一步纯化,分别收得1a、1b、2a、2b、2c、3峰,经LC-MS/ESI-MS分析,结果依次是m/z为994.10、994.31、1008.26、1008.27、(1008.34和1022.32)、1036.48的surfactin C13～C15同系物。经二级质谱分析2a、2b和3峰surfactin的第七位氨基酸为Leu或Ile。3.脂肽类生物表面活性剂乳化性及其应用研究。采用白金板法对surfactin的表面活性进行了研究,并用浊度法和离心法对其乳化性进行了研究,以及surfactin在花生蛋白饮料中的应用研究。结果表明,surfactin的临界胶束浓度为9.03×10-5mol/L,可将水的表面张力由73.98mN/m降最低至27.48mN/m。在浓度为1×10-3mol/L～1.2×10-2mol/L的氯化钠溶液中,surfactin溶液的表面张力随盐浓度升高逐渐降低并最终稳定在34mN/m; surfactin在121℃20min处理后,其表面张力仍能保持在37.10mN/m;在pH为2～12范围内,其表面活性稳定并良好；表明surfactin具有较强的盐浓度、温度、pH的耐受性。浊度法测得surfactin HLB值为14,对所需HLB值为12～16的油相乳化性能良好,并且对花生乳具有较好的乳化作用,其效果较蔗糖酯好。