鼠李糖脂农业应用介绍
鼠李糖脂合成途径
鼠李糖脂合成途径
【原创实用版】
目录
1.鼠李糖脂的概述
2.鼠李糖脂的合成途径
3.鼠李糖脂的应用前景
正文
【鼠李糖脂的概述】
鼠李糖脂是一种天然的生物表面活性剂,广泛存在于植物中,尤其在鼠李科植物中具有较高的含量。
鼠李糖脂具有优良的表面活性、乳化、分散、增稠等性能,广泛应用于化妆品、洗涤剂、食品添加剂等领域。
近年来,随着对鼠李糖脂的研究不断深入,其应用领域也在不断拓展。
【鼠李糖脂的合成途径】
鼠李糖脂的合成途径主要包括以下三个步骤:
第一步:糖的活化
在鼠李糖脂的合成过程中,首先需要将葡萄糖或其衍生物通过糖基转移酶活化为糖基。
第二步:糖基与脂肪酸的连接
活化的糖基与脂肪酸在糖脂合成酶的作用下,通过酯键结合形成鼠李糖脂前体。
第三步:鼠李糖脂前体的加工
鼠李糖脂前体在酶的催化下,经过一系列的加工反应,生成具有不同结构和功能的鼠李糖脂。
【鼠李糖脂的应用前景】
随着绿色、环保、可持续发展理念的深入人心,鼠李糖脂作为一种天然生物表面活性剂,其应用前景十分广阔。
目前,鼠李糖脂已广泛应用于化妆品、洗涤剂、食品添加剂等领域。
在未来,随着科学技术的不断进步,鼠李糖脂有望在生物医药、生物材料、环保等领域发挥更大的作用。
鼠李糖脂在生态农业中的应用
鼠李糖脂在生态农业中的应用一、鼠李糖脂简介1.1 鼠李糖脂的来源鼠李糖脂通常是由铜绿假单胞菌在一定培养条件下,通过生物发酵的方法产生的具有表面活性的糖脂类产物[1]。
1949年,Jarvis和Johnson最早对使用铜绿假单胞菌(Pseudomonas spp.)生产鼠李糖脂进行了报道[2]。
目前,人们通常采用假单胞菌(Pseudomonas spp.)发酵生产鼠李糖脂。
发酵法的关键是首先筛选出性能优良的高产菌株,然后再进行培养条件的优化来提高产量、降低成本。
培养基中的碳源是决定生物表面活性剂产量和结构的重要因素。
鼠李糖脂在菌株培养中生产的限制条件是发酵过程中累积的次级代谢产物,这些限制条件不包括碳源,而氮源和磷则会限制鼠李糖脂的生产[3]。
鼠李糖脂发酵的关键首先是能筛选或者构建出鼠李糖脂产量高的菌株,然后再对合适的生产菌株的发酵的各种条件进行优化,从而达到高产量低成本的目标。
条件优化主要从碳源、氮源、无机盐离子以及pH、温度等方面来进行[4] 。
目前主要通过代谢工程和基因工程方法来提高鼠李糖脂产量,这些策略的主要目的是:(a)不使用化学消泡剂获得高浓度的鼠李糖脂;(b)利用可再生资源生产鼠李糖脂,降低生产底物成本;(c)控制生产过程中的其他产物,获得单一的鼠李糖脂而不是混合物;(d)建立鼠李糖脂的非致病性生产菌株;(e)寻常基础材料生物催化鼠李糖脂的生产[5]。
实际工业生产中,鼠李糖脂生产条件的优化主要是通过添加脂肪酸、生产菌株随机突变、控制发酵pH值、控制底物摄取量和运用Tween-80及Triton X-100提高鼠李糖脂的产量。
之前有研究者将鼠李糖基转移酶复合物I(Rh1AB)在相对较安全的生产宿主恶臭假单胞菌KT2440中异源表达,但是产量提高的很少[6]。
可以通过构建工程菌株提高鼠李糖脂产量,之前有研究证明自转运酯酶参与了细胞膜的形成和运动,也参与了脂类的运输,当敲除自转运酯酶基因,鼠李糖脂产量明显降低,由此可知,自转运酯酶也参与了鼠李糖脂的形成,过量表达自转运酯酶EstA[7]和鼠李糖基转移酶复合物I(Rh1AB)提高鼠李糖脂产量[8]。
鼠李糖脂在农业上应用
鼠李糖脂在农业上应用
操作
鼠李糖脂生物表面活性剂可作为一种添加剂用于农业领域相关产品的生产上。
经过田间应用实验证明,鼠李糖脂有促进作物营养吸收、改善土壤环境、促早熟、增产增收、防止部分病虫害的能力。
经过广泛的研究表明,鼠李糖脂应用于农业领域主要体现在如下方面:
1、螯合金属离子,使微量金属元素被植物吸收或增加植物果实微量元素含量。
2、促进植物对营养成份的吸收。
3、鼠李糖脂对碱性土壤环境有效改善作用,是碱性土壤改性良好的添加剂。
4、鼠李糖脂优良的表面活性功能,是农作物叶面喷施作业中,非水溶性有机成分与水形成乳液的绝好无毒无害添加成分,这个作业包括农药和叶面肥两个过程。
5、鼠李糖脂作为表面活性剂。
由于其从生物来源,在植物叶、茎、根表面的存在都对植物表面无毒无害,而还可以改善植物细胞对营养物质的通透性,是植物表面物质对营养物质吸收最好的改进剂。
6、鼠李糖脂对周围微生物代谢过程中的酶产生有刺激增加作用,而且Rh发酵液营养成分非常丰富,是地面植物根系周围微生物最好的激活剂,鼠李糖脂中的铜绿假单胞菌可调节土壤微生物区系,调节菌群平衡。
7、鼠李糖脂有良好的抑制真菌的作用,用于农作物拌种和抑制真菌、霉菌的实验,已被证实。
8、由于土壤中的鼠李糖脂最终会被植物和土壤微生物作为营养物质彻底利用,所以鼠李糖脂在植物生产结束后,在土壤不会有任何残留,是安全的土壤添加剂。
鼠李糖脂应用场景
鼠李糖脂应用场景石油上应用鼠李糖脂是一种天然生物表面活性剂,它可以提高原油开采率、优化管道输送和改善储罐清洗。
发酵得到的鼠李糖脂与其他生物聚合物复配,可以建立新的生物驱油体系,显著提高采收率。
鼠李糖脂构成的新型环保纳米片,可以在高温高盐条件下提高低渗透油藏的采收率。
提高石油开采率采用鼠李糖脂可以改善水、油及岩石之间的作用关系,达到提高原油采收率的目的。
鼠李糖脂可以降低石油与岩石的亲和力,减少石油在驱油过程中的流动阻力,提高石油的可动性和开采率。
同时,鼠李糖脂还可以在水驱过程中优化驱替相图,增强驱油效果。
物理模拟实验表明,鼠李糖脂可以使原油开采率显著提高。
新的李糖脂生物驱油体系通过发酵法获得鼠李糖脂后,与其他生物聚合物如黄原胶复配,可以建立新的生物驱油体系。
5%鼠李糖脂发酵液的生物复合体系可使采收率达到17.4%,表明在微生物采油领域有良好应用前景。
鼠李糖脂-二硫化钼纳米片提高低渗透油藏鼠李糖脂-二硫化钼纳米片是一种新型环保生物两性纳米片,可以在高温高盐条件下提高低渗透油藏的采收率。
0.005wt%的超低浓度纳米流体可以在天然岩心上观察到25.3%的额外采油量。
其机理是通过原油乳化、改善润湿性、降低界面张力和产生结构分离压力等。
作为原油管道减阻剂和降粘剂鼠李糖脂可以溶解在有机溶剂中,然后添加到原油,用作原油管道的减阻剂和降粘剂。
100-1000ppm的鼠李糖脂可以使管道阻力下降20-50%,100-9000ppm的鼠李糖脂可以使原油粘度下降10-90%以上。
罐底油泥的洗脱发酵鼠李糖脂液可以提高储油罐罐底油泥中原油的回收率,实现对罐底油泥的有效洗脱。
鼠李糖脂液可以使溶液表面张力达到0.037N/m,显示出很好的表面活性作用。
作为抗结蜡添加剂,在石油炼化过程中鼠李糖脂可以降低某些石油馏分的凝固点,防止在低温下析出固体蜡质,从而提高石油的低温流动性和抗结蜡性能。
这在燃料油和润滑油方面具有重要作用。
作为粘度指数改进剂。
鼠李糖脂产品介绍1
中文名称:
CAS号: 分子式: 分子量:
2-O-α -L-吡喃鼠李糖基-α -L-吡喃鼠李糖基-β -羟基癸酰-β -羟基癸酸酯
4348-76-9 C32H58O13 650.7951
/14
三、鼠李糖脂结构和组分
(1)Rha-Rha-C10-C10(鼠李糖脂结构1)
O O OH CH3 O O O CH3 OH CH3
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一、鼠李糖脂产品概述
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。 鼠李糖脂在土壤、水体和植物中都自然存在。 鼠李糖脂在生物表面活性剂类中,研究时间最长。 鼠李糖脂应用技术最为成熟。
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一、鼠李糖脂产品概述
1、1947年, F.G.Jarvis和M.J.Johnson第一次发现、分 离和描述了鼠李糖脂。 2、1949年,“Aglycolipide produced by Pseudomonasaeruginosa《一种由铜绿假单胞菌制成的糖 脂》”在The Journal of the American Chemical Society(美国化学学会)杂志上发表。从此鼠李糖脂开 始走进人们的视野。 3、此后在达十年的时间里人们主要的研究集中在有关细 菌化学结构、细胞壁、构成细菌脂肪的交互作用上,并 没有太多研究是集中在鼠李糖脂上的。 4、1970年,Norman Shaw对已知资源做了总结,建立了 细菌糖脂结构,70年代人们对鼠李糖脂在制药方面做了 更多的研究,同时对鼠李糖脂的生产和产生它们的细菌 等也做了更多研究。
黄褐色粘稠膏体
米黄色粉末
深棕色粘稠膏体
30-50g/L 5-6 易溶 30 30-35
80-180g/L 5-6 易溶 20 30-35
鼠李糖脂农业应用介绍
鼠李糖脂农业应用介绍鼠李糖脂在绿色农业中的应用一、鼠李糖脂简介1.1 来源及结构鼠李糖脂是由铜绿假单胞菌在一定培养条件下,通过生物合成的方法产生出的具有表面活性的糖脂类产物,它由鼠李糖元和脂肪酸组成,其分子结构通式为:R1: R1=α-L吡喃鼠李糖基R2: R1=HR2=β羟基癸酸R2=β羟基癸酸鼠李糖脂的分子结构中既有极性基团又有非极性基团,是一类中性两极分子。
亲水基团是非离子形式的单糖、二糖、多糖、羧基、氨基或肽链,疏水基团由带羟基的脂肪酸组成。
1.2鼠李糖脂粗提纯品组分构成鼠李糖脂生物表面活性剂是生物发酵制品,粗提纯的产品中还含有一些如糖脂、多糖、甘油、有机脂肪酸等代谢物,另外还包括少量的蛋白类物质,如菌体细胞蛋白、核酸蛋白、多糖类蛋白等。
1.3鼠李糖脂主要功能特点鼠李糖脂是目前生物表面活性剂中最重要、应用最广泛的一类,它属于水溶性阴离子生物表面活性剂,具有降低界面张力、增溶、乳化、渗透、润湿等多种功能,同时它又具有较好的热稳定性和化学稳定性,在90℃时仍具有很好的表面性能,并且能被微生物100%降解,是典型的环保型绿色产品。
1.4鼠李糖脂已获得的绿色认证(1)急性经口毒性试验LD50>5000mg/kg·Bw,属实际无毒。
(2)2004年,美国环保署即通过了鼠李糖脂作为生物农药的备案(PC Code 110029)。
(3)纽约州环境保护部固体和危险材料农药管理局,新的活性成分鼠李糖脂登记农药新产品的注册文件(EPA注册编号72431-1)。
(4)鼠李糖脂作为一种新的活性成分,申请登记生物杀菌剂的联帮登记公告。
2003年5月7日(68 FR 24456)。
(5)美国环保署(EPA),关于鼠李糖脂生物表面活性剂在食品中、农药化学品中的容许量申请及批复。
(68 FR 25026和68 FR 16796)1.5 鼠李糖脂农业应用方向(1)添加于肥料中提高肥料利用率,增强肥效;(2)直接作为生物农药或添加于农药产品中,增强药效;(3)用于土壤调节,增强土壤活力;(4)用于果蔬保鲜二、鼠李糖脂农业应用机理2.1肥料中提高肥料利用率,增强肥效2.1.1具有优良的表面活性,能促进有效营养成分的吸收利用鼠李糖脂本身具有优良的表面活性,能够有效降低接触面的表面张力,增大润湿面积,可以让目标物表面完整均匀的覆盖,增加液体携带营养物质与植物表面接触机会,同时改善植物细胞通透性,使不易于被植物直接吸收利用的元素可通过鼠李糖脂对植物细胞膜渗透的改善作用进入植物细胞内,被植物吸收,从而提高肥料利用率。
鼠李糖脂综合知识1
鼠李糖脂综合知识一、简介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。
鼠李糖脂在生物表面活性剂中研究时间最长、应用技术最为成熟。
鼠李糖脂在土壤、水体和植物中都自然存在。
鼠李糖脂属于一种糖脂类的阴离子表面活性剂。
二、研究发展历史1、1947年, F.G.Jarvis和M.J.Johnson第一次发现、分离和描述了鼠李糖脂。
2、1949年,“Aglycolipide produced by Pseudomonasaeruginosa《一种由铜绿假单胞菌制成的糖脂》”在The Journal of the American Chemical Society(美国化学学会)杂志上发表。
从此鼠李糖脂开始走进人们的视野。
3、1970年,Norman Shaw对已知资源做了总结,建立了细菌糖脂结构,70年代人们对鼠李糖脂在制药及产生它们的细菌方面做了更多的研究。
5、上世纪90年代,Goran Piljac博士(医学博士,兽医)和他妻子Visnja Piljac博士领导的小组,通对铜绿假单胞菌及代谢产物鼠李糖脂的研究,发现这个细菌显示出一些能够清理油污的迹象。
6、自1990年起,基于Piljacs的工作,研究人员在鼠李糖脂医学应用中有了巨大的进展,取得了成功,获得了几项专利。
克罗地亚的临床经验证明,该菌及代谢产物对于牛皮癣、烧伤处理留下的慢性伤口的局部处理,有持久和显著的疗效。
这项技术目前被Biomedical,Inc.的 Paradigm拥有。
三、结构式四、产品性状指标 发酵液膏状品粉状品高纯品外观 米黄色液体 黄褐色粘稠膏体 米黄色粉末 深棕色粘稠膏体 含量 30-50g/L 80-180g/L 45-60% ≥90% PH 值 5-6 5-6 5-65-6溶解性(水) 易溶 易溶 可溶(搅拌) 可溶(碱性条件) 表面张力30-3530-3530-3530-35五、优点和传统的化学合成表面活性剂相比,鼠李糖脂具有以下显著特征和优点:Rha-Rha-C10-C10 (鼠李糖脂结构1) Rha-C10-C10 (鼠李糖脂结构2) Rha- Rha-C10 (鼠李糖脂结构3) Rha-C10 (鼠李糖脂结构4) 中文名称2-O-α-L-吡喃鼠李糖基-α-L-吡喃鼠李糖基-β-羟基癸酰-β-羟基癸酸酯2-O-α-L-吡喃鼠李糖基-β-羟基癸酰-β-羟基癸酸酯2-O-α-L-吡喃鼠李糖基-α-L-吡喃鼠李糖基-β-羟基癸酸 2-O-α-L-吡喃鼠李糖基-β-羟基癸酸CAS 号 4348-76-937134-61-5; 47767-22-6分子式 C 32H 58O 13C 26H 48O 9C 22H 40O 11C16H30O7 分子量650.7951504.6539480.551334.409分子结构OCH 3OH OH OHOOCH 3OOHCH 3OOCH 3OHOH O OOHCH 3OOCH 3OHOH OHOCH 3OH OH OH OOHCH 3O密度 1.23g/cm3 1.14g/cm3 沸点 798.8°C at 760mmHg659.7°C at 760mmHg闪点 243.4°C 209°C 蒸汽压1.65E-29mmHg at25°C3.31E-20m αmHg at25°COCH 3OH OH O OOCH 3OOHCH 3OO CH 3OH OH OH(1)较低的表面张力和界面张力鼠李糖脂通常比合成表面活性剂化学结构更为庞大和复杂,具有更多的活性基团,可以更好地吸附于油水界面,改善油水界面性状,因而在降低水-气及油-水界面张力方面更加有效。
鼠李糖脂生物表面活性剂的特点及应用
鼠李糖脂生物表面活性剂的特点及应用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。
它们是假单孢菌在以正构烷烃为唯一碳源的培养基时,得到的一种表面活性剂。
如果假单孢菌在果糖或葡萄糖中生长,只能得到少量产物。
一旦有鼠李糖脂生成,将有助于培养基中基质烃的乳化,从而可刺激菌体生长,加速产物的生成。
鼠李糖脂的结构多达几十种,一般在学术界经常看到双鼠李糖脂和单鼠李糖脂的表述。
1、理化性能(1)鼠李糖脂的分子量通常在476-766g/mol之间。
(2)临界胶束浓度在20-200mg/L。
(3)鼠李糖脂的HLB值还没相关报道,按通常的计算方法,通过对官能影响的分析计算,它的HLB值在10-15之间。
(4)能使水的表面张力从72mN/m降低到30mN/m,油水界面张力从43 mN/m 降到1mN/m。
(5)耐温性:在90℃的高温下仍可保持其表面活性。
(6)耐盐性:10%的盐溶液中仍不沉降或析出,而化学合成表面活性剂在2~3% 的盐溶液中就会失活。
(7)可生化降解性:在水体或土壤生物环境中都易于降解。
(8)低毒或无毒,对环境友好。
鼠李糖脂是由微生物产生的阴离子生物表面活性剂,它们不仅溶于甲醇、氯仿和乙醚,在碱性水溶液中也表现出良好的溶解特性。
它兼具良好的化学和生物特性。
具有油、水两亲性,可以降低水表面张力,可以作为润湿剂、乳化剂和发泡剂使用,鼠李糖脂生物表面活性剂可以在温度、pH 值及盐度处于极端状况下使用,并且无毒,可以生物降解。
为探究鼠李糖脂用作生物表面活性剂的潜力,科研人员以铜绿假单胞菌1.104 52发酵生产的鼠李糖脂为研究对象,利用高效液相色谱-质谱联用法(HPLC-MS)进行成分鉴定,并测定其临界胶束浓度(CMC)、乳化性、起泡性及抗菌活性。
成分分析结果表明,该鼠李糖脂主要由9种同系物组成,且以双鼠李糖脂为主要成分。
鼠李糖脂的发酵及其在清洗原油储罐中的应用
鼠李糖脂的发酵及其在清洗原油储罐中的应用
鼠李糖脂的发酵及其在清洗原油储罐中的应用
从被油类污染的土壤中得到一株分泌鼠李糖脂的铜绿假单胞菌P aeruginosa ZJU u1,利用烹饪废油为碳源,在摇瓶上对此菌株进行发酵培养,鼠李糖脂的产量在120 h后达到12.54g/L.获得的发酵液可以使溶液表面张力降低到37×10-3N/m,临界胶束浓度(CMC)为63.3 mg/L.实验结果表明,发酵液可提高罐底油泥的洗脱效果,提高储油罐罐底油泥中原油的回收率.
作者:干均江章宏梓孟琴GAN Junjiang ZHANG Hongzi MENG Qin 作者单位:干均江,GAN Junjiang(浙江科技学院生化学院,浙江杭州,310030)
章宏梓,孟琴,ZHANG Hongzi,MENG Qin(浙江大学化学工程与生物工程学系,浙江杭州,310027)
刊名:清洗世界英文刊名:CLEANING WORLD 年,卷(期):2008 24(11) 分类号:Q939.9 关键词:生物表面活性剂鼠李糖脂铜绿假单胞菌废油油罐清洗发酵。
表面活性剂在石油污染土壤修复中的应用—以鼠李糖脂为例
表面活性剂在石油污染土壤修复中的应用—以鼠李糖脂为例摘要:鼠李糖脂是由微生物等产生的具有表面活性的天然物质,有环境兼容性和易于生物降解等特点,物理化学性质接近或优于人工合成表面活性剂,应用前景广阔。
文章综述了石油污染对土壤理化性质产生的影响,以鼠李糖脂为例阐述了其在石油污染土壤修复中的应用,对可能存在的问题进行了展望。
关键词:石油;土壤;鼠李糖脂1 石油污染对土壤理化性质的影响石油是一种主要由烃类化合物组成的复杂混合物,含有少量的O、N、S等元素,其中多环芳烃(PAHs)和苯系物具有毒性,对人和动物有较大的危害。
石油在开采、炼制、运输和使用过程中,会有大量的原油和石油制品抛洒或泄漏,造成土壤和地下水污染。
由于石油的粘度较高,石油进入土壤后,会显著改变土壤的理化性质,使土壤颗粒聚合成较为致密的片层状或团状结构体,降低土壤的孔隙度,增加土壤的渗透阻力和疏水性;土壤有机质、有机碳含量和水溶性有机碳含量增加;土壤可提取腐殖质含量和胡敏酸(HA)含量下降,胡敏素(HM)含量增加;土壤氧化还原电位下降等。
2 石油污染土壤修复方法石油污染土壤的修复方法主要有物理处理、化学处理和生物处理,其中生物修复技术应用广泛。
细菌和真菌是石油烃的主要降解者,它们在土壤中的生长状态、数量和活性对石油的降解有重要作用。
在石油污染土壤中,石油烃类是微生物可以利用的碳源,N、P、S等其他营养物是限制微生物活性的重要因素,表面活性剂有较大影响。
物理、化学和生物联合修复、菌种筛选及修复机理是重点研究的方向。
3 鼠李糖脂在石油污染土壤中的应用3.1 鼠李糖脂的结构与性能目前研究较多的是由假单胞菌产生的鼠李糖脂。
铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)可利用不同的碳源生成鼠李糖脂,亲水基团一般由1--2分子鼠李糖构成,憎水基团则由1—2个不同碳链长度的饱和或不饱和脂肪酸构成。
在生物合成过程中,这些基团之间可能相互连接而生成多种化学结构相近的同系物。
鼠李糖脂产能
鼠李糖脂产能
鼠李糖脂是一种植物性糖脂,主要由鼠李果中提取。
鼠李果是一种常见的果实,可在一些地区种植。
鼠李糖脂的产能主要取决于鼠李果的种植面积和产量。
种植面积的增加和果实的丰收量都会对鼠李糖脂的产能产生积极影响。
此外,鼠李糖脂的提取和加工也会影响产能。
提取技术的改进和工艺的优化可以提高糖脂的提取效率和产能。
由于鼠李糖脂的需求量较大,越来越多的农民开始种植鼠李果,并通过合作社和企业等形式进行集中供应和加工,以提高产能和经济效益。
总体而言,鼠李糖脂的产能受到种植面积、果实产量、提取技术等多种因素的影响。
随着相关技术和管理经验的不断提升,鼠李糖脂的产能也有望逐步提高。
鼠李糖脂产能
鼠李糖脂产能鼠李糖脂(Euphorbia lathyris L.)是一种常见的植物,具有广泛的药用和工业价值。
它含有丰富的鼠李糖脂,是一种特殊的脂质类化合物,被广泛应用于医学、食品、化妆品和能源等领域。
本文将探讨鼠李糖脂的产能及其相关应用领域。
一、鼠李糖脂介绍及其化学成分鼠李糖脂是一种多年生草本植物,主要生长在亚洲和欧洲地区。
它的主要成分是鼠李酮等鼠李糖脂物质,具有重要的抗炎、抗癌、镇痛、抗菌等药理活性。
鼠李糖脂的化学结构复杂多样,包括酮烯型鼠李酮、酮烷型鼠李酮、酮基酯类等多种成分,其中酮烯型鼠李酮是最主要的鼠李糖脂成分。
二、鼠李糖脂的生产与提取鼠李糖脂主要通过鼠李糖脂苷的提取和分离来获得。
目前,常用的提取方法包括水提法、溶剂法、超临界流体提取法等。
其中,超临界流体提取法被认为是一种高效、环保的提取方法,已被广泛应用于鼠李糖脂的生产。
超临界流体提取法利用其独特的物理化学性质,可以在较低的温度和压力下实现鼠李糖脂的高效提取,同时可避免有机溶剂的使用,减少了对环境的污染。
三、鼠李糖脂的医学应用鼠李糖脂具有广泛的医学应用价值,被用作抗癌药物和抗炎药物。
研究表明,鼠李糖脂具有抑制肿瘤细胞增殖和诱导肿瘤细胞凋亡的作用,对多种肿瘤具有明显的抗肿瘤活性。
此外,鼠李糖脂还具有良好的抗炎作用,可用于治疗风湿病、炎症性肠病等炎症性疾病。
四、鼠李糖脂的食品应用鼠李糖脂在食品工业中也有广泛的应用。
由于其具有良好的稳定性和抗氧化性,鼠李糖脂被用作食品添加剂,可用于保护食品的色泽、延长保质期和改善口感。
此外,鼠李糖脂还可用于制备膳食纤维产品,具有促进肠道健康、调节血糖和降低血脂的功效。
五、鼠李糖脂的化妆品应用鼠李糖脂在化妆品领域也有广泛的应用。
其丰富的多不饱和脂肪酸成分具有良好的保湿性和滋润性,可用于制备护肤品、唇膏、润肤油等化妆品产品。
同时,鼠李糖脂还具有控油、抗炎、抗氧化等功能,被广泛应用于护肤品中,可改善肌肤质地、修复受损肌肤、延缓皮肤衰老。
鼠李糖脂在农业上的应用研究
农业工程技术·综合版 2023年6月刊109综 合 研 究DOI:10.16815/ki.11-5436/s.2023.16.068(3)农业应用近年来,鼠李糖脂的应用研究愈发深入,应用范围越来越广,已拓宽到农业领域。
有研究表明,鼠李糖脂在肥料增效、病害防治、提高作物抗性、畜禽饲养等领域都具有一定成效,应用前景广阔[2]。
目前,将鼠李糖脂应用于农业生产领域受到越来越多的关注,以无毒无害、生物可降解的特性受到农业生产者的青睐,用于开发肥料添加剂、真菌抑菌剂类生物农药制剂和土壤改良剂。
二、鼠李糖脂在肥料增效方面的应用植物可以通过根系和叶面吸收营养物质,由此研究开发了根施肥料和叶面喷施肥料。
同时,叶部常发生病害,喷施叶面肥和农药是农业生产中的常用方法之一。
但在自然界中,许多植物叶片都覆有蜡质层,喷施在叶面的有效成分很难有效利用,鼠李糖脂可以有效解决此问题。
1、作用机理鼠李糖脂用于叶面肥和农药中可兼有活性剂和润湿剂的作用;添加于叶面肥中可加强养分渗透,提高养分作用效果。
鼠李糖脂分子结构特殊,亲水基和疏水基分别通过定向作用和色散力吸附作用与叶面接触后,能够改良叶面肥料在叶片蜡质层的润湿状况,使喷施到叶片上的肥料被充分铺展、渗透,促进叶部营养快速吸收,提高养分吸收利用效率。
2、应用研究目前,已有不少国内学者和生产厂家开发了鼠李糖脂叶面肥产品并加以应用,取得了较好效果。
林卫卫等[3]为验证含鼠李糖脂水溶肥料在苹果上的施用方法和应用效果,对“仙脂露”含鼠李糖脂水溶肥料进行了试验,结果表明在苹果生长期内多次喷施鼠李糖脂后,收获时苹果产量、果实大小、单果均质量、着色度等方面均有明显提高,增产提质效果显著。
鼠李糖脂的作用效果除了表现在提高产量和质量方面,还能够提高养分的吸收利用效率,促进苗期作物生长。
张莉[4]对打顶和鼠李糖脂处理后西瓜植株前期的生长和养分吸收状况进行了研究,结果表明叶面喷施不同浓度鼠李糖脂后,幼苗干质量、根系指标、叶绿素含量、光合指标及元素含量均较对照增加显著,0.1 g/L 鼠李糖脂浓度是利于西瓜幼苗生长的较佳浓度。
生物表面活性剂---鼠李糖脂
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。
1~2分子的 鼠李糖 (亲水基团) 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)
Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering
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Conclusion
鼠李糖脂是由微生物产生的阴离子生物表面活性剂, 它不仅溶于甲醇、氯仿和乙醚,在碱性水溶液中也能 表现出良好的溶解特性。 它兼具良好的化学和生物特性。具有油、水两亲性, 可以降低水表面张力,也可以作为润湿剂、乳化剂和 发泡剂使用。同时其具有优异的表面活性,并且无毒, 可生物降解。 目前它比较广泛的应用于石油工业、绿色农业和生
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)
粗产物
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纯产物
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Application
Biocompost
Water engineer ing Oil industry
Preparation method
发酵法
培养发酵
分离提纯 产品纯化
Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering
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鼠李糖脂1.doc
(一)大庆萨北油层过渡带油层先导性试验[6]
1997 年 12 月-1998 年 12 月在大庆萨北油田北二区东部的小井距试验区葡 I4-7 油层进 行矿场试验,采用 3 注 4 采的四点法面积井网,平均注采井距 75 m,对 4 个段塞进行生物 表面活性剂三元复合驱注入,累计注入助剂 64613m3。
试验效果总结如下:
1)采出井含水大幅度下降,产油量上升
当鼠李糖脂表活剂三元复合体系注入 0.11PV 时,采油井含水开始下降,当段塞注入
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鼠李糖脂导读
0.45PV 时,含水降到最低值 61.0%,全区累计增油 7154t,提高采收率 16.64%,中心井累计 增油 2841t,提高采收率 23.24%,数值模拟见图 5。
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一、鼠李糖脂概述
生物表面活性剂(Biosurfactant)是细菌、真菌和酵母在合适的碳源、氮源、pH和温度 条件下,其生长代谢过程中分泌出的具有表面活性的代谢产物,它是具有亲水基团和疏水基 团的两亲化合物。其中,鼠李糖脂是生物表面活性剂中研究较为深入的一类,其属于糖脂类, 是一种非离子型生物表面活性剂,不仅具有降低油水表面/界面张力、乳化、增溶和改变分 子极性等功能,而且具有毒性小、易于生物降解等特性。
图1 鼠李糖脂的化学结构通式[1]
鼠李糖脂主要分成两类:单鼠李糖脂和双鼠李糖脂,前者含有一个鼠李糖环,化学式为
C26H48O9,后者含有两个鼠李糖环,化学式为C32H58O13,鼠李糖脂的同系物情况见表1。
表1 四种鼠李糖脂的同系物[1]
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鼠李糖脂合成途径
鼠李糖脂合成途径摘要:一、鼠李糖脂简介二、鼠李糖脂的合成途径1.发酵法2.化学合成法3.生物合成法三、鼠李糖脂的应用领域1.石油工业2.食品工业3.环境保护四、鼠李糖脂的产业化前景正文:鼠李糖脂(Rhamnolipid)是一种天然生物表面活性剂,由两部分组成:鼠李糖和脂质。
近年来,随着对其研究的深入,鼠李糖脂在各个领域的应用逐渐广泛。
本文将介绍鼠李糖脂的合成途径及其应用领域,并探讨产业化前景。
一、鼠李糖脂简介鼠李糖脂作为一种生物表面活性剂,具有优异的表面活性、降解性和生物相容性。
它主要由两种成分组成:鼠李糖和脂质。
鼠李糖是一种五碳糖,具有良好的溶解性和稳定性;脂质部分则包括多种脂肪酸,使鼠李糖脂具有良好的表面活性。
由于其生物降解性,鼠李糖脂在环保领域具有广泛的应用前景。
二、鼠李糖脂的合成途径1.发酵法:发酵法是制备鼠李糖脂的主要方法,通过微生物发酵生产。
发酵过程中,微生物产生鼠李糖脂,同时还可以调控发酵条件以优化产量和品质。
发酵法的优点是反应条件温和、原料成本低,但产量和纯度受发酵菌种、发酵条件和后处理工艺的影响。
2.化学合成法:化学合成法是通过化学反应制备鼠李糖脂。
该方法主要利用鼠李糖和脂肪酸进行酯化反应,生成鼠李糖脂。
化学合成法的优点是反应条件可控,产品纯度高,但缺点是原料成本较高,且可能产生环境污染物。
3.生物合成法:生物合成法是通过生物体内的代谢途径合成鼠李糖脂。
该方法主要利用生物体内的酶催化反应,将鼠李糖和脂肪酸合成鼠李糖脂。
生物合成法的优点是环保无污染,但目前产量较低,尚处于研究阶段。
三、鼠李糖脂的应用领域1.石油工业:鼠李糖脂在石油工业中的应用主要包括提高原油开采率、优化管道输送和改善储罐清洗。
鼠李糖脂与其他生物聚合物复配,可以建立新的生物驱油体系,显著提高采收率。
2.食品工业:鼠李糖脂作为一种天然生物表面活性剂,在食品工业中具有广泛的应用。
例如,它可以作为乳化剂、稳定剂、膨松剂等,提高食品的质量和稳定性。
鼠李糖脂强化石油污染土壤植物—微生物联合修复研究
鼠李糖脂强化石油污染土壤植物—微生物联合修复研究鼠李糖脂强化石油污染土壤植物—微生物联合修复研究引言近年来,人类对能源的需求不断增加,石油作为重要的化石能源,得到广泛应用。
然而,石油勘探、运输和储存等过程中的意外事故,往往导致石油泄漏,给环境带来严重的污染问题。
石油泄漏后,土壤中残留的石油污染物会对环境和生态系统造成长期的不良影响。
因此,寻找高效、环保的方法修复石油污染土壤已成为科研工作的重要方向之一。
石油污染土壤的困境石油污染土壤的修复一直是一项困难的任务。
石油污染物的毒性和难降解性造成了石油污染土壤修复的挑战。
传统的修复方法如物理和化学方法,虽然可以在一定程度上去除石油污染物,但存在成本高、效果不彻底以及对土壤生态环境破坏大等问题。
因此,寻找生物修复方法成为一个热门研究领域。
鼠李糖脂的研究与应用鼠李糖脂是一种广泛存在于自然界的生物表面活性剂,它具有良好的表面活性、环境友好、生物降解性以及对石油污染物具有亲和力的特点。
研究发现,在石油污染的土壤中添加鼠李糖脂能显著增强菌类活性,促进细菌降解石油污染物。
此外,鼠李糖脂还能与某些植物根系共生,提供附着基质并增加植物对石油污染物的耐受性。
这些特点使得鼠李糖脂成为一种理想的植物—微生物联合修复石油污染土壤的辅助剂。
鼠李糖脂强化植物修复石油污染土壤植物是自然界中最早适应并利用石油污染物的生物。
通过根系释放的酸性物质、根障等机制,植物可以将石油污染物从土壤中吸收并积累在体内,实现了植物对石油污染物的初步修复。
然而,植物单独修复石油污染土壤的效果有限。
研究发现,鼠李糖脂的添加可以显著增强植物对石油污染物的吸收和积累能力。
鼠李糖脂通过提高石油污染土壤中石油污染物的溶解度,使其更容易被植物根系吸收。
同时,鼠李糖脂还可以与植物根系共生,提供附着基质,增加植物对石油污染物的耐受性。
这种联合修复策略能够在一定程度上提高植物修复石油污染土壤的效果。
鼠李糖脂强化微生物修复石油污染土壤微生物在土壤中扮演着重要的角色,特别是在降解石油污染物方面具有独特的优势。
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鼠李糖脂在绿色农业中的应用
一、鼠李糖脂简介
1.1 来源及结构
鼠李糖脂是由铜绿假单胞菌在一定培养条件下,通过生物合成的方法产生出的具有表面活性的糖脂类产物,它由鼠李糖元和脂肪酸组成,其分子结构通式为:
R1: R1=α-L吡喃鼠李糖基R2: R1=H
R2=β羟基癸
酸R2=β羟基癸酸
鼠李糖脂的分子结构中既有极性基团又有非极性基团,是一类中性两极分子。
亲水基团是非离子形式的单糖、二糖、多糖、羧基、氨基或肽链,疏水基团由带羟基的脂肪酸组成。
1.2鼠李糖脂粗提纯品组分构成
鼠李糖脂生物表面活性剂是生物发酵制品,粗提纯的产品中还含
有一些如糖脂、多糖、甘油、有机脂肪酸等代谢物,另外还包括少量的蛋白类物质,如菌体细胞蛋白、核酸蛋白、多糖类蛋白等。
1.3鼠李糖脂主要功能特点
鼠李糖脂是目前生物表面活性剂中最重要、应用最广泛的一类,它属于水溶性阴离子生物表面活性剂,具有降低界面张力、增溶、乳化、渗透、润湿等多种功能,同时它又具有较好的热稳定性和化学稳定性,在90℃时仍具有很好的表面性能,并且能被微生物100%降解,是典型的环保型绿色产品。
1.4鼠李糖脂已获得的绿色认证
(1)急性经口毒性试验LD50>5000mg/kg·Bw,属实际无毒。
(2)2004年,美国环保署即通过了鼠李糖脂作为生物农药的备案(PC Code 110029)。
(3)纽约州环境保护部固体和危险材料农药管理局,新的活性成分鼠李糖脂登记农药新产品的注册文件(EPA注册编号72431-1)。
(4)鼠李糖脂作为一种新的活性成分,申请登记生物杀菌剂的联帮登记公告。
2003年5月7日(68 FR 24456)。
(5)美国环保署(EPA),关于鼠李糖脂生物表面活性剂在食品中、农药化学品中的容许量申请及批复。
(68 FR 25026和68 FR 16796)
1.5 鼠李糖脂农业应用方向
(1)添加于肥料中提高肥料利用率,增强肥效;
(2)直接作为生物农药或添加于农药产品中,增强药效;
(3)用于土壤调节,增强土壤活力;
(4)用于果蔬保鲜
二、鼠李糖脂农业应用机理
2.1肥料中提高肥料利用率,增强肥效
2.1.1具有优良的表面活性,能促进有效营养成分的吸收利用
鼠李糖脂本身具有优良的表面活性,能够有效降低接触面的表面张力,增大润湿面积,可以让目标物表面完整均匀的覆盖,增加液体携带营养物质与植物表面接触机会,同时改善植物细胞通透性,使不易于被植物直接吸收利用的元素可通过鼠李糖脂对植物细胞膜渗透的改善作用进入植物细胞内,被植物吸收,从而提高肥料利用率。
鼠李糖脂作用于叶面改变液滴与叶面蜡质层接触角
鼠李糖脂作用于叶面改善润湿性
鼠李糖脂改善植物细胞通透性作用示意图
2.1.2可与金属离子鳌合,促进植物对微量金属元素的吸收
农业应用的鼠李糖脂螯合的金属离子可以有两种来源,一是与液相中的游离金属离子鳌合;二是通过表面活性剂的作用,使土壤中的金属离子从土壤颗粒表面脱附,再与鼠李糖脂鳌合溶解于土壤溶液中,这两种方式形成的鳌合体均有脂溶性性能,能使微量金属离子通过植物表面膜或角质层渗入植物体内,从而被植物有效吸收,增加微量元素肥料有效物质的利用率。
2.2 直接作为生物农药或添加于农药产品中增强药效
2.2.1鼠李糖脂对于孢子类植物病原菌的生物合成有控制作用
鼠李糖脂能破坏游离孢子的质膜,添加鼠李糖脂后,破坏了游离孢子的质膜渗透性,导致游离孢子丧失活性并快速的溶解死亡,这对于植物真菌性病害,如霜霉菌,根腐病、枯萎病等有很好的防治作用。
下图表明了鼠李糖脂对游离孢子病原菌的细胞溶解过程A游离孢子细胞溶解的简图
游离孢子鼠李糖脂细胞溶解
B鼠李糖脂破坏游离孢子质膜细节
游离孢子质
膜
鼠李糖脂
C游离孢子细胞溶解机制
鼠李糖脂进入游离孢子质膜
2.2.2 具有优良的乳化性能及渗透性能
鼠李糖脂在农药产品中可作为乳化剂添加,同时由于其优良的表面活性及改善植物细胞通透性的作用,在促进农药有效成分植物吸收上也能发挥很好的作用。
2.3 用于土壤调节,增强土壤活力
(1)鼠李糖脂在碱性条件下,可以电离出Rh-与H+,H+与碱性土壤中的OH-中和,使土壤的PH降低,从而改变土壤板结环境条件;
(2)鼠李糖脂作用于土壤的过程中,有效提高了地层微生物的活性,改善了土壤的颗粒结构;
(3)鼠李糖脂具有特殊的两亲结构——亲水性极性基团(鼠李糖元)和憎水性非极性基团(β—羟基癸酸),能改变固体和液体之间的界面张力,减弱颗粒间的粘结力同时扩散液膜,当鼠李糖脂在土壤颗粒表面被吸附后,亲水基的一端朝向土壤颗粒内部,疏水基的一端朝外,形成了包覆在土壤颗粒表面上的疏水膜,起到保护结晶水的作用。
2.4 用于果蔬保鲜
鼠李糖脂是一种活性较高的生物表面活性剂,有良好的亲水性能,易于在吸附体表面形成一层薄膜,减缓水分的散失,体现了其良好的保水功能。
在进行果蔬保鲜的过程中,也是利用它的成膜特性,阻止空气中的氧气进入果蔬表面,在膜内形成低氧气分压的小气调环境,降低呼吸,来达到延长果蔬贮存期的目的。
三、鼠李糖脂农业应用推荐方法
(1)鼠李糖脂在农业领域作为农肥和农药增效助剂与其他组分进行复配时,建议最终作用于植物的鼠李糖脂在3‰-6‰之间。
(2)作为果蔬保鲜剂应用时,建议最终使用浓度在0.5%-1.5%之间。
(3)作为土壤调节剂使用时,由于不同区域土壤条件差别较大,具体添加量需根据当地土壤进行实验确定。
公司生产鼠李糖脂技术指标:。