生物表面活性剂
生物表面活性剂---鼠李糖脂
②含氨基酸类脂— 氨基酸（脂肽、脂 蛋白、脂氨基酸）
按化学 结构分类 ⑤生物聚合体 （结合多糖、蛋 白质：脂多糖） ④磷脂—磷酸基 （磷脂酰胆碱、磷 脂酰乙醇胺） ③脂肪酸—羧酸基 （甘油酯、脂肪酸、 脂肪醇、蜡）
4
鼠李糖脂(RL)是一种典型的生物表面活性剂, 它 是由假单胞菌在37℃葡萄糖液中培养4～8天, 得到的 一种含碳水化合物的类脂。
废油
用餐厨废油为碳源发酵产鼠李糖脂，不 仅为餐厨废油的安全卫生处置开辟了新途径， 而且降低了生产鼠李糖脂的成本，达到了废 物资源化利用的目的。
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11
培养液
离心 湿菌体
粗产物+硅胶
氯仿 中性脂
调节pH=2
氯仿:甲醇=2:1 杂质
氯仿+乙醇
有机物
40℃
部分提纯的产物
薄层层析法 柱色谱（大批量处理）
优势 更强的表面 和界面活性 对热稳定 对离子强度 的稳定性 生物可降解 破乳性
定义 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。
列 形成胶束
特点 双亲性 溶解性 表面吸附性 界面定向排
3
①糖脂—糖（ 鼠李糖脂、槐 糖脂、海藻糖 脂）
RL具有增流、 增溶、显著降 低表面张力、 低毒性、易降 解等优点，所 以通过和重金 属离子形成胶 束而除去污染 物。
RL具有增溶 分散等作用，能 增加难溶烃类化 合物在水中的溶 解度，乳化油类 利于油类与微生 物接触，从而促 进了石油烃的降 解。
多环芳烃是 一种毒性很强的 有机污染物。RL 对多环芳烃有很 好的增溶作用， 它的增溶效果与 被增溶物的分子 大小成反比。
生物表面活性剂在环境工程中的应用
生物表面活性剂在环境工程中的应用生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时，在代谢过程中分泌的具有表面活性的代谢产物。
与化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂具有许多独特的属性，如：结构的多样性、生物可降解性、广泛的生物活性及对环境的温和性等。
由于化学合成表面活性剂受原材料、价格和产品性能等因素的影响，且在生产和使用过程中常会严重污染环境及危害人类健康，因此，随着人类环保和健康意识的增强，近二十多年来，对生物表面活性剂的研究日益增多，发展很快，国外已就多种生物表面活性剂及其生产工艺申请了专利，如乙酸钙不动杆菌生产的一种胞外生物乳化剂已经有了成品出售。
国内对生物表面活性剂的研制和开发应用起步较晚，但近年来也给予了高度重视，其中研究最多的就是生物表面活性剂在提高石油采收率以及生物修复中的应用。
一、生物表面活性剂的种类及其生产菌1、生物表面活性剂的种类化学合成表面活性剂通常是根据它们的极性基团来分类，而生物表面活性剂则通过它们的生化性质和生产菌的不同来区分。
一般可分为五种类型：糖脂、磷脂和脂肪酸、脂肽和脂蛋白、聚合物和特殊表面活性剂。
2、生物表面活性剂的生产菌大多数生物表面活性剂是细菌、酵母菌和真菌的代谢产物。
这些生产菌大多是从油类污染的湖泊、土壤或海洋中筛选得到的。
如banat等从油泥污染的土壤中分离得到两株生物表面活性剂的菌株：芽孢杆菌ab-2和y12-b。
表1列出了一些主要的生物表面活性剂的种类及其生产菌。
二、生物表面活性剂的生产目前，可以通过两种途径生产生物表面活性剂:微生物发酵法和酶法。
采用发酵法生产时，生物表面活性剂的种类、产量主要取决于生产菌的种类、生长阶段，碳基质的性质，培养基中n、p和金属离子mg2+、fe2+的浓度以及培养条件(ph、温度、搅拌速度等)。
如davis等在成批培养枯草芽孢杆菌时发现，在溶解氧耗尽和限氮条件下可得最大浓度(439.0mg/l)的莎梵婷。
kitamoto等利用南极假丝酵母的休止细胞生产甘露糖赤藓糖醇脂，对培养条件进行优化后，最高产量可达140g/l。
生物表面活性剂
生物表面活性剂及其应用谈到学科知识应用，我第一反应是把其与人或自然界中实际存在的生物联系在一起，进而得出既有意义又有趣的结论和现象。
在学习完物理化学表面化学部分后我们知道，表面活性剂(surfactant)是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。
具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。
表面活性剂的分子结构具有两亲性。
表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
但是目前大多数表面活性剂主要以石油为原料经化学合成而来，由于受化工原料、产品的理化特性及其在生产和使用过程对环境造成严重污染等原因，使表面活性剂的应用前景受到极大的挑战。
因此寻找一种新型高效低污染的表面活性剂是一个尤为重要的举措。
生物表面活性剂就是一类性能较为优异的表面活性剂。
查阅文献可知他们是指利用酶或微生物通过生物催化和生物合成法得到的具有一定表面活性的代谢产物。
它们在结构上与一般表面活性剂分子类似，即在分子中不仅有脂肪烃链构成的非极性憎水基，而且含有极性的亲水基，如磷酸根或多烃基基团，是集亲水基和憎水基结构于一身的两亲化合物。
它们不仅具有化学表面活性剂具有的各种表面性能,而且还拥有下列优点:①选择性广,对环境友好;②庞大而复杂的化学结构使得表面活性和乳化能力更强;③分子结构类型多样,具有许多特殊的官能团,专一性强;④原料在自然界广泛存在且价廉;⑤发酵生产是典型的“绿色”工艺等。
生物产生的生物表面活性剂包括许多不同的种类。
依据他们的化学组成和微生物来源可分为糖脂、脂肽和脂蛋白、脂肪酸和磷脂、聚合物和全胞表面本身等五大类。
于是我们可以明显知道这些生物表面活性剂是对生物和环境极其友好，相较与普通的化学表面活性剂有更广阔的应用范围。
微生物强化采油(MEOR技术)是生物表面活性剂最为重要的应用领域。
在油田中注入一些微生物和其生长所必须的营养物质，微生物在生长的同时，可以产生生物表面活性剂，这些生物表面活性剂能降低原油和水两相界面的张力，从而提高原油的开采量。
生物表面活性剂对微生物生长和代谢的影响
专论与综述生物表面活性剂对微生物生长和代谢的影响钱欣平1 阳永荣 孟 琴(浙江大学联合化学反应工程研究所 杭州 310027)摘要:综述了生物表面活性剂在微生物生长和代谢过程中的影响。
根据其分子结构特征,系统分析了生物表面活性剂通过与难溶底物和微生物细胞之间的相互作用促进烷烃摄取的机理,利用该机理可以合理解释生理现象。
生物表面活性剂还在参与细胞代谢活动的过程中发挥特殊功能。
关键词:生物表面活性剂,糖脂,鼠李糖脂,烃类发酵中图分类号:Q93 文献标识码:A 文章编号:025322654(2002)0320075204生物表面活性剂是生物(主要是微生物)生成的低分子量表面活性剂,包括糖脂、多糖脂、脂肽、脂蛋白以及中性类脂衍生物等。
它们的分子结构由两部分组成,一部分是疏油亲水的极性基团,如单糖、聚糖、氨基酸、肽和磷酸基等,另一部分是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团,如饱和或非饱和的脂肪醇及脂肪酸等。
正是由于具有这种既亲油又亲水的两亲性分子结构,生物表面活性剂才能具有分散、加溶、润湿、渗透等性能,但它们的生理功能还不是很清楚[1]。
虽然大多数的生物表面活性剂被看作是次级代谢产物,但它们对微生物的生长却具有重要作用。
例如,烃类的难溶性使得摄取烃类的微生物在生长过程中往往伴随着生物表面活性剂的生成,它们的作用主要是使烃类在水溶液中有效扩散,并渗入细胞内部被同化分解。
另一方面,生物表面活性剂可以通过调节细胞表面的疏水性能来影响微生物细胞与烃类之间的亲和力。
除此之外,很多生物表面活性剂具有杀菌活性,并在细菌滑动穿越界面的活动中以及适应恶劣环境的代谢过程中发挥特殊作用。
几乎所有这些生物功能均与它们的两亲性分子特征相关。
1 促进难溶底物的分散与吸收烃降解酶往往嵌入于细胞质膜中或存在于细胞内,烃类底物必须通过外层亲水细胞壁进入细胞内,才能被烃降解酶作用。
因此,烃的疏水性是限制烃被摄取的主要因素,而生物表面活性剂的作用正是促使烃被动扩散进入细胞内部。
生物表面活性剂在油田中的应用
生物表面活性剂在油田中的应用生物表面活性剂是指有严格的亲水基团和疏水基团、由微生物产生的化学物质。
这种微生物生长在水不溶的物质中并以它为食物源,适应环境并产生这些物质。
它们能吸收、乳化、润湿、分散、溶解水不溶的物质。
生物表面活性剂在工业上有很大的用途,可用于油的开采、油管套清洗、纺织工业、制药业、化妆品、家用清洁剂、造纸业、陶瓷和金属工业。
然而最有前景的应用是用于清理污染的油罐、油轴的清洗、重油的运移、提高采收率、在污泥中和被碳、重金属离子和其他污染剂污染的区域采取生物补救措施开采原油。
已经证明生物表面活性剂是微生物采油的重要机理。
1 生物表面活性剂的特点生物表面活性剂和化学表面活性剂一样具有驱油能力,而且生物表面活性剂还具有如下特点:(1)水溶性好,在油-水界面有高的表面活性。
(2)在含油岩石表面润湿性好,能剥落油膜,分散原油,具有很强的乳化原油的能力。
(3)固体吸附量小。
(4)反应的产物均一,可引进新类型的化学基团,其中有些基团是化学方法难以合成的。
(5)生物表面活性剂无毒、安全。
(6)生物表面活性剂生产工艺简单,在常温、常压下即可发生反应。
若用化学生产条件极为复杂,有些需要苛刻的条件,如高温、高压。
研究表明,生物表面活性剂的驱油效率比人工合成的表面活性剂的驱油效率高3.5倍～8倍,而价格却为人工合成的表面活性剂的30%。
许多国家已经把产生生物表面活性剂的微生物采油作为长期开采油田项目的一部分。
2筛选产生生物表面活性剂的菌种菌种生长在水不溶的物质中,如石油烃、聚苯乙烯、橄榄油、煤油、甲苯、凡士林、二甲苯,并以它们为食物源。
提高采收率的生物表面活性剂,多数是从被原油污染的土壤、海水、地表废水中分离出来的。
这些微生物能有效地降解脂肪族和芳香族的烃类化合物,它们利用这些化合物,在微生物细胞和烃接触的界面上产生生物表面活性剂。
3生物表面活性剂的类型目前,生物表面活性剂主要有4类:糖脂类、磷脂类、脂蛋白或缩氨酸脂和聚合物类。
表面活性剂的活性提取(论文写作课)
基金项目：安徽省自然科学基金资助项目（10000007）作者简介：张慧娟（1988－）,女,安徽合肥人,合肥工业大学硕士生；惠爱玲（1978－）,女,安徽合肥人,博士,合肥工业大学教授,硕士生导师生物表面活性剂的活性提取张慧娟 惠爱玲（合肥工业大学农 产品生物化工教育部工程研究中心 合肥 230009）摘 要：生物表面活性剂是一类由微生物产生的具有表面活性的物质，与化学表面活性剂相比，具有无二次污染、环境友好等显著优点。
生物表面活性剂在医药、农业、石油开采、环境修复等方面的应用潜力，已引起人们的广泛关注。
本文对生物表面活性剂的提取方法及近年来生物表面活性剂的研究进展进行了总结，并对未来的发展方向作了展望。
关键词：生物表面活性剂；提取；前景The Isolation of BiosurfactantsZHANG Hui-juan ，HUI Ai-ling(Engineering Research Center of Bio-process in Ministry of Education , Hefei University of Technology, Hefei23009，China)Abstract ：Biosurfactants are natural surface-active compounds mainly synthesized by microorganisms, which have distinct advantages like no secondly pollution and friendly to environment compared with chemical surfactants. With the development of modern biological technology, biosurfactants have been shown a variety of potential applications, including medicine, agriculture, oil production and environmental remediation, so it has already caused many researchers a strong interest in the production of biosurfactants making use of biological technology. A review is made from the isolation of biosurfactants. In addition, on the foundation of the analysis,several suggestions about the development of biosurfactants are proposed. Key words ： Biosurfactant ；Isolation ；1 生物表面活性剂 表面活性剂是一类重要的化工原料, 素有工业味精之称, 它在石油工业、环境工程、食品工业、精细化工等许多领域中占有特殊和重要的地位[1]。
生物表面活性剂
它们主要是利用碳氢化合物的微生物产生，通过生物表面活性剂的作用使碳氢化合利用吸收生物表面活性剂发酵条件的优化、提取与分析摘要：生物表面活性剂是由微生物产生的具有高表面活性的生物分子。
相对于化学合成的表面活性剂,生物表面活性剂对生态系统的毒性较低,且可生物降解。
它可以应用在如采油和能源工业、药物和化妆品、食品、环境工程等各个工业领域。
本文讲述了生物表面活性剂从生产菌的筛选到培养条件的优化以及生物表面活性剂的提取的全过程。
从污水、污泥样品中经过富集培养、血平板分离、摇瓶培养和排油活性测定等方法筛选筛选出了可以产生生物表面活性剂的1株细菌和2株酵母菌，并对其中的1株酵母菌的发酵条件如碳源，氮源，初始pH值，溶氧量这些分别进行单因素优化的讨论，并通过萃取的方法得到生物表面活性剂产物。
关键词：生物表面活性剂，筛选，发酵，优化，提取Abstract：Biosurfactant is a high surface-active agent synthesized by microorganism. Compared with themical surfactant, biosurfactant has a low toxicity to ecological system of Earth. The applications of biosurfactants in some fields such as enhanced oil recovery, energy industry, pharmaceuticals and cosmetics, food and environmental control are presented. This review is made from several aspects: screening of biosurfactant-producing microorganism, optimization of culture brooth, isolation of biosurfactant. Microorganisms capable of producing biosurfactants can be isolated by a series of steps including hydrocarbon enrichment culture, hemolytic activity assay on blood agar plates and oil displacement activity assay etc. the strains were isolated from waste soil and waste water. We screen one strain of bacteria and two strains of yeasts.Keywords: Biosurfactant, screening, fermentation, optimization, isolation1 引言1．1 生物表面活性剂的概述概述生物表面活性剂的产生、分类、特点以及应用。
生物表面活性剂及其应用进展
精神娱乐活动， 要全面适应老年人的身心健康， 不断完善设计 的内容 。 从 适应性上 讲， 要针对老年人 中不同群体的存在 ， 要有针对性地 去区分 他 们之间的差异， 从而说 ， 目前我国老年人 建筑 设计上有提 高的表现 ， 但 是仍存 有 不足之 处， 建筑设计师 只有秉着认真负 责的态度， 对老年人 中不 同群体
境保护的高度重视， 许多生物降解性差 、 毒性大和产 生环境 激素 （ 如烷 基 生物表面活 性剂 有多种 分类方 法， 按来源可将生物表面活性剂分成 酚等） 的表面活性剂 ， 被禁止或限制使用 。因此 ， 人们尝试用 环境友好的 整胞生物转换法 （ 也称发酵法） 和酶 促反应合成法 。按照化学 结构 的不 生物表面活性剂取代化学表面活性剂来解决这些问题 。 同， 生物表面活性 剂主要分 为糖脂类 、 脂肽 和脂蛋 白类 、 脂肪酸和 磷 脂
１ 生 物表 面活性 剂 的介绍
１ ． １ 生物表面活性剂 的性质及特点
生物表面活 性剂是指微生物 （ 多数是细菌 、 酵 母菌 、 真 菌） 在一 定条 件下培养 时， 其代谢 过程 中分泌产生 的一些具有一定表 界面活性 、 集 亲 水基和疏水基结构于一分子内的两亲化合物 。
类、 多聚生物表面活性剂类和特殊生物表面活性剂类等五大类 。
关键词 ： 生物表面活性剂； 微生物； 环境修 复 中图分类号 ： Ｔ Ｑ ４ ２ ３ ． ９ ９ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ７ ３ ４ ４ （ ２ ０ １ ３） １ ３ — ０ ３ ５ ８ — ０ ２
表面 活性剂 （ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ ） 是一种 重要 的化 工原料 ， 素有“工业味精 ”
面 的能量 ，即表面 张力 ，多数 生物表 面活 性剂 可将 表面 张 力减 小至
新型生物表面活性剂-槐糖脂（sophorolipid）
新型⽣物表⾯活性剂-槐糖脂（sophorolipid）⽣物表⾯活性剂,是微⽣物在⼀定条件下代谢过程中分泌出的具有⼀定表⾯活性的代谢产物，如糖脂，多糖脂，脂肽或中性类脂衍⽣物等。
槐糖脂（sophorolipid）是由假丝酵母菌以糖和植物油为碳源，经⼀定条件的发酵⼯艺产⽣的⼀种糖脂类⽣物表⾯活性剂。
槐糖脂是⼀种环境友好、⽆毒、⽆污染的⽣物表⾯活性剂，不仅可以⽤于⾷品⼯业、环境保护等领域，并且在医学和免疫学上也有⼴泛的应⽤价值，具有抗炎、抗肿瘤、抗病毒的作⽤。
最新研究表明，槐糖脂也可应⽤于纳⽶技术中，作为昂贵材料的原材料，有很好的应⽤前景。
西宝⽣物作为⽣物新材料领域综合供应商，⼤量供应各种规格槐糖脂，质量保证，量⼤从优，咨询订购电话：400-021-8158。
⼀、槐糖脂介绍：槐糖脂由亲⽔性的槐糖( 2 个葡萄糖分⼦以β-1，2糖苷键结合) 和疏⽔性的饱和或不饱和的长链ω-( 或ω-1) 羟基脂肪酸两部分构成。
不同结构的槐糖脂具有不同的理化性质。
槐糖脂主要两种类型: 内酯型和酸型。
⼯业化⽣产的槐糖脂⼀般为混合结构产品，因发酵过程的不确定性，每批次的产品组成都会略有差异。
如果经过提纯处理，也只是酸型和内酯型两类分开，除试剂⽤途外，通常很少有单⼀结构产品。
⼆、槐糖脂应⽤⼯业品的槐糖脂是各种构型的混合物，主要分为酸型和内酯型。
其可将⽔的表⾯张⼒降⾄30~40mN/m，与其他成份进⾏复配后的驱油产品可将界⾯张⼒降低到10-3甚⾄10-4mN/m，其临界胶束浓度为40-100mg/L，远远低于⼀般的化学表⾯活性剂。
槐糖脂在120的⾼温条件下、⾼盐条件下其表⾯活性不受影响。
另外，槐糖脂具有100%的可降解性，不会对⽯油、储层等带来⼆次污染，在⽯油⽣产过程中可以减少化学品⽤量；不带来⼆次污染，减轻污⽔处理压⼒，降低环保成本。
2农作物在⽣产过程中会⼤量使⽤农药，农药⼤多组分是亲脂性的，所以会⽤到⼤量的乳化剂，以保证产品稳定和利于喷施使⽤。
生物表面活性剂的标准和检测方法
生物表面活性剂的标准和检测方法目录欧洲前言 (3)引言 (4)1 范围 (6)2 参考规范 (6)3 专业术语和定义 (6)4 表面活性剂概述 (7)5 性能 (7)5.1 一般性能 (7)5.2 技术性能指标 (8)5.2.1 化学组成 (8)5.2.2 溶解度 (8)5.2.3 表/界面张力 (8)5.2.4 发泡性能 (8)5.2.5 湿润性 (8)5.2.6 乳化性能 (9)6 健康、安全和环境要求 (9)7 与化学品或表活相关的其他欧盟法规 (9)7.1概论 (9)7.2表面活性剂的分类 (10)7.3分析方法 (11)8可持续性 (11)9 降解性 (11)10 声明和产品标签 (12)欧洲前言这份文档由法国标准协会组织的技术委员会CEN/TC 276“表面活性剂”秘书处编制。
本文档目前已经递交投票。
本文档已被欧洲委员会和欧洲自由贸易协会授权给欧洲标准化委员会（CEN）。
本文档已被授权给欧盟委员会寄至欧洲标准化委员会以用于生物基产品溶剂和表面活性剂的欧洲标准发展。
引言生物基材料已经在表面活性剂生产上应用了数千年。
例如，人类所使用的第一种表面活性剂，就是完全基于生物性的肥皂。
随着二十世纪初现代表面活性剂的出现，以石油化工为主的原材料也成为人们关注的热点。
他们提供了更广泛的意义上调整表面活性剂各种应用性能的机会。
在过去的几十年中，出现了新的生物基表面活性剂原料。
对生物基产品潜在利益兴趣增加的原因与化石资源的消耗和气候变化相关。
由于对生物基产品在能源应用方面不同于食品、饲料以及生物生物质的关注，意识到对生物基产品通用标准的需求，欧洲委员会发布了M/492命令，从而由CEN/TC 411开发了一系列的标准。
CEN/TC 411“生物基产品”的标准在以下方面提供一个共同的基础：—常用术语—生物基含量测定—生命周期评价（LCA）—可持续性方面的问题—申报工具。
重要的是要了解是“生物基产品”涵盖了什么以及如何使用。
生物表面活性剂
分解性表面活性剂的结构特征及其分类 ▪ 一般有三种结构：
链接基团—具有分解性能
亲油基团
亲水基团
按照分解性功能团分类：
1. PH值调节型 2. 氧化还原型 3. 热分解型 4. 光分解型
1.PH值调节型
C12H25
H2 OC O
亲油性基团 分解性基团
C CH2 OCH2CH2 OH CH2
亲水性基团
CH2
H3C C CH2 OCH2CH2 OH O
硅氧烷型
CH3 C12H25 Si OCH2CH2N(CH3)3 Cl
CH3
HCl/H2O 或NaOH /H2O
C12H25
CH3 Si OH
CH3
HOCH2CH2N(CH3)3 Cl
2.氧化还原型分解性表面活性剂
HO
O
HO
S
OH OH S
R NO2
还原剂 PH=7
HO
O
R
HO
SH + HS
+
OH OH
NO2
SS HO OH
3.光分解性表面活性剂
O
O
紫外线
RO
C
CH2 P OH
OH
OH/H2O
O
O
RO
C
CH3 + HO P O
O
4.热分解性表面活性剂
ROCH2CH2N(CH3)2 O
150 ℃ ROCH=CH2 +
(CH3)2NOH
PH值调节型分解性表面活性剂的合成
2.应用
▪ 尤其适合于石油工业和环境工程,如石油的 生物降粘、提高原油采收率、重油污染土 壤的生物修复等
▪ 作为天然添加剂,在食品工业、精细化工、 医药和农业等方面愈来愈受到人们的青睐
生物表面活性剂
98-25：脂肽H：环脂肽【内容】所有的生物都是由细胞所构成，细胞中70％的是水分，蛋白质、核酸、糖类、脂类等各种物质通过细胞内的精细结构进行着有序的活动。
表面活性剂作为控制细胞界面秩序而不可缺少的物质起着重要作用。
由于生物体内的表面活性剂是在极其复杂的生物物质群中微量地存在，因此大量提取纯制品非常困难。
近来发现微生物在其菌体外较大量地产生、积蓄微生物表面活性剂。
这已在石油三次回收剂、石油环境污染的无公害处理剂及功能性表面活性剂等许多领域得到应用和开发。
生物表面活性剂具有合成表面活性剂所没有的结构特征，大多有着发掘新表面活性功能的可能性，人们正希望开发出生物降解性和安全性及生理活性都好的生物表面活性剂。
1．生物表面活性剂分类生物表面活性剂根据其亲水基的类别，分为以下五种类型：①以糖为亲水基的糖脂系生物表面活性剂；②以低缩氨酸为亲水基的酰基缩氨酸系生物表面活性剂；③以磷酸基为亲水基的磷脂系生物表面活性剂；④以羧酸基为亲水基的脂肪酸系生物表面活性剂；⑤结合多糖、蛋白质及脂的高分子生物表面活性剂(生物聚合体)。
(1)糖脂系生物表面活性剂糖脂与磷脂形成复合脂成为连接脂和糖的桥梁，从化学结构来看，它们是由脂肪醇或脂肪酸形成的复杂脂。
根据这种糖脂的结构和分布可分为四类：鞘氨糖脂，植物糖脂，甘油糖脂，结构单元中无鞘氨醇和甘油的其他糖脂。
鞘氨糖脂是动物糖脂的代表性物质，存在于动物组织，特别是动物的脑神经组织中。
植物糖脂主要存在于植物中。
甘油糖脂广泛存在于高等植物、藻类和能进行光合作用的细菌中，既有植物性又有微生物性糖脂的特性。
属于结构单元中无鞘氨醇和甘油的糖脂有来自高好碱性菌的硫糖脂，及源于植物的有代表性的皂草苷生物表面活性剂。
以前，人们常用皂草苷作洗涤用品，从结构上看，它是由以甾族化合物或三萜系化合物为非糖部分(皂草配基)与低聚配糖体构成的。
皂草苷具有生物活性，如具有溶血、强心和免疫等作用。
(2)酰基缩氨酸系生物表面活性剂大致分为硫放线菌素类和脂氨基酸类，这类物质以氨基酸或低聚缩氨酸作亲水基。
生物表面活性剂概念、分类及应用介绍
生物表面活性剂概念、分类及应用介绍生物表面活性剂是指在特定的培养条件下，细菌、酵母菌和真菌等微生物新陈代谢过程中产生的两亲性物质（亲水又亲油），其优势在于活性高、乳化性能好、空间结构复杂、表面张力低（多数可低于30 mN/m）、具有高化学稳定性和热稳定性，此外，由于环保和原料来源广泛，它们可以从工业废物或农副产品中提取。
虽然长期以来生物表面活性剂的概念仅限于微生物表面活性剂，但目前生物表面活性剂的分类根据其来源分为第一代和第二代化合物。
第一代生物表面活性剂是从植物和动物原料中提取纯化或完全由可再生资源通过化学合成生产的，包括皂苷、糖酯、烷基多苷、烷醇胺等。
第二代生物表面活性剂完全由可再生资源或生物过程（生物催化或发酵）生产，主要的例子是微生物表面活性剂，如糖脂和脂肽等。
1、糖脂类即糖和长链脂肪酸或羟基化脂肪酸组成的复合体，其中的糖可以是葡萄糖、葡萄糖醛酸、鼠李糖、半乳糖、甘露糖和硫酸半乳糖所组成的单糖、双糖、三糖或四糖的重复单元。
糖脂类表面活性剂主要有海藻糖脂、鼠李糖脂、槐糖脂和甘露糖赤藓糖醇脂等，其中铜绿假单胞菌发酵产生的鼠李糖脂被研究的最为广泛。
2、脂肽类脂肽是微生物发酵过程中产生的次级代谢产物，脂肽生物表面活性剂通常是由β-氨基或β-羟基脂肪酸（亲油基团）与肽链或肽环（亲水基团）构成的一类生物表面活性剂，具有两亲性，是一类新型天然表面活性剂，主要来源于芽孢杆菌、链霉素、假单胞菌、沙雷氏菌属、曲霉菌和游动放线菌的菌属。
脂肽表面活性剂主要有表面活性素类、伊枯草菌素类等。
3、磷脂类磷脂分子既含有疏水性的脂肪酸酯基，又含有亲水性的磷酸基。
磷脂具有亲油性使其能以薄膜状包裹在油滴表面，磷脂又具有亲水性与水分子相吸引，大大降低了水油之间的界面张力，从而使得水油混合液成为均匀稳定的乳化液。
磷脂在化妆品中的应用（卵磷脂、氢化卵磷脂、大豆卵磷脂等），一方面是利用它的表面活性，即磷脂在皮肤上可形成薄的单分子膜或低聚分子膜，这些膜具有胶体性质，保护皮肤不受洗涤剂的脱脂影响；另一方面是利用它为皮肤细胞的固有成分，对生物膜的生理活性和机体的正常代谢有重要的调节功能，对人体肌肤有较好的保湿性和渗透功能。
生物表面活性剂及其应用
生物表面活性剂及其应用摘要：在日常生活、工农业及高科技领域，表面活性剂得到广泛应用。
他们是工业上最重要的助剂。
大部分表面活性剂是由石油化工产品合成的，在生产和使用过程中对环境造成严重污染。
由于环境保护意识的提高，许多表面活性剂不降解、难降解或降解周期长，逐渐受到限制。
生物表面活性剂是20世纪70年代末出现的一种新型生物工程材料，是国际生物工程界的研究热点。
它不仅具有优良的化学性能，而且对人畜无毒，对环境无污染。
其不污染人类赖以生存的环境，可被生物快速降解。
与此同时，它的生产过程也是一个环境净化、废物利用、变废为宝的过程，引起了人们对生物表面活性剂的极大关注，并使其成为绿色表面活性剂发展的重要方向。
关键词：生物表面活性剂；应用引言：在社会经济飞速发展的今天，人们开始重视环保。
环境保护意识正在逐步树立。
他们还开始在自然科学领域中研究和探讨绿色环保材料。
这时，生物表面活性剂出现在人们的视野中，并逐渐被应用于许多科学实验中，目前它在化妆品、食品加工、石油工业、医疗保健、环境工程、农业等许多领域都有广泛的应用，以促进产业结构的转型升级，提高世界能源利用率，为保护世界环境发挥着不可估量的作用。
1生物表面活性剂综合概述1.1什么是生物表面活性剂生物表面活性剂主要包括糖脂，脂类，中性脂等。
就化学合成表面活性剂而言，生物表面活性剂相容性好，毒性小，绿色环保，来源于自然，但也存在着一些缺点：其产量很小，不能大规模生产，因此，其生产成本比化学合成表面活性剂要高得多，也不能满足工业化生产的要求，如何降低其生产成本，实现生物表面活性剂的大规模工业化生产成为人们关注的焦点。
1.2生物表面活性剂的生产（1）天然生物提取法古时候，我们国家用皂角帮助清洗衣物，同时，希腊使用的皂草提取液就有这一功效。
现在，人们已经从诸如蛋黄、大豆等物质中分离和提取出磷脂和卵磷脂等生物表面活性剂，这类物质易于分离和提取，并且含有较多的天然成分，在食品、医药等领域得到了广泛的应用。
生物表面活性剂-精选文档
3、在食品工业和精细化工中的应用 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 。 生物表面活性剂还可以用作食品加工业和 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。
4、在其他方面的应用 农业方面，生物表面活性剂除可用于土壤 改良外，还可用作肥料、植物保护以及杀 虫剂等 医疗卫生方面，生物表面活性剂可用于治 疗某些疾病，用发酵法生产的磷脂蛋白对 人体细胞中的免疫缺陷蛋白病毒具有抑制 作用。 用于杀菌剂、杀虫剂效果的监测，以及发 酵工业细胞数量随时监控等方面
分类：微生物产生的生物表面活性剂种类 很多，依据它们的化学组成和微生物来源 可分为糖脂、脂肽和脂蛋白、脂肪酸和磷 脂、聚合物和全胞表面本身等五大类。
一、生物表面活性剂的形成和制备 形成：生物表面活性剂多数由细菌、酵母 菌、真菌等微生物产生。许多微生物都可 能仅靠烃类为单一碳源而生长。微生物要 利用这些烃类，就必须使烃类通过外层亲 水细胞壁进入细胞，由于烃基水溶性非常 小，一些细胞和酵母菌分泌出离子型表面 活性剂，另一些微生物产生非离子型表面 活性剂。有时候一种细菌在不同的培养基 下和不同的环境中可分泌形成不同的表面 活性剂。
制备：主要分为培养发酵、分离提纯、粗产 品纯化三大步骤。
• 培养发酵：酶促进反应合成生物表面活性剂,是一种体外 生产方法，条件相对粗放，反应具有专一性，可在普通 温度和压力下进行，产品易于回收 • 分离提纯:萃取、盐析、渗析、离心、沉淀、结晶以及冷 冻、干燥，还有静置、悬浮、离心、旋转、真空过滤等 方法 • 粗产品纯化：粗产品 加入十六烷基三甲基溴化铵 凝聚沉淀
生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ表面活性剂
小组成员：申丽、熊一力、高莹、 李徐立、黄江平 演讲：高雅珺
生物表面活性剂对酶的活性影响及 O H 胶束缔合作用研究 …
70
60
50
40
30 0.1 1 10 100 1000 10000
Surfactant concentration (mg L-1)
• 生物表面活性剂单鼠李糖脂的CMC值明显低于其余两种表面活性剂， 且对水溶液表面张力的改变具有较优越的性能。 • 在低纤维素酶浓度情况下，表面活性剂对纤维素转化过程的促进作用更为突出。
2 1 0
0
5
10
15
20
25
30
-1 0 5 10 15 20 25 30
Volume ratio of water to isooctane (%)
2
Volume ratio of water to isooctane (%)
1
0
0
20
40
60
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100
120
0
20
40
60
80
100
120
-1
1.6 1.4
1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0 1 2 3 4 5 6
Conductivity (s cm-1)
12 10 8 6 4 2 0
8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16
Conductivity (s cm-1)
10
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
•
•
•
生物表面活性剂对城市污泥堆肥过程的作用研究. 环境工程学报, 2012, 6(4): 1331-1336
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第二部分
逆胶束介质环境中生物表面活性剂 强化酶解纤维素的作用研究
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发酵法
培养发酵
培养能分泌表面活性剂 的微生物，可在普通温 度压力下进行，产品易
于回收。
分离提纯
萃取、盐析、渗析、沉 淀、结晶、冷冻、离心 真空过滤等方法分离菌
体与产物。
产品纯化
凝聚沉淀、离心分离 蒸馏水渗析、冷冻干燥 得生物表面活性剂。
酶合成法
Ø与微生物发酵方法相比较，酶合成法起步较晚，但发展迅速。由于酶在非极性溶剂中或微水条件下仍然能
生
Байду номын сангаас
物
表
面 活
Ø以磷酸基为亲水基团的磷脂。如磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油等。
性
剂
的
分 类
Ø以羧酸基为亲水基团的脂肪酸中性脂。如脂肪酸、脂肪醇等
Ø结合多糖、蛋白质及脂的聚合物。如脂杂多糖、脂多糖复合物等。
Ø特殊型生物表面活性剂。如全胞、膜载体等。
生物表面活性剂的结构
鼠李糖脂是由假单胞菌或伯克氏菌类产生的一种生物代谢性质的生物表面活性剂，同 时也是一种研究时间最长、应用技术最为成熟的一种生物表面活性剂，它在土壤、水 体和植物中都自然存在。它属于一种糖脂类的阴离子表面活性剂。
优越特性
1.化学结构发杂庞大，表面活性更高，乳化能力更强 2.来源于微生物代谢产物，本身无毒，能完全降解，环境友好 3.生物相容性好，可广泛用于化妆品、药物和食品 4.分子结构类型多样。有特殊官能团，作用专一 5.生产原料来源广泛，生产过程环保性好 6.生产工艺先进，生产技术高科技化，生产成本适中
生物表面活性剂的生产和制备方法
生物表面活性剂
目录
生物表面活性剂概念 生物表面活性剂的结构 生物表面活性剂的制备方法 生物表面活性剂的应用
问题和发展前景
背景
u表面活性剂是一类少量加入就能大幅度降低溶剂表面张力，并能明显改变体系的界
面性质和状态，从而产生润湿、乳化、起泡、洗涤、分散、抗静电、润滑、加溶等作 用的两性化合物。
u目前，大多数表面活性剂主要以石油为原料经化学合成而来，由于受化工原料、产
在石油开采业中的应用
Ø 微生物强化采油（MEOR）：开采石油时往
油层中注入某些微生物，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，能产生生
物表面活性剂。这些生物表面活性剂可降低
原油与水两相界面的张力，从而可提高油田
Ø
的开采量。 优势:在油田开采中，应用一次及二次采油
1～2分子的 鼠李糖
（亲水基团）
鼠李糖脂单、双结构表述
1～2分子具有不 同碳链长度的饱 和或不饱和脂肪酸 （疏水基团）
生物表面活性剂的性质
相同性质
与合成表面活性剂比较
1.表面性能优良，能降低溶剂表面张力和界面能量，稳定乳化液和增加泡沫，具有 渗透、湿润、乳化、增溶、发泡、消泡、洗涤、去污等表面性能 2.热稳定性和化学稳定性较好
天然生物提取法
Ø天然生物提取法，例如磷脂、卵磷脂类等生物表面活性剂存在于蛋黄或大豆等天然生物原
料中，现早已被提取而出应用到人们的生活与生产当中。从天然生物原料中提取有效的生物 表面活性剂，分离提取相对较易，天然含量丰富，制备简单，成本低廉，但是受到原料的限 制难以大量生产。
生物表面活性剂的应用
生物表面活性剂的特性决定其具有广泛的应用，尤其适合于石油工业，如提高原油采 收率、重油污染土壤的生物修复等。另外，生物表面活性剂作为绿色天然添加剂，在 食品工业、农业和精细化工等工业方面也越来越受到人们的青睐。
很好地发挥其催化功能，这极大地拓宽了酶作为催化剂催化合成生物表面活性剂的应用范围。另外酶法的生 产条件不十分苛刻，反应具有专一性，可获得高含量的目标产物，且产物易回收。目前研究的外源多酶联合 催化技术，在体外将多酶串联或共同作用，模拟内源多酶联合催化过程并使其处于可控状态，再将整胞微生 物代谢法的优点嫁接到外源酶催化法上来，使得酶法合成生物表面活性剂具有更大的发展潜力。所以酶合成 法也是生物表面活性剂生产和制备的主要方法之一。例如单甘脂、糖脂、磷脂、烷基糖苷和氨基酸等生物表 面活性剂都是用酶法合成。近几年，酶合成法与微生物发酵法相结合成为了发展方向。
1997年
Nakayama
重组枯草杆菌生产一种新型的 Surfactin(表面活性肽)。
20世纪70年代后期
发现
利用生物合成法生产生物表聚甘油脂肪 酸酯。
生物表面活性剂的分类
根据其亲水基的不同，可将生物表面活性剂分为以下几类
Ø以糖为亲水基团糖脂。如海藻糖脂、鼠李糖脂
Ø以低缩氨基酸为亲水基团的含氨基酸脂。如脂肽、脂蛋白等
微生物发酵法
Ø生物表面活性剂多数由细菌、酵母菌、真菌等微生物产生。通过微生物发酵生产生物表面活性剂，微生物在不同
的条件下产生各种类型的生物表面活性剂。其中，以微生物制备糖脂类生物表面活性剂为例，发酵法生产生物表面 活性剂的具体方法一般分为3步，即培养发酵、分离提取和产品纯化。生物表面活性剂是一类结构多样的化合物， 其发酵过程也随具体产物而不同，但大多数微生物发酵产生的表面活性剂的分离、提取和纯化都有一些类似的方法 如萃取、盐析、离心沉淀、结晶以及冷冻干燥等，在技术和经济上非常适合大量生产。
技术开采后，仍有大约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，同
时其本身基本不会被地层中泥沙、沙石所吸
收，且用量小，甚至在地下高温环境中仍能
发挥其表面活性作用。
在石油污染生物修复技术中的应用
石油污染已成为世界性的公害之一，生物 表面活性剂也适用于石油污染生物修复， 可以增强土壤中疏水污染物的生物可利用 性和生物降解的作用，能有效地将石油烃 分散成水液滴并进一步降解，可促进石油 污染的生物修复，减少对环境造成污染和 破坏等作用。
品的理化特性及其在生产和使用过程对环境造成严重污染等原因，使表面活性剂的应 用前景受到极大的挑战。
生物表面活性剂概念
Ø生物表面活性剂是微生物或植物在一定条件下培养时，在其代谢过程中分泌出的具有
一定表界面活性，集亲水基和疏水基结构于一分子内部的两亲化合物，如糖脂､多糖脂､ 脂肽或中性类脂衍生物等。它无毒，可以生物降解，对环境影响很小，具有高效的表面 活性，因此是合成表面活性剂的理想代替品。
生物表面活性剂研究进展
20世纪40年代
Zobell
提出
微生物产生表面活性剂是细菌驱油的主 要机制之一
1949年
利用假单胞菌生产生物表面活性剂鼠李 糖脂。
1968年
Arima
发现
首次从枯草芽胞杆菌发酵液中发现表面 活性素，属于脂肽类表面活性剂。
近年
出现了一些新型生物表面活性剂，如蔗 糖酯是一种新型的多元醇型非离子表面 活性剂等。