生物表面活性劑促進(jìn)有機(jī)污染物降解的作用機(jī)理、其與降解菌株及底物的相互作用關(guān)系都還不甚清楚。雖然生物表面活性劑促進(jìn)了微生物降解,但它們也有一些抑制因素,如有些表面活性劑濃度達(dá)到CMC以上時(shí)就對(duì)微生物有毒性,有些生物表面活性劑的膠粒能干擾細(xì)胞過(guò)程。生物表面活性劑也能作為一種優(yōu)先碳源,與有機(jī)污染物的降解形成競(jìng)爭(zhēng),從而導(dǎo)致污染物降解率下降。此外表面活性劑還可能造成微生物數(shù)量的分散而導(dǎo)致不同的結(jié)果。這些作用機(jī)理都需要深入探究。?
發(fā)酵法生產(chǎn)生物表面活性劑的優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)費(fèi)用低、種類(lèi)多樣和工藝簡(jiǎn)便等,便于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),但產(chǎn)物的分離純化成本較高。
與微生物發(fā)酵法相比,酶法合成的表面活性劑分子多是一些結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的分子,但同樣具有優(yōu)良的表面活性。其優(yōu)點(diǎn)在于產(chǎn)物的提取費(fèi)用低、次級(jí)結(jié)構(gòu)改良方便、容易提純以及固定化酶可重復(fù)使用等,且酶法合成的表面活性劑可用于生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品,如藥品組分。盡管現(xiàn)階段酶制劑成本較高,但通過(guò)基因工程技術(shù)增強(qiáng)酶的穩(wěn)定性與活性,有望降低其生產(chǎn)成本。?
許多化學(xué)合成表面活性劑由于難降解、有毒及在生態(tài)系統(tǒng)中的積累等性質(zhì)而破壞生態(tài)環(huán)境,相比之下,生物表面活性劑則由于易生物降解、對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)毒等特性而更適合于環(huán)境工程中污染治理。如:在廢水處理工藝中可作為浮選捕收劑與帶電膠粒相吸以除去有毒金屬離子,修復(fù)受有機(jī)物和重金屬污染的場(chǎng)地等。
采用發(fā)酵法生產(chǎn)時(shí),生物表面活性劑的種類(lèi)、產(chǎn)量主要取決于生產(chǎn)菌的種類(lèi)、生長(zhǎng)階段,碳基質(zhì)的性質(zhì),培養(yǎng)基中N、P?和金屬離子Mg2+、Fe2+的濃度以及培養(yǎng)條件(pH、溫度、攪拌速度等)。?如Davis等在成批培養(yǎng)枯草芽孢桿菌時(shí)發(fā)現(xiàn),在溶解氧耗盡和限氮條件下可得zui大濃度(439.0?mg/L)的莎梵婷。Kitamoto等利用南極假絲酵母的休止細(xì)胞生產(chǎn)甘露糖赤蘚糖醇脂,對(duì)培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化后,zui高產(chǎn)量可達(dá)140?g/L。