生物表面活性剂生产与应用

生物表面活性剂

Biosurfactants生物表面活性剂（Biosurfactants，简称BS）是由微生物、植物或动物产生的天然表面活性剂定义一般特点：双亲性、溶解性、表面吸附性、界面定向排列、形成胶束亲油基亲水基特点单分子多分子聚集优点：更高、更强、绿色、简便水溶性表面活性剂油溶性表面活性剂离子型表面活性剂非离子型表面活性剂阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂两性离子表面活性剂溶解性解离程度离子类型分类按化学结构分类：①糖脂—糖（鼠李糖脂、槐糖脂、海藻糖脂）②含氨基酸类脂—氨基酸（脂肽、脂蛋白、脂氨基酸）③脂肪酸—羧酸基（甘油酯、脂肪酸、脂肪醇、蜡）④磷脂—磷酸基（磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺）⑤生物聚合体（结合多糖、蛋白质：脂多糖）分类鼠李糖脂脂肪酸磷脂脂氨基酸生产方法生物表面活性剂的来源广泛，种类很多，用途很广，其生产方法也很多。根据原料来源不同，生产方式可分为三类：①从动植物材料中提取（原料限制，难以大量生产）②微生物发酵法（技术可行，适合大量生产）③酶法合成（酶制剂昂贵，成本高）发酵法：培养发酵、分离提取、产品纯化提取方法：离心沉淀、萃取、吸附、超滤、在线提取分析方法：TLC、GC、HPLC、ELISA、MS、IS、电泳纺织采矿精细化工农业医疗卫生食品工业生物表面活性剂石油工业环境应用1.在石油工业上的应用

在油田开采中,应用一次及二次采油技术开采后,仍有大约65%-70%的原油滞留在储油层中。而生物表面活性剂可将遗留在油井中的脂肪烃、芳香烃、环烷烃彻底乳化，从而提高采油量清洗贮油罐、油轮贮仓、输油管道以及运油车时很有效处理炼油厂废水（鼠李糖脂：加快正构烷烃的生物降解过程；在油水乳化染料中作为高效乳化稳定剂）微生物强化采油（MEOR）：开采石油时往油层中注入微生物,同时注入一些微生物生长所必需的营养物,以地下石油为唯一碳源，这些微生物在生长的同时,能够抑制有害微生物的生长，激发有益微生物的生长；产生的生物表面活性剂可降低原油与水两相界面的张力，将石油乳化，降低石油的粘滞度，促进油层中油的释放，从而可提高油田的开采量。新疆克拉玛依油田对微生物开采稠油技术进行了研究并用于实际的采油作业中,通过室内筛选复壮,选育出对克拉玛依稠油具有显著降黏作用的微生物菌种。并首次在克拉玛依油田进行了6口井的微生物吞吐开采稠油矿场试验,累计增油865t

。2.在环境工程上的应用生物表面活性剂则由于易生物降解、对生态环境无毒等特性而更适合于环境工程中生物修复。如：在废水处理工艺中可作为浮选捕收剂与带电胶粒相吸以除去有毒金属离子，修复受有机物和重金属污染的场地等。鉴于农药污染、历史残留农药和除草剂药害等，全球科学家均十分关注利用生物表面活性剂对作物病虫害进行生物防治。3.在农业方面的应用铜绿假单胞菌的代谢物鼠李糖脂可作为生物表面活性剂，当浓度为5～30μg/mg时可掺入并破坏游动孢子的质膜，从而杀灭腐霉、疫霉游动孢子。食品工业生物表面活性剂作为天然添加剂已在食品加工业广泛使用。蔗糖酯、卵磷脂、山梨聚糖等都是目前食品工业常用的乳化剂。精细化工生物表面活性剂用作精细化工中的保湿剂、防腐剂、润湿剂、起泡剂、增稠剂、润滑剂等。假丝酵母以棕榈油和葡萄糖作为碳源可产生100～150g/L的槐糖脂。已生产出一种含有1摩尔槐糖脂和12摩尔丙二醇的皮肤保湿剂。医疗卫生已证实微生物产生的表面活性剂可供药用。例如铜绿假单胞菌产生的鼠李糖脂、枯草芽孢杆菌和地衣状芽孢杆菌产生的脂肽，以及南极假丝酵母产生的甘露赤藓