我国是橡胶消耗大国,但在废旧橡胶处理上,无论是回收量还是利用效果,都处于较低水平,“黑色污染”严重影响我国橡胶产业长期、健康发展。利用生物技术再生废旧橡胶,相比于其它方法,具备了“设备简单,反应温和,能耗较低,环境友好”等独一无二的优势,是我国废橡胶回收产业未来的发展方向。在本课题组前期研究工作的基础上,本工作首先研究了吐温活性剂对鞘氨醇单胞菌再生废轮胎胎面胶(GTR)的影响,选择了合适的表面活性剂,确定了适宜的添加工艺。采用接触角测试仪、X射线光电子能谱分析仪、扫描电镜一能谱联用技术评价了GTR的再生效果,并检测了GTR胶片表面的脱硫深度。研究结果表明,采取吐温活性剂与废胶粉预混后加入培养基的方式,可极大减少两者对鞘氨醇单胞菌的毒性,提高共培养过程中菌的生物量；使用吐温类表面活性剂,可有效改善橡胶与微生物间的亲和性,增强微生物对橡胶脱硫的效果；三种活性剂中,吐温20对生物脱硫效果的改善作用最明显,脱硫胶片表面S-S键和S-C键减少了27.5%和63.1%,同时生成S-O键；该菌对GTR胶片的脱硫深度为4μm,表面脱硫率可达67.0%。其次,本工作选用一株对橡胶具有较强降解和脱硫作用的戈登氏菌,优化了培养基配方和培养条件,并系统评价了该菌株对异戊橡胶、丁苯橡胶和胎面胶粉脱硫的再生效果；最后利用Horikx曲线分析了戈登氏菌对不同橡胶的再生机理。经优化培养后的戈登氏菌在培养过程中迟滞期缩短了56.8%,稳定期生物量提高了31.2%。再生效果评价表明,经戈登氏菌作用20天后,异戊橡胶的交联密度下降了13.7%,胶片表面C=C键减少,生成C=O键,说明该菌对异戊胶主要为降解作用；作用20天后丁苯橡胶的交联密度下降了22.1%,胶片表面的硫交联键断裂,生成S-O键,说明该菌对丁苯胶主要为脱硫作用。戈登氏菌作用胎面胶粉10天后,再生胶粉的溶胀值提高了6.4%,表面C=C键减少,C=O键增加,说明该菌对胎面胶粉主要为降解作用。相比于普通胶粉,再生胶粉填充于丁苯橡胶时,与基胶结合良好,制备得到的硫化胶拉伸强度和扯断伸长率均有明显改善。最后,本章工作利用高效液相色谱,以二苯并噻吩为反应底物,建立了脱硫酶活性的评价方法。在此方法的基础上,探究了戈登氏菌脱硫酶的分泌机制。结果表明,戈登氏菌细胞内含有脱硫酶,经过丁苯橡胶诱导后,可分泌到胞外进行代谢作用。酶活测试方法的建立与脱硫酶分泌机制的明确,为酶工程技术应用于生物脱硫领域打下理论基础,也为生物脱硫的研究开辟了新的思路。