槐糖脂对水果致腐菌的抗菌作用研究

1、槐糖脂对水果致腐菌的抗菌作用研究    1.槐糖脂的特点 作为一种微生物代谢产生的生物表面活性剂，槐糖脂除具有一般化学活性剂 渗透、润湿、增溶、消泡等一系列特征外，还有自己独特的物理特性，具体表现 在如下几个方面： （1）良好的表面活性性能槐糖脂分子结构中含有两亲基团，尤其是其疏水基团，大部分是16-18 的长链饱和或者非饱和脂肪酸，在溶液中能够均匀排列成层，可以显著的降低表面张力。40-100 mg/L 的槐糖脂水溶液可以将水的表面张力降低30-40 mN/m，达到32 mN/m。研究发现，槐糖脂还可以显著降低界面张力和临界胶束浓度。此外，由于槐糖脂来

2、源于微生物发酵产物，具有良好的生物相容性以及环境友好性。 （2）较好的化学稳定性及热稳定性 不同于一般的微生物产物，槐糖脂具有良好的热稳定性，90恒温水浴1 h 其乳化活性和表面张力基本保持不变。同时槐糖脂还表现出很好的酸碱耐受性及 高盐耐受性。 （3）环境友好性 槐糖脂发酵产物来自于自然界，其原料本身无毒，也没有副作用。槐糖脂产生过程为微生物发酵或者酶催化，反应过程条件温和，中间不会产生废水，对环境影响较小。槐糖脂本身对人体也无毒、无味、无任何刺激，在在自然界可以快速的被其他微生物降解，不会残留，对环境不会造成破坏和污染，残留物不会对水源造成污染。通过测定槐糖脂及其他化学表面活性剂对水中鱼类

3、的毒性，发现槐糖脂的半数致死浓度（LC50）高出化学表面活性剂的200-1000 倍。 （4）槐糖脂分子结构类型丰富 槐糖脂分子结构复杂，其结构类似物有多达20 种以上，而且还不断有新的槐糖脂分子被发现，分子结构的多样性决定着槐糖脂特殊的生理功能。如槐糖脂对某些细菌、病毒、肿瘤细胞等具有良好的抑制作用。 2. 槐糖脂的合成方法 目前文献报道的合成槐糖脂的方法有微生物发酵法和生物酶催化法。实验研究常用的是第一种方法。 2.1 微生物发酵法 该方法是研究中所用最多的方法，即用特定的菌种，通过添加含有长链饱和 或者不饱和的脂肪烃为底物，使菌种发酵代谢产生槐糖脂。该方法操作简单，条件温和，不需要严格的

4、高压高温设备，所得到的槐糖脂大多为混合物，主要有酸型和内酯型两种，后期对这些混合物的分离纯化要求较高。目前常用的生产菌株为C. bombicola ATCC 22214。 2.2 生物酶催化法 与微生物发酵法相比，酶催化法合成的槐糖脂种类单一，利于分离纯化，槐糖脂得率较微生物发酵高。用于合成槐糖脂的微生物酶主要是一些脂肪，利用酶的专一选择性，可以对特定的基团进行改造，从而产生高度均一的槐糖脂分子。该方法最大的限制是找到可以改造特定基团的不同酶类。此外，由于槐糖脂分子结构复杂，需要多种酶的协同催化才可以完成，这其中要涉及基团的保护与修饰，以及之后的解除修饰。槐糖脂分子结构的槐糖部分是亲水性极强的

5、基团，而长链脂肪酸具有很强的疏水性，使两者顺利结合必须要找到一种合适的介质溶剂，这也给酶合成槐糖脂的研究带来了考验。 3. 槐糖脂的应用前景 槐糖脂独特的理化特性以及良好的环境相容性使得槐糖脂在工农业及医药 行业展现出了良好的应用前景。 3.1 油气开采中的应用 提高石油开采率以及防治石油开采中油气泄露后的污染修复问题是目前油气开采行业面临的两个主要问题。作为表面活性剂，槐糖脂可以降低原油的粘度，降低油水之间的表面张力，使油气形成较稳定的乳化液，降低吸附量，而且由于其环境友好型，与其它化学表面活性剂相比，即使残留也不会造成环境污染。德国科学家对槐糖脂的驱油研究表明，在不添加任何表面活性剂助剂的

6、情况下，槐糖脂可以提高油气采后率80%以上。我国中科院上海有机化学所上世纪90 年代将槐糖脂用于大庆油田的研究也取得了很好的效果。 3.2 环保中的应用 Mulligan 等在本世纪初报道槐糖脂可以有效去除土壤和水中的重金属离子。该原理是槐糖脂的亲水端可以吸附金属离子，二者结合后形成胶束从水中沉降或者从土壤中解吸，从而去除重金属离子。2004 年，Sun 等50研究了槐糖脂对引起藻华的有害藻类的影响，研究发现，浓度为15 mg/L 的槐糖脂可以抑制90.0%以上的有害藻类的流动。随后Sun 对其机理进行研究发现，槐糖脂可以使这些藻类蜕皮，使得藻类细胞涨破裂解，使得细胞质内20%的核酸物质释放，

7、表明槐糖脂对藻类的杀灭不可逆。 3.3 日化行业的应用 槐糖脂具有保湿、发泡、去污等功效，因此可以应用到洗涤用品，化妆用品，及洗发护发用品中。日本花王公司（KAO）生产的索菲娜（SOFINA）系列产品里面就添加有少量的槐糖脂。此外，专利检索槐糖脂还可以应用到抗衰老的化妆品中，报道称槐糖脂可以刺激人体皮肤成纤维细胞的生长。 3.4 槐糖脂在医药行业应用 （1）槐糖脂的抑瘤 早在1997 年，Isoda就报道槐糖脂混合物可以诱导人急性早幼粒白血病细胞HL60 的分化，浓度为10 g/mL 的槐糖脂就可以将其诱导为单核细胞。1998年，Scholz 等研究表明槐糖脂的抑瘤活性与其分子上的乙酰基基团有关。2006年，陈静等发现槐糖脂对人肝癌细胞系H7402、人肺腺癌细胞A54