低成本底物产Pseudomonas mendocina生物表面活性剂的特性及其抗菌应用研究

本研究针对合成表面活性剂的环境与经济问题，利用Pseudomonas mendocina 7094以废弃大豆油和玉米浆为底物，成功制备高稳定性生物表面活性剂（产量4.85±0.16 g/L），其表面张力降至28.42±0.3 mN/m，对pH（2-12）、温度（20-120°C）及盐度（0-12%）具有卓越耐受性。FTIR鉴定为二鼠李糖脂，对Bacillus cereus等病原体抑菌圈达19±0.1 mm，生物膜清除率56.39%-77.25%，为医疗、食品工业提供绿色替代方案。

　　

研究背景与意义
合成表面活性剂的石油依赖引发严重环境问题，而微生物源生物表面活性剂（biosurfactants）因其可降解性和极端条件稳定性成为研究热点。然而，高昂生产成本和低产量制约其商业化。近期研究多集中于Pseudomonas aeruginosa等常见菌株，对潜力菌种如Pseudomonas mendocina的探索不足。同时，全球每年产生大量工农业废弃物（如废弃食用油、乳清），其处理成本高且污染环境。如何通过微生物转化实现“变废为宝”，成为可持续发展的重要课题。

研究设计与方法
Dolphin（PG）生物医学与自然科学研究所团队以P. mendocina 7094为生产菌株，采用废弃大豆油和玉米浆作为碳氮源，通过发酵优化提高产量。采用FTIR（傅里叶变换红外光谱）鉴定活性成分，测定表面张力、乳化指数（E₂₄）评估性能，并通过抑菌圈（ZOI）、最小抑菌浓度（MIC）和结晶紫染色法分别测试抗菌及抗生物膜活性。

研究结果

1. 产量与理化特性
   在优化条件下，生物表面活性剂产量达4.85±0.16 g/L，显著高于同类研究。FTIR证实产物为二鼠李糖脂（dirhamnolipids），其表面张力降至28.42±0.3 mN/m，乳化活性（68.4%-72.9%）在pH 2-12、120°C高温及12%盐度下保持稳定。

2. 抗菌与抗生物膜效应
   对Bacillus cereus 8733的抑菌圈达19±0.1 mm（MIC=32 μg/ml），对革兰氏阳性/阴性菌均有效。生物膜清除率最高达77.25%，且能显著抑制细菌粘附，提示其在医疗器械涂层和食品包装中的应用潜力。

结论与展望
该研究首次系统评估P. mendocina 7094生物表面活性剂的工业化潜力，其低成本底物策略将生产成本降低30%-40%。卓越的环境耐受性和多重生物活性使其成为石油基表面活性剂的理想替代品，尤其在医疗感染控制和食品保鲜领域。未来需进一步优化发酵工艺并开展体内毒性测试，以推动商业化进程。论文发表于《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》，为绿色生物制造提供新范式。