生物表面活性剂综述
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)
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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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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
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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。
化妆品中常用的表面活性剂综述
题目:综述化妆品中常用的表面活性剂阴离子AASN-酰胺基及其盐由α-氨基酸的氨基酰化后制得;氨基酸属于两性,但酰化后变成阴离子AAS; 用途:香波:增泡和稳泡,头发亲合性强,改善梳理性,减少静电;皮肤清洁剂:治疗面部粉刺,可与水杨酸和过氧化苯甲酰等匹配而不影响其活性;口腔制品:口腔清洗剂,抑制己糖激酶的生长,防止牙齿腐烂;含药化妆品:去屑香波、治疗粉刺膏霜等;香皂和添加剂等…安全性:已在化妆品和洗涤用品应用几十年,非常温和,对皮肤不会产生过敏和刺激,安全性非常高;羧酸酯盐一般指单价羧酸酯盐型;用途:很广泛,用于制备O/W型膏霜或乳液;主要用作皂基、各种乳液和膏霜基体; 安全性:呈碱性,稍微有刺激的感觉;硫酸酯盐用途:O/W型乳化剂、润湿剂和悬浮剂,是香波和皮肤清洁使用较广泛的AAS之一;一般与其它AAS复配来增加泡沫的稳定性和粘度,并降低对皮肤的脱脂能力;安全性:高浓度时有刺激性;但在化妆品的使用条件下是安全的;用途:香波的主要表面活性剂,也用于皮肤清洁和沐浴制品,较少用作乳化剂;一般与其它AAS阴、两性、非离子复配;安全性:与AS相近,但刺激性略低于AS;磺酸盐用途:去污力太强,因此在化妆品中应用不广泛,主要用于洗衣粉;安全性:对皮肤中等刺激,容易脱脂而变得干燥粗糙,用三乙醇胺盐复配可降低刺激性;用途:成本低,稳定性好,刺激性地,去污能力好,很有前途的AAS;安全性:对皮肤无致敏作用;阳离子AAS烷基咪唑啉盐用途:用于香波、护发素和一些护肤品中,用作调理剂、乳化剂、抗静电剂和抗菌剂等;安全性:pH值较高,对皮肤和眼睛有较大刺激性;制成盐后刺激性大大降低;乙氧基化胺类氨基上的氢被乙氧基取代;用途:乳化剂和调理剂安全性:浓液对眼睛和皮肤有刺激,但作为调理剂加入到化妆品中是安全的;季铵盐是应用最广的阳离子AAS;取代基可以是亲水基或亲油基,因此其润湿、发泡、乳化作用差别很大;季铵盐碱性较强,在酸碱中都稳定,热稳定性也好;突出特性:对有负电荷的固体表面的吸附和杀菌消毒作用;复配时禁配阴离子AAS、氧化物、柠檬酸钠蛋白质或一些高分子化合物等;其化学结构一个带正电的N原子围绕着一个或多个烷基团使得它易于亲和头发,因此用作调理剂,而且很安全、稳定;阳离子纤维素聚合物又叫聚纤维素醚季铵盐,是由纤维素季铵化后的产物,属于聚季铵盐类;聚季铵盐-10:对头发和皮肤都有很好的护理调节作用,皮肤如丝一般平滑,富弹性,对头发末梢分叉具有修补作用,与阴、两性、非离子AAS都有良好的配伍性和相容性,无刺激;代表产品有JR-400、JR125等;聚季铵盐-4:CelquatH-100、CelquatL-200等,水溶性,超强的配伍性;很好的成膜性,光亮、坚韧,广泛用于发用品和护肤膏霜中;还有聚季铵盐-11、聚季铵盐-6、聚季铵盐-7、聚季铵盐-22、聚季铵盐-39等; 瓜尔胶羟基丙基三甲基氯化铵白色或黄色粉末,加水时略变浑浊;对头发有明显的亲合力,有调理性,抗静电;几乎能和所有化妆品表面活性剂配伍;用途:洗发和护发的多功能添加剂,可作为调理剂、后处理剂、抗静电剂、增稠剂、稳定剂;改善湿发梳理性,意味着干发手感更光滑、柔软、自然飘散;发品中适用量为%;两性离子AAS甜菜碱类基本结构是由季铵盐型阳离子和羧酸型阴离子或硫酸酯、磺酸酯组成;它不表现阴离子的性质:在中性和碱性环境下呈两性,在酸性环境下成阳离子性质;除非pH值很低会与阴离子AAS产生沉淀外,可与所有类型的AAS匹配;用途:洗涤剂、稳泡剂、增泡剂、增稠剂、调理剂等;安全性:刺激性很低;β-氨基丙酸类用途:中性或碱性环境有优秀的发泡能力,酸性时无发泡能力;处于两性状态时对头发有很好的亲合力,适用于所有发用品;它们也可用作乳化剂;安全性:刺激性很低;咪唑啉类用途:温和的洗涤剂,乳化能力较差;广泛用于温和香波和沐浴制品,以降低刺激性;含两性咪唑啉的香波能使头发柔软、易梳理和抗静电;一般使用的pH范围为;安全性:浓溶液有刺激性,但一般使用浓度条件是无刺激的;非离子AAS非离子AAS分子也含有亲油基和亲水基,但是中性分子;亲水基由环氧乙烷、多元醇、乙醇胺等提供的,而且必须要多个才能发挥亲水性羟基和醚结合力弱;非离子AAS主要分为聚氧乙烯型和多元醇型两大类;聚氧乙烯型含活泼H的亲油基原料-OH、-COOH、-NH2、-CONH2等和环氧乙烷加成得到;多元醇型高级脂肪酸和多元醇、糖类或烷基醇胺都含多个羟基生成酯或酰胺类化合物;1脂肪酸甘油酯主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二甘油酯;特点:不溶于水,不稳定,在水、热、酸、碱或酶作用下易水解成脂肪酸和甘油,表面活性弱;应用:W/O型辅助乳化剂;2蔗糖脂肪酸酯根据脂肪酸取代数不同分为单酯、二酯、三酯和多酯;特点:不溶于水和油,溶于丙二醇、乙醇,在酸、碱和酶等作用下易水解成蔗糖和脂肪酸,表面活性弱;用途:O/W型乳化剂、分散剂;即脱水山梨醇脂肪酸酯,山梨醇+其单酐+其二酐 + 各种脂肪酸 Spans混合物特点:亲油性强用途:W/O的乳化剂;特点:亲水性大大增加,为水溶性表面活性剂用途:增溶剂、乳化剂、分散剂和润湿剂等;特点:良好的复配性,具有增稠、润湿、、洗净、乳化、发泡和稳泡、耐硬水能力; 用途:香波、洁面用品等;以下是几种具体常用的化妆品:一、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠DLS化学结构式: ROCO-CH2-CHSO3Na-COONa产品特性1. 常温下为白色细腻膏体,加热后>70℃为透明液体;2. 泡沫细密丰富;无滑腻感,非常容易冲洗;3. 去污力强,脱脂力低,属常见的温和性表面活性剂;4. 能与其它表面活性剂配伍,并降低其刺激性;5. 耐硬水,生物降解性好,性能价格比高;用途与用量:1.用途:配制温和高粘度高度清洁的洗手膏液、泡沫洁面膏、泡沫洁面乳、泡沫剃须膏,也可配制爽洁无滑腻的泡沫沐浴露、珠光香波等;2.推荐用量:10—60%;二、脂肪醇聚氧乙烯醚3磺基琥珀酸单酯二钠MES化学结构式:ROCH2CH2O3COCH2CHSO3NaCOONa产品特性:1.具有优良的洗涤、乳化、分散、润湿、增溶性能;2.刺激性低,且能显着降低其他表面活性剂的刺激性;3.泡沫丰富细密稳定;性能价格比高;4.有优良的钙皂分散和抗硬水性能;5.复配性能好,能与多种表面活性剂和植物提取液如皂角、首乌复配,形成十分稳定的体系,创制天然用品;6.脱脂力低,去污力适中,极易冲洗且无滑腻感;用途与用量:1、用途:制造洗发香波、泡沫浴、沐浴露、洗手液、外科手术清洗及其它化妆品、洗涤日化产品等,还可作为乳化剂、分散剂、润湿剂、发泡剂等;广泛用于涂料、皮革、造纸、油墨、纺织等行业;2、推荐用量:在香波中为8-12%,在浴液中用量为10-15%,其它化妆品中为%;应用时PH值不应超过7;三、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠DMSS结构式:RCONHCH2CH2OCOCHCHSO3NaCOONa产品特性:1.具有优良的洗涤、乳化、分散、润湿、增溶性能;2.刺激性低,且能显着降低其他表面活性剂的刺激性;3.泡沫丰富细密稳定;稳泡性能优于醇醚型磺基琥珀酸单酯二钠;4.有优良的钙皂分散和抗硬水性能;5.脱脂力低,去污力适中,极易冲洗且无滑腻感;用途与用量:1、用途:制造洗发香波、泡沫浴、沐浴露、洗手液、外科手术清洗及其它化妆品、洗涤日化产品等,还可作为乳化剂、分散剂、润湿剂、发泡剂等;广泛用于涂料、皮革、造纸、油墨、纺织等行业;2、推荐用量:在香波中为8-12%,在浴液中用量为10-15%,其它化妆品中为%;应用时PH值不应超过7;四、单月桂基磷酸酯MAP化学结构式: ROPOOH2 R:为天然月桂醇产品特性:1.优良的乳化性和增溶性;对动植物油脂、脂肪酸酯、硅油、矿物油均有优良的乳化能力;2.在低浓度下具有良好的表面活性,显现优良的润湿洗涤性能和协同增效作用;3.无毒、无刺激,类似天然磷脂,与皮肤亲和性好,高效低泡易冲洗;4. 抗静电、抗腐蚀;耐酸、耐碱、耐高温,不耐硬水;5.常与NaOH、KOH、乙醇胺、氨水等中和成盐使用;用途与用量:1.用途:广泛用于个人清洁类护理用品中,如泡沫洁面乳、沐浴液、膏霜、乳液等;配制的化妆品膏体细腻亮泽,并对皮肤有润湿、保湿功能;产品易于冲洗,对皮肤柔软不紧绷;2.推荐用量:3—10%五、单十二烷基磷酸酯钾MAPK化学结构式:C12H25OPO3K2产品特性:1.具有低刺激性,类似天然磷酯;2.优良的乳化、增溶、分散性能;3.具有较低的表面张力、泡沫丰富细腻易冲洗;4.耐盐、耐碱性能优异;5.配伍性良好:能与非离子、阴离子、两性表面活性剂和聚季铵盐类阳离子表面活性剂相溶;6.本品不耐硬水,使用时应添加耐硬水的表面活性剂,如:磺基甜菜碱等;用途与用量1.用途:主要用作洗涤化妆品的添加剂,增强复配效果,如用在温和洗面奶、沐浴露、婴儿洗护品等作发泡剂、减滑剂、抗静电调理剂等;2.推荐用量:泡沫洁面乳10-50%;沐浴露8-15%;六、醇醚磷酸酯AEO3、AEO9磷酸酯化学式:ROCH2CH2On-POOH2和ROCH2CH2On2POOHR:C=12-14 n= 3、9产品特性:1.呈阴离子型,常与非离子、阴离子、两性离子复配;2.具有优良的去污、乳化、分散、净洗、润湿、抗静电和防锈性能,具有较强的脱脂力;3.稳定性好;耐酸、耐碱、耐高温、耐硬水、耐无机盐;4.易溶于有机溶剂;5.温和,对环境无害;六、用途与用量:1.用途:用于个人清洁产品中,如香波、浴液、洗面奶;用于家庭、工业硬表面清洁洗涤剂,如洁瓷产品、干洗剂、金属清洁防锈剂等;纺织印染工业作油剂、抗静电剂、渗透剂、煮炼剂和净洗剂;皮革工业作脱脂剂、匀染剂;其他用途:造纸工业脱墨剂;有机磷农药乳化剂、电镀液添加剂,金属切削润滑剂、合成树脂、涂料的颜料分散剂等;2.推荐用量:3—10%七、月桂醇醚磷酸酯钾MAEPK化学结构式:ROCH2CH2On-POOK2和ROCH2CH2On2POOKR:C=12-14 n= 3、9产品特性:1.特有的温和性和极强的浸润能力;2.起泡速度快,泡沫结构细腻均匀;3.易溶于水-有机物体系,能与水按任意比相溶,溶解度不受温度影响;4.可制成透明度极高的水溶液;5.易与醇醚硫酸盐、月桂基硫酸盐及其它各种类型的表面活性剂配伍;用途与用量:1.用途:适合于温和的婴幼儿护理产品和高档次的香波、泡沫洗面奶、沐浴液、洗手液等中,特别适用于透明产品与抗冻产品;MAEPK在PH值为左右可获取最高活性与稳定性;2.推荐用量:3—12%八、脂肪醇聚氧乙烯醚EO=3硫酸铵AESA结构式:ROCH2CH2O3SO3NH4 R=C12—14烷基产品性能:1. 具有优良的洗涤去污特性;2. 温和无毒、脱脂力较低;生物降解性好;3. 泡沫丰富细密;耐硬水;配伍性广;易调稠,且稠度受温度的影响小;4.与K12A、LSA协同使用效果更加;5.常配制弱酸性PH<洗浴产品具有良好的皮肤舒适感和良好的洗发柔软梳理性;用途与用量:1.用途:用于液体洗涤剂,主要用在洗发香波、沐浴液等低PH值洗涤品中;2.推荐用量:5—30%;九、椰油酸单乙醇酰胺CMEA结构式:RCONHCH2CH2OH产品特性:1.优良的增稠性和泡沫稳定性,用量少且增稠性和安全性优于6501;2.配伍性好,并具有极好的协同增效作用;3.具有优良的润肤、留香、去污和耐硬水性;4.不易溶于水,适合于珠光型产品;5具乳化性和遮光性,用于珠光浆配制;6.生物降解性好,降解率可达97%以上;用途与用量:1.用途:添加于珠光香波、浴液、洗手剂、洗衣液、香皂、药膏等中用作增稠剂、增泡稳泡剂、去污剂;特别适用于铵盐体系香波、沐浴露、洗手液等;常用于配制珠光浆,还用作酰胺类表面活性剂合成的原料;2.推荐用量:1—3%十、椰油酸二乙醇酰胺6501化学结构式:RCONCH2CH2OH2产品特性:1.具有显着的增稠、增泡、稳泡性能;2.具有显着的乳化、去污能力;3.同其它表面活性剂有良好的复配性和协同效应;4.具有抗静电、防锈、防腐蚀等性能;5.特别适于配制透明产品;6.是性能价格比很高的品种之一;用途与用量:1.用途:添加于香波、沐浴露、洗洁精、洗衣液、洗手液等产品中作增泡剂、稳泡剂、增稠剂,乳化去油去污剂;2.推荐用量:2—6%十一、椰油酰胺丙基甜菜碱CAB-35化学结构式:RCONHCH23N+CH32CH2COO-产品特性:1.有优良的溶解性和配伍性;2.具有优良的发泡性和显着的增稠性;3.具有低刺激性和杀菌性,配伍使用能显着提高洗涤类产品的柔软、调理和低温稳定性;4.具有良好的抗硬水性、抗静电性及生物降解性;用途与用量:1.用途:广泛用于中高级香波、沐浴液、洗手液、泡沫洁面剂等和家居洗涤剂配制中;是制备温和婴儿香波、婴儿泡沫浴、婴儿护肤产品的主要成分;在护发和护肤配方中是一种优良的柔软调理剂;还可用作洗涤剂、润湿剂、增稠剂、抗静电剂及杀菌剂等;2.推荐用量:①香波和浴液中为3-10%;②美容化妆品中为1-2%;十二、月桂酰胺丙基甜菜碱LAB-35化学结构式:RCONHCH23N+CH32CH2COO-产品特性:1.有优良的溶解性和配伍性;2.具有优良的发泡性和显着的增稠性;3.具有低刺激性和杀菌性,配伍使用能显着提高洗涤类产品的柔软、调理和低温稳定性;4.具有良好的抗硬水性、抗静电性及生物降解性;用途与用量:1.用途:广泛用于中高级香波、沐浴液、洗手液、泡沫洁面剂等和家居洗涤剂配制中;是制备温和婴儿香波、婴儿泡沫浴、婴儿护肤产品的主要成分;在护发和护肤配方中是一种优良的柔软调理剂;还可用作洗涤剂、润湿剂、增稠剂、抗静电剂及杀菌剂等;2.推荐用量:①香波和浴液中为3-10%;②美容化妆品中为1-2%;十三、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱CHSB化学结构式:RCONHCH23N+CH32CH2CHOHCH2SO3-产品特性:1. 有优良的溶解性和配伍性;2.具有优良的发泡性和显着的增稠性;3.具有低刺激性和杀菌性,配伍使用能显着提高洗涤类产品的柔软、调理和低温稳定性;4.具有比CAB更优良的抗硬水性、抗静电性及生物降解性;5.酰胺型的磺基甜菜碱具有更好的温和性和泡沫性与稳泡性;6.对皂基有增稠性能;用途与用量:1. 用途:广泛用于中高级香波、沐浴液中;是制备温和婴儿香波、婴儿泡沫浴、婴儿护肤产品的主要成分;在护发和护肤配方中是一种优良的柔软调理剂;还可用作洗涤剂、润湿剂、增稠剂、抗静电剂及杀菌剂等;2.用量:①在复配香波和浴液中为3-10%;②在美容化妆品中使用量为1-2%; 十四、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱LHSB-35化学结构式:RCONHCH23N+CH32CH2CHOHCH2SO3-产品特性:1. 有优良的溶解性和配伍性;2.具有优良的发泡性和显着的增稠性;3.具有低刺激性和杀菌性,配伍使用能显着提高洗涤类产品的柔软、调理和低温稳定性;4.具有比CAB更优良的抗硬水性、抗静电性及生物降解性;5.酰胺型的磺基甜菜碱具有更好的温和性和泡沫性与稳泡性;6.对皂基有增稠性能;用途与用量:1. 用途:广泛用于中高级香波、沐浴液中;是制备温和婴儿香波、婴儿泡沫浴、婴儿护肤产品的主要成分;在护发和护肤配方中是一种优良的柔软调理剂;还可用作洗涤剂、润湿剂、增稠剂、抗静电剂及杀菌剂等;3.用量:①在复配香波和浴液中为3-10%;②在美容化妆品中使用量为1-2%; 十五、月桂酰胺丙基氧化胺LAO-30化学结构式: CH3CH210CONHCH23NCH32O产品特性1、与阴离子、阳离子、两性离子和非离子表面活性剂相溶性好;2、能产生丰富稠厚细腻的泡沫;对适当比例的阴离子表面活性剂有明显的增稠效果;3、能有效地降低产品中其他表面活性剂的刺激性;4、具有良好的抗静电性,是理想的调理剂;5、低温稳定性好;用途与用量1.用途:月桂酰胺丙基氧化胺LAO对皮肤和头发非常温和,如作为润肤时,可赋予皮肤光滑舒适感,也能使一般原料配制的香波产生稠密的奶油状泡沫,适用于香波、沐浴露、洗面奶、洗手液、婴儿洗护用品、餐具洗涤剂和硬表面活性剂等洗涤用品;2.推荐用量: 3%-10%十六、月桂基两性醋酸钠LAD-30结构式:RNCH2COONa2产品特性:1.月桂基两性醋酸钠与各种表面活性剂的相溶性好,并能与皂基配伍;2.刺激性低,对皮肤、眼睛特别温和,与阴离子表面活性剂相配能显着降低其刺激性;3.良好的发泡力,泡沫丰富细密,肤感好,能显着改善配方体系的泡沫状态;4.在香波中有调理作用,可替代甜菜碱;5.耐盐性好,在广泛PH值范围内稳定;6.易生物降解,安全性好;用途用量:1.用途:用在洗面奶、洁面啫喱、儿童洗涤剂中,特别适用于温和低刺激无泪配方中;2.推荐用量:洗面奶中15-40%,沐浴液中8-30%,香波中6-12%;十七、脂肪酸钾皂SFP化学结构式:RCOOK产品特性:1.与阴离子、非离子表面活性剂相容性好;2.泡沫丰富,洗净效果明显;3.减滑性能好;使用方法:1.用途:主要用于配制沐浴液、洗面奶、洗手液和婴儿用品等;2.推荐用量: 10-30%AAlfalfa Oil 紫花苜蓿油用於防晒品,防止皮肤晒後发红;Alkyl Benzoate 烃基安息香酸盐润肤成份;Allantoin 尿膜素舒缓成份;Aloe Vera 芦荟保湿、溶解角质、修复受损细胞及伤口;A|pha Lipoic Acid 脂肪酸抗氧化成份;A|pha Tocopherol 维他命E 抗氧化作用;Aluminum Chlorohydrate 铝盐吸收水份令皮肤乾爽,抑制腋臭;Apricot Kernel Oil 杏核油含油酸、亚麻仁油酸及维他命A、E; 柔润皮肤及保持弹性;Arbutin 熊果素在皮肤上水解产生对苯二酚,阻碍黑色素形成,达致美白效果;Avocado Oil 酪梨油含不饱和脂肪酸、植物固醇、维他命A、E;柔润皮肤及保持弹性;Azelaic Acid 壬二酸抑制黑色素形成,淡化色斑,亦可抗菌消炎,有助医治暗疮;BBabassuamidopropylamine 泡沫增强剂;Bees Wax 蜜蜡增加皮肤的柔软性及弹性;对护肤品有抗菌、抗霉能力;浓度增强剂;Bentonite 天然泥土Benzalkonium Chloride 氯化铵抗菌及防腐作用;Benzophenone 二苯甲酮紫外线吸收剂,主要是UVA,为防晒成份,可能引致敏感;Benzyl Alcohol 笨甲醇抗菌及防腐作用;Benzoyl Peroxide 过氧化笨醯抗菌及消炎作用;Borage Oil 琉璃苣油含大量亚麻仁油酸,减轻皮肤粗糙及保湿;Butyl Methoxydibenzoylmethane 紫外线吸收剂为防晒成份;Butylparaben 对羟基苯甲酸丁酯防腐剂;CCandelilla Wax 堪地里蜡浓度增强剂;Caprylic / Capric Triglvceride 三酸甘油酯脂肪的一种,润肤成份;Carbomer 高份子胶浓度增强剂;Carnuba 浓度增强剂;Castor Oil 蓖麻油含蓖麻油酸 Ricinoleic acid,润滑及保湿;Ceresin 矿蜡乳化剂;Ceryl Alcohol 虫蜡醇乳化剂,无特别护肤效能,且可能刺激皮肤;Ceteareth-12, Ceteareth-20 乳化剂及润肤成份;Cetearyl Alcohol 乳化剂;Cetyl Acetate 鲸蜡醋酸盐浓度增强剂;Cetyl Alcohol 鲸蜡醇乳化剂,无特别护肤效能,且可能刺激皮肤;Cetyl Dimethicone 鲸蜡矽氧烷润肤成份;Chamomile 甘菊抗菌消炎及抗敏感;Cholesterol 胆固醇润滑皮肤外,亦是乳化剂;Citric Acid 柠檬酸防腐剂及平衡酸硷度;Citric Alcohol 柠檬醇乳化剂;Citric Oil 柠檬油润肤及润滑剂;Cocamidopropyl Betaine 烷基醯胺类界面活性剂,低刺激性的起泡剂;Cocamidopropyl Hydroxy Sultane 烷基醯胺类界面活性剂,去油腻剂;Coconut Diethanolamide 烷醇醯胺界面活性剂,作为发泡及增稠剂;Cyclomethicone 环型矽氧烷润肤成份;DDead Sea Salt Extract 死海提炼出来的盐份Diazolidinyl Urea 尿素醛防腐剂;Dimethicone 矽氧烷润肤成份;Dimethicone Copolyol 矽氧烷乳化剂润肤成份;Dioxybenzone 二苯甲酮紫外线吸收剂,为防晒成份;Disodium EDTA 防腐剂;Disodium Laureth Sulfosuccinate 磺基琥珀酸酯界面活性剂,用於清洁配方中的发泡剂;Dimonium Chloride Phosphate 必需脂肪酸去油腻及乳化剂;EErucamidopropyl Hydroxy Sultane 泡沫增强剂;Evening Promose Oil 月见草油含亚麻仁油酸Linoleic acid 柔润皮肤及保湿;Ethylparaben 对羟基苯甲酸乙酯防腐剂;FFatty Alcohol Ether Sulfates 乳化剂;GGermaben ll 防腐剂;Glycerin 甘油润肤及润滑成份;Glyceryl Ricinoleatec 润肤保湿成份;Glyceryl Stearate 乳化剂;Glyceryl CocoateGlycolic Acid 甘醇酸果酸的一种,软化角质层,去除粗糙老化的表层,亦有助增加真皮内的骨胶原及弹性纤维;Green Tea Extract 绿茶精华有抗氧化作用;HHyaluronic Acid 玻尿酸为非蛋白质的黏多糖类水性保湿功效;Hybird Safflower Oil 红花油氧化安定剂用於防晒品、沐浴油、卸妆油、粉底霜;Hydrogenated Soy Glyceride 氢化大豆甘油酯润肤成份;Hydrolyzed Whole Wheat Protein 水解全小麦蛋白保湿及减缓刺激性,减少皱纹,有抗氧化作用,特别润肤成份;Hydroquinone 对笨二酚抑压黑色素的形成,淡化色斑,主要为皮肤科医生采用,浓度为2-4%;Hydroxvpropyl Methylcellulose 防腐剂;Hydroxybenzoate 羟基安息香酸盐润肤成份;IImidazolidinyl Urea 尿素醛防腐剂;Isopropyl Alcoho 异丙醇乳化剂;Isopropy| Myristate 十四酸异丙酯能减轻油腻感,亦作为混合剂及香料的溶剂,也可保湿及柔润皮肤;Isopropyl Palmitate 十六酸异丙酯能减轻油腻感,亦作为混合剂及香料的溶剂,也可保湿及柔润皮肤;Isositearoyl Hydrolyzed Collagen 氢化骨胶原润肤成份;Isostearic Acid 异硬脂酸饱和脂肪酸,用於调节稠度及外观质感;Isostearyl Alcohol 异十八醇乳化剂,无特别护肤效能,且可能刺激皮肤;JJojoba Oil 荷荷葩油无油腻感,极佳渗透性,保湿性高;KKojic Acid\ 麴酸抑制黑色素形成,有美白效果,亦有抗菌作用;Kukui Nut Oil 夏威夷核油含多种脂肪酸,无油腻感,有极佳的渗透性及滋润效果;LLactic Acid 乳酸果酸的一种,软化角质层,去除粗糙老化的表层,亦有助增加真皮内的骨胶原及弹性纤维;Lanolin Alcohol 含水羊毛脂乳化剂;Lauryl Betaine 烷基甜菜硷界面活性剂,强力发泡剂;Lauryl Diethanolamide 烷醇&60920胺界面活性剂,发泡及增稠剂;L-Ascorbic acid 维他命C 抗氧化作用;Linoleamidopropyl PG- Essential fatty acid;Linoleic Acid亚麻仁油酸不饱和脂肪酸防止表皮水份流失,柔润皮肤,帮助角质层再生;Liquid Paraffin 液态石腊润肤成份;MMacadamia Nut Oil 夏威夷核油含棕榈烯酸Palmitoletic acid,保护细胞膜及滋润保湿;Malic Acid苹果酸果酸的一种,软化角质层,去除粗糙老化的表层,亦有助增加真皮内的骨胶原及弹性纤维;Magnesium Aluminum Silicate 浓度加强剂;Menaquinones 维他命K 防止产生瘀血;Methyl Anthranilate 邻氨基苯甲酸盐紫外线吸收剂,主要是UVA,防晒成份,很少引致敏感;Methyl Hydroxyben zoate 羟基安息香酸盐润肤成份;Methylparaben 对羟基苯甲酸甲酯防腐剂Mineral Oil 矿物油润肤及润滑成份;Myricyl Alcohol 蜂蜡醇乳化剂,无特别护肤效能,且可能刺激皮肤;OOctyl Dimethy PABA 对氨基苯甲酸盐紫外线吸收剂,防晒成份,但容易引致敏感,且可能会释放出致癌的亚硝胺类;Octyl Methoxycinnamate 桂皮酸盐紫外线吸收剂,为防晒成份;Octyl Salicylate 水杨酸盐紫外线吸收剂,为防晒成份;Oleic Acid 油酸不饱和脂肪酸有极佳的渗透性且低刺激性,多用於防晒油的基剂和按摩用油;Olive Oil 橄榄油含不饱和脂肪酸柔润皮肤;Oxybenzone 二苯甲酮紫外线吸收剂,为防晒成份;Ozokerile 地腊浓度加强剂;PPalmitoleic Acid 棕榈烯酸不饱和脂肪酸,防止表皮水份流失柔润皮肤,帮助角质层再生Para Amino Benzoic Acid PABA 对氨基苯甲酸盐紫外线吸收剂,主要是UVB,防晒成份,但容易引致敏感;Paraffin 石腊浓度加强剂;Petroleum 软石腊润肤及润滑成份;Polybutene 浓度加强剂;PPG-11 Steryl Ether 润肤及润滑成份;Propyl Allate 防腐剂Propyl Hydroxybenzoate 羟基安息香酸盐润肤成份;。
表面活性剂文献综述
表面活性剂一、表面活性剂的性质1.表面活性剂的定义表面活性剂(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。
2.表面活性剂的结构特点表面活性剂分子具有独特的两亲性:一端为亲水的极性基团,简称亲水基,也称为疏油基或憎油基,有时形象地称为亲水头,如-OH、-COOH、-SO3H、-NH2;另一端为亲油的非极性基团,简称亲油基,也称为疏水基或憎水基,如R-(烷基)、Ar-(芳基)。
两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接,形成了一种不对称的、极性的结构,因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油,但又不是整体亲水或亲油的特性。
表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”(amphiphilic structure),表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。
3.表面活性剂的性质表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力,也可以通过吸附在液体界面间来降低油水界面张力。
许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。
囊泡和胶束都是此类聚集体。
表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。
当胶束在水中形成,胶束的尾形成能够包裹油滴的核,而它们的(离子/极性)头能够形成一个外壳,保持与水接触。
表面活性剂在油中聚集,聚集体指的是反胶束。
在反胶束中,头在核,尾保持与油的充分接触。
表面活性剂系统的热动力学很重要,不论是理论上还是实践上。
因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。
表面活性剂溶液可能含有有序相(胶束)和无序相(自由表面活性剂分子和/或离子)。
胶束——表面活性剂分子的亲脂尾端聚于胶束内部,避免与极性的水分子接触;分子的极性亲水头端则露于外部,与极性的水分子发生作用,并对胶束内部的憎水基团产生保护作用。
药物中使用的表面活性剂综述
表面活性剂应用表面活性剂是一类能够改变溶液性质的表面活性物质。
表面活性剂能改变体系界面状态,从而产生润湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶等一系列作用。
1. 口服制剂中作增溶剂在难溶性药物的水溶液中加入非离子型表面活性剂可使药物增溶。
采用自乳化系统以改善脂溶性药物的生物利用度,在体内易形成良好的乳滴,可通过淋巴吸收,克服首过效应,适用于水溶性和脂溶性药物。
主要包括:聚乙二醇辛酸、葵酸甘油酯、聚乙二醇月桂酸甘油脂及聚乙二醇硬脂酸甘油酯。
2. 在混悬剂中做助悬剂优点:载药量大、防止药物氧化水解、掩盖药物不良气味、易吞咽等。
例子:蜂蜡、卵磷脂、羟甲基纤维素3. 乳剂、纳米乳中作乳化剂烷基聚葡糖苷(APG)表面活性剂形成纳米乳4. 在靶向制剂中的应用在各种抗癌药剂中,表面活性剂的主要作用是乳化和增溶。
表面活性剂的双亲结构能显著降低药物与水相间的界面张力,利用其乳化作用增加药物在水中的溶解度,从而提高疗效。
许多药物仅利用表面活性剂的乳化作用,其浓度达不到治疗的要求,这时还需要利用表面活性剂的增溶作用。
抗癌制剂中表面活性剂:一般是非离子表面活性剂,如吐温、司盘。
一些非离子表面活性剂可单独使用或与其它脂质混和物形成非离子表面活性剂囊泡:单(双)烷基聚三醇醚类、司盘类、吐温类、苄泽类等。
5. 表面活性剂在经皮给药制剂中的应用渗透促进剂阴离子型的月桂酸钠、十二烷基硫酸钠;阳离子型的苯扎溴胺;非离子型的聚氧乙烯烷基醚、吐温、泊洛沙姆等。
表面活性剂在药物制剂中的应用1. 在片剂中的应用(1)片剂的润湿剂和粘合剂片剂要求所用的药物能顺利流动,黏度不能太大,服用后在体液作用下又能迅速崩解、溶解和吸收。
粘合剂往往也是润湿剂常用的表面活性剂润湿剂、粘合剂有羧甲基纤维素钠、聚乙二醇等(2)崩解剂片剂中加入适量的表面活性剂可提高片剂的润湿性能,加速水分的透入,增大药物的溶出速度,使片剂较快崩解表面活性剂有月桂基硫酸钠、溴化十六烷基三甲胺、硬酯醇磺酸钠等使用表面活性剂的方法:(a)溶于粘合剂中;(b)与崩解剂淀粉混合加于干颗粒中;(c)制成醇溶液喷在干颗粒上。
表面活性剂
图 1.去污剂单体的一样构造离子去污剂离子去污剂是由一个亲水链和一个阳离子或阴离子的极性头端基团组成。
此类去污剂的临界胶束浓度一样高于非离子去污剂。
此类去污剂活性较强。
十二烷基硫酸钠〔SDS〕阴离子去污剂: SDS是一种超级高效的外表活性剂,几乎能够使所有的蛋白质溶解。
它能够破坏蛋白质的非共价键,从而使蛋白质变性,并丧失天然构象和功能。
SDS以质量比:1与蛋白质结合〔或一个SDS阴离子结合二个氨基酸分子〕,因此即便蛋白质样品处于等电点,SDS也能掩饰蛋白质此带电情形,使其带负电。
这是被普遍利用的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳的原理所在。
通常,为了在SDS存在时完全裂解细胞,样品必需通过超声处置或假设干次通过19G 的针头,从而确保DNA的完全降解。
SDS会使蛋白质变性并破坏其三维构造,因此当研究中需要蛋白质的活性或蛋白质的彼此作用存在时,不能利用SDS。
当利用离子去污剂时,另外还要注意一些事项,因为在不同离子强度的缓冲液中,它们的特性会随之改变〔例如说,当氯化钠浓度从0增加到500mM时,去污剂的临界胶束浓度会从8mM降至。
另外,SDS在温度较低时会发生沉淀,这是因为它属于去污剂中临界胶束温度最高的一种,而且这种沉淀现象在钾盐存在的情形下会加倍明显。
SDS的这种特性能够用来去除蛋白质样品中的SDS。
脱氧胆酸钠和胆酸钠即便没有一个极性头端基团,可是也归入离子去污剂的类别,是因为它们的极性基团散布在分子链的各个局部。
它们能够用来溶解细胞膜。
由于离子去污剂存在极性头部基团,因此不能通过离子互换色谱法去除它。
非离子去污剂非离子型去污剂的头端基团是没有极性的亲水基团。
它们被以为是比拟温和的外表活性剂,它们能够破坏蛋白质-脂质和脂质-脂质之间的连接,可是不能破坏蛋白质-蛋白质的连接,而且大多非离子去污剂不能使蛋白质变性。
因此,这种去污剂能够使蛋白质溶解和别离,但却保留了蛋白质的天然构象、功能和它们的彼此作用。
在别离膜蛋白的应用中,这是此类去污剂的优势所在。
生物医用材料表面改性技术综述
生物医用材料表面改性技术综述随着医疗技术的发展和生物医用材料的广泛应用,生物医用材料表面改性技术越来越受到关注。
在生物医学领域,生物医用材料的表面改性技术可以有效地改善材料的性能,提高其生物相容性和生物亲和力,减少材料与生物组织之间的反应和排斥,提高其临床应用效果。
本文将综述生物医用材料表面改性技术的原理、分类以及应用现状。
一、生物医用材料表面改性技术原理生物医用材料表面改性技术的原理主要是通过对生物医用材料的表面进行化学或物理方法的改变,来实现对材料表面性质的调控,从而使其更加适合医学应用。
表面改性技术的主要作用是改进材料表面的形态结构、表面粗糙度、表面化学组成和表面能,以达到改善生物相容性和生物亲和力的目的。
二、生物医用材料表面改性技术分类1、化学改性技术化学改性技术是将生物医用材料表面进行化学修饰,使其呈现出希望的生物相容性和生物亲和性。
化学改性技术主要包括表面活性剂改性、胶原蛋白覆盖、化学交联和生物活性物质的掺杂等。
表面活性剂改性技术是利用表面活性剂的表面作用力将化合物吸附在表面上,从而改变表面化学性质的方法。
该技术可以改变表面能和表面化学成分,这样就可以增加材料表面的吸附能力和亲水性等,从而促进细胞黏附和增强生物相容性。
胶原蛋白覆盖是指用高分子胶原蛋白在生物医用材料表面覆盖一层胶原蛋白,从而提高其生物相容性和生物亲和力。
胶原蛋白具有良好的生物活性和生物亲和力,可以与细胞黏附,具有很好的生物相容性。
化学交联技术是指通过交联剂将分子或者高聚物与生物医用材料表面共价结合来实现改性。
这种方法可以改变生物医用材料表面的物化性质,从而达到改善其生物相容性和生物亲和力。
2、物理改性技术物理改性技术是改变生物医用材料表面性质,通过物理手段实现。
物理改性技术的方法较多,如电化学处理、离子注入、高压氧气等等。
这些方法可以改变材料表面的形态结构、表面粗糙度和表面能,从而提高其生物相容性和生物亲和力。
3、微纳米技术微纳米技术是利用微纳米技术制造出微米或纳米级别的表面纹理或其它结构,从而改变生物医用材料表面特性的方法。
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。
表面活性剂论文
表面活性剂论文摘要表面活性剂是一类化学物质,具有降低液体表面张力和增强液体间相互作用力的特性。
本论文旨在探讨表面活性剂的分类、应用领域以及对环境的影响。
通过对相关研究文献的综述和分析,我们发现表面活性剂在日常生活和工业生产中扮演着重要的角色,但其对环境的潜在危害也不可忽视。
因此,我们需要加强对表面活性剂的合理使用和环境保护的意识,以实现可持续发展。
1. 引言表面活性剂是指在水或其他溶液中能够降低界面张力的化学物质。
它们由一个或多个极性头基团和一个或多个非极性烃基组成。
表面活性剂分子在溶液中的两个相之间形成吸附层,其中极性头基团与水相互作用,而烃基则与非极性相相互作用。
由于其特殊结构和性质,表面活性剂被广泛应用于许多工业领域和日常生活中。
2. 表面活性剂的分类表面活性剂根据其分子结构和功能可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性离子型表面活性剂。
阴离子型表面活性剂的极性头基团带有负电荷,在溶液中释放氢离子。
阳离子型表面活性剂的极性头基团带有正电荷,能与阴离子形成离子对。
非离子型表面活性剂在溶液中不产生离子,其极性头基团通常是羟基、醚基、酮基等。
两性离子型表面活性剂具有同时带有正、负电荷的极性头基团。
3. 表面活性剂的应用领域表面活性剂在许多领域都有广泛应用,例如洗涤剂、个人护理品、食品加工、油田开采等。
在洗涤剂中,表面活性剂可以降低水的表面张力,使水能够更好地湿润衣物并渗透其中,提高清洁效果。
个人护理品如洗发水、沐浴露等也常含有表面活性剂,用于清洁皮肤和头发。
在食品加工中,表面活性剂常被用作乳化剂、分散剂和抗氧化剂。
在油田开采过程中,表面活性剂常用于增强油井注水的渗透性,提高原油采收率。
4. 表面活性剂对环境的影响尽管表面活性剂在许多应用中具有重要作用,但其对环境的影响也不可忽视。
一些表面活性剂具有潜在的毒性,并可能对水环境造成污染。
当表面活性剂进入水体时,其较高浓度可能对水生生物造成直接损害。
此外,由于表面活性剂具有降低液体表面张力的特性,它们可能破坏水体表面的生物膜,影响水体生态系统的平衡。
表面活性剂概述及新应用
() i 燃料 电池 中的应用 对燃 料 电池 , 别是质 子交 换膜 燃料 电视 , 特 性能 良好 的催化 剂至关 重要 。 在燃料 电池催 化剂 制备 中, 要有 微乳液 法 。 主 微乳液 是 由表 面活 性剂 、 助表面 活性剂 、油和水 组成 的, 是一种 透 明的 、 向同性 的热力 学稳定 体系 。 用反 各 采 胶 束法 制各纳 米催化 剂时 , 一般 可采 用反应 物互溶 、 添加还 原剂和气 体鼓 入三 种反应方式 。 () 煤浆 中的应 用 2水 水煤浆添加 剂 的研制 及筛选基 本上是经 验性和 半经验性 的, 由于煤种之 间 煤 质和煤 表面物 化性 质相差 很大 , 以添加剂 的普 遍适 用性较 差 。 煤浆添 加 所 水 剂根据 用途不 同, 可分 为分散 剂 、 稳定剂 和其 他辅助 添加剂 。 分散 剂是表 面活 性剂 , 其作 用机理 主要有 以下三点 : 提高煤表 面的亲水 性, 强颗粒 间的静 电斥 增 力, 空间位 阻效应 。 常用 的分 散剂有 阴离子 型表 面活性 剂 、 非阴离 子型表 面活 性 剂 和 阳离 子 型 表面 活 性 剂 。 一 23 现代 农业 技术领 域 中的应用 . () 药加工 中 的应用 1农 农药 中的表面 活性剂 是将无法 直接 使用 的农药 原药制 成可 以使用 的农药 制剂 所必 不可少 的组 分之一 。 目前, 农药 中使用 的表面 活性剂 以阴 离予和 非离 子型 居 多。 农药加 工过程 中, 在 农药 分散体 系的稳 定性 是农药 加工过 程 中非常 重要 的指标 , 表面活性 剂 吸附于农 药微粒 表面 形成不 同 的反三体 系, 散相 的 分 颗 粒 与分 散介 质 的 界面 张 力非 常 的低 。 () 2 化肥 生产 中的应 用
鼠李糖脂生物表面活性剂及其在石油污染修复中的应用
Q ig uLa n
(hn f h r E v o m na ev e Taj ) o Ld, a gu30 5 , hn) C iaOf oe n i n e t S ri (i i C . t. n g 0 4 2 C ia s r l c nn , T
Ab ta t hssu ycmpe e sv l e iwe ersac rge so a oii is r ca ticu igc e c t cue , s r c :T i td o rh n ieyrve dt ee rhpo rs f h mn l dbouf tn ,n ldn h mia sr trs h r p a l u
之增加 ,对 转速 的调控 能够通过 改变 发酵液中的溶 解氧 含量 ,进 一步 影 响细菌 的生 长和 鼠李糖 脂 产 量 。另一方面 ,合适的转速能够使细菌菌体保持悬 浮状态 ,有利于提 高 鼠李糖脂发酵产量n 。
生物表面活性剂研究进展
高校 理 科 研 究
生物 表面活性剂研 究进 展
兰州 交通 大学环境 与 市政 工程 学院 赵 炜
[ 摘 要] 生物表 面活性 剂是 指微 生物产 生的一类具有表面活性的 生物大分子物质 , 该物质 具有 良好稳 定性 、 无毒 和生物 可降解性 等 性 能 。 本 文 对 生物 表 面 活性 剂 的种 类 、 成 方 法及 应 用 前 景进 行 了综述 。 合 [ 关键 词 ] 物表 面 活性 剂 合 成 发 酵 生 表面活性剂是一类能显著 降低溶 剂表面张力 的两 性化 合物 ,该化 合物能在相界面上形成分子层 , 具有 降低界面能量 的特性 , 使其具有乳 化、 分散 、 增溶和洗涤等功能 , 被广 泛应用于工业领域 。 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。为 了改进和提高表 面活性剂的性 能, 研究人员开始利用生物技术合成表面活性剂 即生物表面活性剂。生 物表 面活性剂是指利用酶或微生物通过 生物催化和生物合成 法得到的 具有表面活性的两性化合物。 与化学合成表面活性剂相 比, 除具有降低 表 面张力 、 稳定乳化液和发泡功能外 , 物表面活性剂还具备 良好 的热 生 稳定性 和化学稳定性 ; 结构复杂 ; 化和破乳 能力强 ; 乳 无毒 、 用量少 ; 与 生态环境相容 , 能被微生物完全降解等优 良性能 由于具有上述优 良 】 。 特性 , 生物表面活性剂将逐渐取代化学合成 表面活性剂 , 广泛应用 于医 药食 品、 环境工程 、 石油工业 、 污水处理 、 生态修复和化妆品等领域。 生物 表 面 活 性 剂 的 研 究 现 状 生物表面活性剂的早期研究见于 1 4 9 6年。 9 9年利用假单胞菌生 14 产生物表 面活性剂 鼠李 糖脂。 15 9 5年 Hakn sig发现黑粉菌在 葡糖糖 培 养上可产生赤藓糖醇 、 甘露糖和高级脂肪酸酯化的糖脂。 9 8 , i a 16 年 Ar m 等首次从枯草芽胞杆菌发酵液 中发现表面活性素 (uf t )该化合 物 S r ci , a n 具有较强的表面' l 属于脂 肽类表面活性 剂 9 9年 B l y 乙酸 活 胜, 。17 es 从 k 不动杆菌的发酵液中分离出由杂 多糖和脂 肪酸构成的脂 多糖 。2 世 纪 0 7 0年代后期 , 研究发现可 以利用生物合成法生 产生物表 聚甘油脂肪 酸 酯 。19 9 6年张念湘用硅胶 吸附糖 和脂肪酶 , 有机溶剂 中与乙酸酐 酰 在 化合成糖脂 。19 9 7年 N k yma 利用重组枯 草杆菌生产一 种新型 的 a aa 等 S r c n 0 1 V ea ai uf t 。20 年 en ndg等将枯 草杆菌 F 一 ai E 2接种在 以小麦糠为原 料的 3 L的生物反应器 中 ,得 到一种能分散有机磷杀 虫剂 Fnho 0 eti n的 生物表面活性剂 。近年来 , 随着研究 的不断深入 , 出现 了一 些新型生物 表 面 活 性 剂 , 蔗糖 酯 是 一 种 新 型 的 多元 醇 型 非离 子 表 面 活性 剂 。 裕 如 赵 蓉等将解烃棒 状杆菌接种在 以蔗糖为唯一碳源 的培养 基上能够产生蔗 糖酯 , 对其进行 了定性定量检 测 】 目前 , 国、 并 。 英 加拿 大和 日本等 国家 的研究人员对 生物表面活性 剂进行 了大量 的基础研 究和应用开 发 , 研 制了一些新 型表 面活性剂 , 极大地拓宽 了表 面活性剂 的应用领域 。国内 对生物表面活性剂 的研究较 晚, 大多数处于实验研究 阶段 , 主要针对生 物表面活性产生菌 的筛选和培养条件 的优化方面进行研究和探索 。 二 、 物表 面 活 性 剂 的种 类 生 与化学表 面活性剂相 比,生物 表面活性剂分子结构更加 复杂。 目 前, 生物表 面活性剂主要按照化学结构来 分类 , 可分为①糖脂 类生物表 面活性剂 。 如绿脓杆菌产生的 鼠李糖脂 、 红色球菌产生的海藻糖脂和酵 母菌产生 的槐糖脂等 。 ②含氨基酸类生物表面活性剂。 如枯草杆菌产生 的脂肽和棒状杆菌产生的脂蛋 白等 。 ③磷脂类生物表面活性剂。 如假丝 酵母 、 微球菌和不动杆菌产生 的磷脂 等。④脂肪酸类生物表 面活性剂。 如棒 杆 菌和 不 动 杆 菌 产 生 的 甘 油 酯 , 杆 菌 和 节 杆 菌 产 生 的脂 肪 酸 等 。 棒 ⑤结合 多糖 、 白质类高分子生物表面活性剂 。 地 限制 了酶 法 合 成 生 物 表 面 活 性 剂 的发 展 。 极 3微 生 物 发 酵 法 . 用微生物发酵法 生产表面活性剂是 2 0世 纪 7 O年代后期发展起来
表面活性剂简介综述
泡沫在化妆品中的应用
误区
润湿作用
润湿作用是人类生活与生产过程中最常见的现象和 重要的过程之一。简单地说,润湿作用是一种流体 自某个表面上取代另一种流体的过程,因此,润湿 作用总是涉及三相,至少其中的两相为流体,包括 以下几种情形。
① ② ③ ④ 一种气体和两种不相混溶的液体; 一种固体和两种不相混溶的液体; 一种气体、一种液体和一种固体; 三种互相不能混溶的液体。
HLB值
HLB值是分子中亲水和亲油这两个相反基的大小和力量 的平衡,对于这些基团的实际亲和力平衡的结果,都指定 一个数字表示,以表示分子内部平衡后整个分子的综合倾 向是亲水还是亲油,以及其亲和的程度,这就是HLB值。 确定HLB值的标准: 石蜡的HLB=0 油酸的HLB=1 油酸钾的HLB=20 十二烷基硫酸钠的HLB=40
2.电解质对cmc的影响
在离子型表面活性剂的水溶液 中加入无极电介质会使临界胶 束浓度显著降低。电解质的存 在对不同类型的表面活性剂的 影响顺序为: 离子型>两性型>非离子型。
3.有机添加物的影响
有机添加物可明显地影响表面活性剂水溶液的cmc值。
Ⅰ类有机物通过嵌入胶束而降低cmc值,如醇类和酰胺类。 Ⅱ类有机物是促进溶剂-胶束或溶剂和表面活性剂之间的作用而 改变cmc值, 此类有机物需要加大的浓度才会降低cmc值。 如尿素、甲胺、胍盐类可破坏水的结构增加亲水基的的水和度,阻止胶化 作用,从而增加cmc值。木糖、果糖可增进水的结构而增加cmc值。 短链醇类、水溶性酯类和乙二醇在高体相浓度下可降低内聚能密度、增加 增加单体形式表面活性剂的溶解度从而增加cmc值。
润湿的过程----铺展润湿
在铺展润湿过程中,与固体接触的液体在固体表 面上铺展,将固体表面上的另一流体(空气)置换 出来,其实质是以固/液界面代替固/气界面。 同时,液体表面也向外扩展。
聚氧乙烯型非离子表面活性剂综述
聚氧乙烯型非离子表面活性剂是用具有活泼氢原子的疏水性原料与环氧乙烷或聚乙二醇进行反应制得的。
所谓活泼氢原子,是指-OH、-COOH、-NH2和-CONH2等基团中的氢原子。
这些基团中的氢原子化学活泼性大,易与环氧乙烷或聚乙二醇发生反应,而生成聚氧乙烯型非离子表面活性剂。
1.长链脂肪醇聚氧乙烯醚长链脂肪醇聚氧乙烯醚是用长链脂肪醇与环氧乙烷进行加成反应制得的,反应如下:实际上,此反应是环氧乙烷不断加成而进行的,首先加成上一个环氧乙烷分子,继而加成上第二个,第三个,……,当加成上l0~15个环氧乙烷分子后,则显现出最佳的去污洗涤能力。
这类表面活性剂稳定性较高,生物降解性和水溶性均较好,并且有良好的润湿性能。
制造此类产品用的长链脂肪醇有椰子油还原醇(主要成分为C12醇)、月桂醇、十六醇、油醇及鲸蜡醇等。
2.烷基酚聚氧乙烯醚合成烷基酚聚氧乙烯醚所用的酚可以是苯酚、甲苯酚、萘酚等。
虽然烷基酚在化学上与脂肪醇相差甚远,但两者的性质却相似。
当选用壬基酚合成这种非离子表面活性剂时,与4个分子环氧乙烷加成的产物不能溶于水;与6个、7个分子环氧乙烷加成的产物,在室温下即能完全溶于水;与8~12个分子环氧乙烷加成的产物具有良好的润湿、渗透和洗涤能力,乳化能力也较好,故应用广泛,可用作洗涤剂和渗透剂;与l5个以上分子的环氧乙烷加成的产物没有渗透和洗涤能力,可用作特殊乳化分散剂。
这种非离子表面活性剂的合成反应如下:烷基酚聚氧乙烯醚的化学稳定性高,即使在高温下也不易被强酸、强碱破坏,因此还可用于金属酸洗液中及强碱性洗涤剂中。
烷基酚聚氧乙烯醚较脂肪醇聚氧乙烯醚难生物降解。
3.脂肪酸聚氧乙烯酯在催化剂的存在下,脂肪酸与环氧乙烷起加成反应,生成脂肪酸聚氧乙烯酯,反应如下:另一种制法是以脂肪酸与聚乙二醇进行酯化反应制得,。
反应如下:??在此反应中,聚乙二醇有两个羟基,若无特殊催化控制,酯化所得的非离子酯总会有一定比例的双酯,此外通过酯交换亦形成双酯:这种表面活性剂与脂肪醇聚氧乙烯醚及烷基酚聚氧乙烯醚比较,渗透和洗涤能力都较差,主要用作乳化剂、分散剂、纤维油剂及染色助剂等。
表面活性剂概述
特点
1)具有“两亲”结构的有机化合物(如:R-
COONa)
亲
油
亲
亲
基
油 基
油
基
亲水基 亲水基
亲水基
亲水基
亲 油 基
亲
油
亲
基
亲水基
油
亲水基
基
亲
油亲水基基γ2)用量少1
2
3 C CMC Critical micelle concentration (临界胶束浓度)
3)在CMC处作用显著
1.1 表面活性剂的分类
1.2.1 世界表面活性剂工业的发展状况
• 世界表面活性剂工业是在第二次世界大战期间,由于制 皂的油脂十分匮乏而得以发展。
• 二次世界大战之后形成了独立的工业体系,并随着石油 化学工业的发展而日趋完善,与合成橡胶、合成纤维一 起成为新兴的化工产品。
• 目前全世界表面活性剂的品种有6000多种,商品牌号上 万种,年产量接近1200万吨。
1.1.1 表面活性剂按离子类型分类
C12H25
SO3Na
阴离子型: 十二烷基苯磺酸钠
离子型
. CH3
CH2 N+ CH3 Cl -
阳离子型:
CH3
苄基三甲基氯化铵
表面活性剂
两性型:
CH3 C12H25 N+ CH2COO-
CH3
十二烷基甜菜碱
非离子型
10
1.1.2 按亲水基的结构分类
表1-1 按亲水基结构分类的表面活性剂类型
(2)含硅表面活性剂
(3)高分子表面活性剂 分子量高于1000的表面活性剂 , 主要类型有聚乙
烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯等
14
表面活性剂
表面活性剂在生物学或生物化学实验室使用的去污剂都是作用比较温和的表面活性剂(=表面活性成分),是用来破坏细胞膜(裂解细胞)以释放细胞内的可溶性物质。
它们可以破坏蛋白质-蛋白质、蛋白质-脂质、脂质-脂质之间的连接,使蛋白质发生结构上的变性,防止蛋白质结晶,另外在免疫学实验中还可避免非特异性吸附。
去污剂根据其特性可以分为好几类,因此科学研究中去污剂的选择很关键,取决于后续研究的具体内容。
实际应用中有众多不同的去污剂可以选择。
为了某些特殊的应用,新的去污剂被不断开发出来。
在这篇综述中,对一些最常用的去污剂的特点和应用进行了论述。
去污剂是由一个疏水尾端基团和一个极性亲水头端基团组成的有机化合物(图一A)。
在一定的温度条件下,以特定浓度溶解于水时,去污剂分子会形成胶束,疏水基团部分位于胶束内部,而极性亲水基团则在其外部(图一B)。
因此,胶束的疏水中心会结合到蛋白的疏水区域。
一个胶束中,去污剂分子的聚集数目,是用来评价膜蛋白溶解度的一个重要参数。
去污剂分子疏水区域的长度和其疏水性成正比,且去污剂的疏水区域非常恒定,而极性头端亲水基团是可变的,可据其特点,把去污剂分为三类:离子型(阴离子或阳离子型),两性离子型和非离子型(见表一)。
在特定的温度下,表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度,称之为临界胶束浓度(CMC)。
当去污剂低于临界胶束浓度时,只有单体存在;当高于临界胶束浓度时,胶束、单体以及其余不溶于水的非胶束相共存。
同样,胶束形成的最低温度称为临界胶束温度(CMT)。
因此,温度和浓度是去污剂两相分离和溶解性的重要参数。
一般来说,低亲脂或憎油的去污剂的临界胶束浓度会较高。
图 1.去污剂单体的一般结构离子去污剂离子去污剂是由一个亲水链和一个阳离子或阴离子的极性头端基团组成。
此类去污剂的临界胶束浓度一般高于非离子去污剂。
此类去污剂活性较强。
十二烷基硫酸钠(SDS)阴离子去污剂: SDS是一种非常高效的表面活性剂,几乎可以使所有的蛋白质溶解。
聚氧乙烯型非离子表面活性剂综述
聚氧乙烯型非离子表面活性剂是用具有活泼氢原子的疏水性原料与环氧乙烷或聚乙二醇进行反应制得的。
所谓活泼氢原子,是指-OH、-COOH、-NH2和-CONH2等基团中的氢原子。
这些基团中的氢原子化学活泼性大,易与环氧乙烷或聚乙二醇发生反应,而生成聚氧乙烯型非离子表面活性剂。
1.长链脂肪醇聚氧乙烯醚长链脂肪醇聚氧乙烯醚是用长链脂肪醇与环氧乙烷进行加成反应制得的,反应如下:实际上,此反应是环氧乙烷不断加成而进行的,首先加成上一个环氧乙烷分子,继而加成上第二个,第三个,……,当加成上l0~15个环氧乙烷分子后,则显现出最佳的去污洗涤能力。
这类表面活性剂稳定性较高,生物降解性和水溶性均较好,并且有良好的润湿性能。
制造此类产品用的长链脂肪醇有椰子油还原醇(主要成分为C12醇)、月桂醇、十六醇、油醇及鲸蜡醇等。
????2.烷基酚聚氧乙烯醚????合成烷基酚聚氧乙烯醚所用的酚可以是苯酚、甲苯酚、萘酚等。
虽然烷基酚在化学上与脂肪醇相差甚远,但两者的性质却相似。
当选用壬基酚合成这种非离子表面活性剂时,与4个分子环氧乙烷加成的产物不能溶于水;与6个、7个分子环氧乙烷加成的产物,在室温下即能完全溶于水;与8~12个分子环氧乙烷加成的产物具有良好的润湿、渗透和洗涤能力,乳化能力也较好,故应用广泛,可用作洗涤剂和渗透剂;与l5个以上分子的环氧乙烷加成的产物没有渗透和洗涤能力,可用作特殊乳化分散剂。
这种非离子表面活性剂的合成反应如下:????????烷基酚聚氧乙烯醚的化学稳定性高,即使在高温下也不易被强酸、强碱破坏,因此还可用于金属酸洗液中及强碱性洗涤剂中。
烷基酚聚氧乙烯醚较脂肪醇聚氧乙烯醚难生物降解。
3.脂肪酸聚氧乙烯酯在催化剂的存在下,脂肪酸与环氧乙烷起加成反应,生成脂肪酸聚氧乙烯酯,反应如下:另一种制法是以脂肪酸与聚乙二醇进行酯化反应制得,。
反应如下:??????在此反应中,聚乙二醇有两个羟基,若无特殊催化控制,酯化所得的非离子酯总会有一定比例的双酯,此外通过酯交换亦形成双酯:????????这种表面活性剂与脂肪醇聚氧乙烯醚及烷基酚聚氧乙烯醚比较,渗透和洗涤能力都较差,主要用作乳化剂、分散剂、纤维油剂及染色助剂等。
表面活性剂产品与测试标准(2)
非离子表面活性剂分类
乳化剂产品一览
产品名称 成分 B165 B22 BL38 BM-18 BM-12 EM-2 单硬脂酸甘油酯,聚氧乙烯(100)硬脂酸酯 聚氧乙烯(22)烷基甲基葡萄糖干倍半硬脂酸酯 丙烯酸共聚物 丙烯酸酯,乙烯基异癸酸酯共聚物 聚氧乙烯(8)二甲基硅氧烷 聚甘油硬脂酸酯,聚甘油油酸酯 乳化剂类型 非离子 非离子 非离子 非离子 非离子 非离子 功能 水包油乳化剂 水包油乳化剂 水包油乳化剂 高分子乳化,增 稠,悬浮剂 硅油包水乳化剂 油包水乳化剂
包油型乳液及膏霜的新型天然乳化剂-"Arlamol"2121,这种失水山梨醇硬脂
酸酯和蔗糖椰油酸酯的混合物的出现是天然及绿色原料应用的巨大进步,它
不含氧化乙烯,具有良好的生物降解性能,且性质非常温和。人体斑贴试验 结果表明,它不会导致皮肤及眼睛的刺激同时证明不具有潜在的致敏性。
"Arlamol"2121是与流行的市场的趋势相适应的一种天然、纯净、非动物性测
二、表活原料之乳化剂系列
--------非离子型
乳化剂概念
乳化剂是乳浊液的稳定剂,是一类乳化作用突出的表面活性剂。分子中同时具有亲水基和亲油 基,它聚集在油/水界面上,可以降低界面张力和减少形成乳状液所需要的能量,从而提高乳 状液的能量。 乳化剂的作用是: 当它分散在分散质的表面时,形成薄膜或双电层,可使分散相带有电荷, 这样就能阻止分散相的小液滴互相凝聚,使形成的乳浊液比较稳定。 乳化剂分类: 上述皆为非离子型表面活性剂
异壬酸异壬酯 c12-15醇苯甲酸酯
酯类
酯类 酯类
极性
极性 极性
HD
C8 GTCC
异构十六烷
椰油醇辛酸酯 三辛酸甘油酯
生物表面活性剂槐糖脂研究概况
Kim等[10]发现内酯型槐糖脂对部分引起泌尿系 统感染、胃肠道感染的革兰氏阴性菌及引起新生儿
6"CH3OR 5" O
4" OH
1"
3"
2"
OH
18 CH3 6'CH3OR O 17 CH 5' O 11~16
4Hale Waihona Puke OH OH 3'1'
(CH2)66
10
2'
CH
O
9
CH
2~8 (CH2)77
1 C=O
目前槐糖脂主要采用微生物发酵法生产,科 学家们于20世纪60-70年代,经过筛选、鉴定, 得到Torulopsis magnolia(现称为Candida apicola)、Torulopsis gropengiesseri、 Trulopsis bobmbicola及Candidabogoriensis 等槐糖脂产生菌[14]。近几十年,有关研究者又 逐步筛选出Wickerhamiella domercqiae、 Pichia anomala、Candida batistae、Candida riodocensis、Candida stellata和Candida sp. Y-27208等新的产生菌[15]。
阐述生物表面活性剂在环境工程中的应用
阐述生物表面活性剂在环境工程中的应用摘要:表面活性剂是一种化学原料,在当前的工业生产中被称之为工业味精,它在目前的应用中被广泛的应用在石油工业、环境工程和食品工业之中。
生物表面活性剂是在表面活性剂的基础上形成的一类具有大量生物物质的成分,与化学合成的生物表面活性剂相比较有着降低表面张力、稳定乳化液和增加了泡沫等作用,同时还有一半化学合成表面活性剂所不具备的无毒、能够生物解将的优势。
在本文综述了生物表面活性剂的种类及其生产菌,通过介绍了目前企业生产中所采用的两种生产方式分析,总结了其在环境工程中的应用方式,就其日后发展方向做了探讨和浅述。
关键词:生物表面活性剂环境工程微生物生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时,是以分泌物在代谢过程中充当表面活性产物。
与化学合成表面活性剂相比较,生物表面活性剂具有着诸多的优势与个性化特征,如在使用的时候其结构多样性和生物可降解性以及在使用的时候不受环境的限制和影响等。
由于化学合成表面活性剂受原材料、价格以及在工作中产品性能问题的影响,使得在生产中容易出现严重的环境危害和污染现象,使得人类在生活中对环境和健康意识不断增加,尤其是在近几十年来,随着我国改革开放以来,社会呈现出平稳发展趋势,人们生活水平的提高促使人类对健康和环境意识的要求增加,这也就促使了生物表面活性剂应用方法的不断增加,国内对生物表面活性剂的研制和开发应用起步较晚,但是由于近年来的大力重视,使得其在发展中也拥有者一定的优势,从而促使在生物工程中提高生物工程的效率和使用价值。
1、生物表面活性剂的种类及其生产菌1.1 种类生物表面活性剂是表面活性剂发展优化形成的产物,是微生物素哟产生具有移动表面活性的生物大分子物质,与过去的化学成分相比较有着天然优势,其适用于目前的是由工业和环境工程之中。
化学合成表面活性剂通常是根据它们的极性基团来分类,而生物活性表面剂主要是通过加强保护环境要求为依据来促使其环境工程中的应用前景。
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生物表面活性剂摘要:关键词:随着人类生活水平和坏境意识的提高,人们对食品和环境的关注也进一步加强。
近年来作为食品和环境中极其重要的一种物质—表面活性剂也受到人们的关注,传统的表面活性剂(多指化学表面活性剂)在食品中的安全隐患和在环境污染也被越来越重视,进而促进新型表面活性剂的出现,生物表面活性剂应运而生。
生物表面活性剂(biosurfactant)是指利用酶或微生物等通过生物催化和生物合成等生物技术从微生物、植物和动物上得到的集亲水和憎水基结构于一体的具有表面活性的天然表面活性剂[1]。
与化学合成的表面活性剂相比,它具有降低表面张力、分散性、生物降解性、环境相容性等特性,同时还具有低毒或无毒、化学结构多样、在极端温度、pH等极限条件下也具有更好的选择性和专一性。
由于这些优点,生物表面活性剂具有广阔的应用前景。
1 生物表面活性剂的分类生物表面活性剂种类繁多,按其不同的作用有以下分类方式:2 生物表面活性剂的特性生物表面活性剂是一类两亲分子,其中含有亲水基团和亲脂基团。
亲水基团主要是极性基团,如单糖、多糖、羧基、氨基等离子或分离子形式;而疏水基团主要是非极性基团,如长链烃类、饱和或不饱和脂肪酸等。
由于其特殊化学结构所以能在两相界面(如水油界面、水汽界面等)定向排列形成分子层,降低其界面张力或表面张力。
例如这种性质在乳制品中具有十分重要的作用,它改善物质起泡性和泡沫稳定性,同时还具有无毒、口感好的优点。
与合成表面活性剂相比较,它也有自己的独特之处。
2.1 具有良好的化学稳定性和热稳定性。
如由地衣芽孢杆菌(Bacillus licheni formis)产生的脂肽在75℃时至少可耐热140h。
生物表面活性剂在pH5.5~12保持稳定,当pH小于5.5时,会逐渐失活。
2.2 生物表面活性剂化学结构更为复杂,空间构象多而具有更大的开发潜力,如改性技术改善其溶解性、乳化性等。
由于其种类繁多,弥补了部分化学不能合成的复杂大分子活性剂或化学不能合成的新型化学基团。
2.3 生物活性剂对环境友好,能完全微生物生物降解,没有污染和破坏。
其产品本身无毒、使用量少且生物相容性好,可广泛应用于药品、化妆品及食品添加剂等领域。
2.4 部分生物表面活性剂自身就具有很多生理、药理和免疫等功能,如生物活性肽类物质。
3 生物表面活性剂活性的评价方式生物表面活性剂的活性评价方式主要有三种[]:(1)表面张力和临界胶束浓度CMC(critical micell concentration)蒸馏水的表面活性张力为72mN/m左右,增加表面活性剂后可将水溶液的表面张力降至26~27mN/m。
随表面活性剂增加到油/水或水/油体系,表面张力一直减小直到一个临界水平时,活性剂将很容易交联形成超分子结构,如胶团、双分子层等。
这个临界值叫着临界胶束浓度CMC,被常用于测定表面活性剂的功效。
CMC越低,说明表面活性越高【】。
(2)乳化液的稳定性一液相以微液滴的方式分散到另一连续的液相之中形成乳液,表面活性剂能够稳定乳液或破乳作用。
4 生物表面活性剂的制备生物表面活性剂主要采用微生物发酵、酶法和从动植物材料中提取三种方法,其中微生物发酵和酶法应用较为广泛。
4.1 微生物发酵法产生生物表面活剂微生物在一定条件下进行培养后,分泌一种胞外两亲代谢物,如单糖脂类、多糖脂类、脂蛋白类或类脂衍生物等。
其中糖脂类是研究最广泛、最深入的一类生物表面活性剂,代表物有鼠李糖脂、2‒葡糖‒β‒葡糖苷、海藻糖脂,其结构是如下:O OHCH3OHOO OHCH3 OH OH O CH(CH2)6H2CHOHOHCCH3COOH(CH2)6CH3OOHCH2OROHOOHOHHOOCH2OR(CH2)n(CH2)mHOOCH3鼠李糖脂2‒葡糖‒β‒葡糖苷4.1.1 生物表面活性产生菌的选育选育产生菌最关键的步骤是建立有效的筛选模型,1984年Mulligan等人【】建立血平板筛选模型,依据某些生物表面活性剂(尤其是水溶性糖脂和脂肽)能够溶解红血球的特性。
另外Van der vegt等人【】建立了轴对称液滴形状分析法(ADSA.P法),测定培养液在氟代乙烯‒丙烯表面的表面张力来检测生物表面活性剂产生菌。
另外还有一些其它较为简单的测定方法,如快速泡沫实验,薄层层析法,乳化指数值测定(特别适合乳化生物活性剂)等。
4.1.2 生物表面活性剂产量影响因子碳源和溶氧条件是生物表面活性剂常量主要的影响因子,其中不同碳源还对活性剂成分有影响,如Pseudomonas菌在以正烷烃为唯一碳源的培养基中产生大量的鼠李糖脂,而在果糖或葡萄糖中培养基中只产生少量的鼠李糖。
溶氧这5 Davis D A,Lynch H C,V arley J.The production of Surfactin in batch culture by Bacillus subtilis A TCC21332 is strongly influenced by the conditions of nitrogen metabolism.Enzyme and MicrobialTechnol.,1999,25:322~329培养基中的其余成分都可能对生物表面活性剂的产生有重要影响,如限制一种或几种培养基成分(通常限制氮源);控制C/N比;多价微量元素成分(Fe+2、Ca+2、Mg+2等)。
4.2 酶法合成生物表面活性剂酶合成法生产条件温和(可在常温和常压下进行),反应具有专一性,可获得高含量的目标产物且产物易回收,对环境污染少等特点,所以发展快速。
目前酶合成法的主流是以非极性溶剂和无溶剂法合成生物表面活性剂,并获得了较高产率。
特别是现代生物技术的发展,可以利用基因工程和蛋白质工程设计特定的、高效的酶具有重大意义,使酶合成具有较大的潜力。
目前应用酶合成生物表面活性剂主要有以下几种类型。
4.2.1 单酰化甘油酯合成单酰化甘油酯的化学合成是在高温高压下进行,能量消耗大,产物不易分离,成本高。
利用酶法在常温和常压下合成节约资源,减少副反应产生。
酶合成脂肪酸单甘油酯按其原料种类分则有:天然油脂水解、醇解;酯交换法;直接酯化法,其合成方式如下图。
CH H2C H2C O CORO CORO COR+2H2O HCH2CH2COHOHO COR+RCOOH天然油脂水解CH H2C H2C OHOHOH+HCH2CH2COHOHO COR+HCH2CH2COOHOHCOR直接酯化法4.2.2 糖脂类合成此类合成由于反应底物糖类是亲水物,而长链脂肪酸具有较强的憎水性,所以必须找到一种合适的溶剂或方式,以使反应顺利的进行。
目前常用的两种方法为糖基上引入修饰基团(如异亚丙基或丙烷)和烷基糖苷式修饰。
其合成方式如下图。
糖脂的修饰合成过程4.2.3 氨基酸类合成氨基酸类生物表面活性剂具有良好的乳化性、溶解性、起泡性和灭菌性,在食品中具有推广应用前景。
4.2.4 磷脂类合成与修饰磷脂分子结构内有多个官能团,利用酶的高度选择性和专一性。
如利用不同的酶对磷脂酰胆碱可以生成磷酸酰甘油和溶血磷脂等一系列表面活性剂,其过程反应方程式如下图。
4.3 动植物材料中提取生物表面活性剂我国动植物资源丰富,蕴含丰富的表面活性剂,如我国古代皂角的使用。
现在从利用食用大豆油精炼副产品制取表面活性剂方法简介从,蛋黄分离提取磷脂、卵磷脂等表面活性剂,这些提取物已广泛应用于食品、医药、化妆品等工业。
但由于杂质较多、分离步骤较多、相对成本较高等原因,限制部分生物表面活性剂的大规模生产。
5 生物表面活性剂的分离提纯在食品、医药等其它行业对生物表面活性剂的纯度要求较高,一般生产出来的产物都需要进行分离提纯。
工业大多数的产物分离提纯主要有有以下几种方法:萃取、结晶与沉淀、超滤、泡沫色谱分离等。
其中萃取是经典的表面活性剂提取方法之一,特别是利用甲醇、乙醚、丁醇等有机溶剂对亲油性生物表面活性剂的提取。
结结晶与沉淀也是经典的表面活性剂提取方法之一,主要依据各组分在溶剂中溶解度的差异,使某些组分从溶液中结晶,用离心或过滤收集沉淀。
超滤法是从发酵液中提取生物表面活性剂的一种新方法。
泡沫是由于发酵过程的快速搅拌和好氧微生物培养液中充氧气等产生。
Davis等在这方面进行了研究。
他们用泡沫分离法对一类生物表面活性剂surfactins进行了提取和浓缩,认为泡沫分离是一种有效的生物表面活性剂分离方法。
6 生物表面活性剂的应用6.1 生物表面活性剂在食品工业中应用生物表面活性剂在食品行业中可作为食品添加剂、乳化剂、风味剂、保鲜剂等。
如蔗糖酯可加入果糖、面包、蛋糕中,改善食品品质,同时还可以用于水果保鲜,李江云等;磷脂、卵磷脂等常做食品工业乳化剂和稳定剂;鼠李糖脂可产生香料,加入高档咖啡、饮料等产品中。
6.2 生物表面活性剂在医学领域中应用生物表面活性剂有抗生素和抑制人类免疫缺陷病毒生长的作用;红串红球菌产生的琥珀酰海藻糖脂能够抑制单纯疱疹病毒和流感病毒【】;Joachim等发现枯草杆菌C1株产生的脂肽N1能够抑制多种革兰阳性菌的活性,是一种非常有潜力的抗菌剂【】。
6.3 生物表面活性剂在化妆工业中应用蔗糖酯能改善化妆品的水洗性能,增加皮肤的光润和滑嫩性;磷脂在细胞代谢和细胞膜渗透性调节方面起着重要作用,在化妆品中可作为保湿剂、乳化剂、抗氧化剂等,赋予皮肤柔软性和润湿性。
槐糖脂具有良好的皮肤亲和性,可作为皮肤保湿剂用于化妆品中,还可用于制造洗涤剂、增加感光乳剂的稳定性等。
6.4生物表面活性剂在石油工业中应用生物表面活性剂主要用于采油后期过程,当原油经过一次和二次采油之后地下剩余原油仍然较高,为了提高采油率,常向下油层注入生物活性剂降低油/水界面张力,使重烃组分和油层岩石的润湿性改变,降低原油粘度,从而达到驱油、提高采油率的目的。
7 发展前景。