脂肽类生物表面活性剂在皂洗中的应用

脂肽类生物表面活性剂的研究进展李俊峰;刘丽【摘要】脂肽类生物表面活性剂是一类由微生物产生的次级代谢产物，具有独特的化学结构，表现出优良的表面活性和生理特性。

简介了脂肽类生物表面活性剂的产生菌及其种类，重点介绍了海洋微生物所产的脂肽类表面活性剂，并展望了其研究前景。

%The lipopeptide biosurfactants with unique chemical structure are secondary metabolites produced by microorganism.They have excellent surface activity and special physiological characteristics.The lipopeptide biosurfactant producing microbles and types of lipopeptide biosurfactants were reviewed,lipopeptide biosurfac-tant produced by marine microorganisms was mainly introduced,and prospect of lipopeptide biosurfactant was put forward too.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P12-15)【关键词】脂肽;生物表面活性剂;微生物产次级代谢产物【作者】李俊峰;刘丽【作者单位】青岛科技大学化工学院，山东青岛266042;青岛科技大学化工学院，山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】Q815脂肽类生物表面活性剂（lipopeptide biosurfactants）是微生物在一定条件下培养时，代谢过程中分泌出来的具有表面活性的脂肽类化合物。

这些活性物质具有独特的两亲性分子结构，同时存在极性亲水的肽键及脂肪烃链组成的非极性憎水基，具有特殊的功能。

脂肽类生物表面活性剂技术标准一、检测项目二、检测方法1 界面张力测定方法1.1范围本方法规定了脂肽表面活性剂配制三元体系旋转滴法测量油水两相界面张力的方法，高密度相为透明液体，其测量范围为1～10-5mN/m。

1.2 引用标准SY/T 6424---2000 复合驱油体系性能测试方法Q/SY DQ1277-2009《复合驱油体系油水界面张力测定方法》1.3仪器3.1.3.1界面张力仪：TEXAS—500C型或同类产品。

3.1.3.2注射器：2mL。

3.1.3.3天平：精度0.01g 和0.0001g。

1.4 试剂及样品要求1.4.1检测用油：井口脱水脱气原油，由勘探开发研究院统一下发，室温下保存，使用期限不超过6个月。

1.4.2检测用水：配注用水。

脂肽表面活性剂产品供货厂家与使用单位所用污水要统一，使用期限不超过15天。

1.4.3石油磺酸盐表面活性剂样品：须密封保存，用前须45℃烘箱加热后搅拌均匀。

1.4.4脂肽表面活性剂样品：须密封保存。

1.4.5碳酸钠（Na2CO3）：分析纯。

1.5实验准备1.5.1标准丝直径的标定，精确到0.001mm。

1.5.2 在测试温度下测定两相密度，精确到0.0001g/cm3。

1.5.3清洗毛细管。

1.5.4清洗注射器。

1.6 样品配制三元体系溶液配制分为直接配制法和母液稀释法，各使用单位根据实际情况自行选择使用。

1.6.1直接配制法：此方法要求先称取一定量的聚合物干粉，加入称量好注入污水的烧杯中，在转速为400 RPM，搅拌2-3小时，配制成聚合物浓度为1500 mg/L、1000 mg/L的聚合物溶液，使用期限不能超过7天。

再依次向干净、恒重的烧杯中称量加入脂肽表面活性剂、石油磺酸盐表面活性剂样品、碱和已配制好的聚合物溶液，四种化学剂的加入顺序为：脂肽表面活性剂→石油磺酸盐表面活性剂→聚合物溶液→污水→碱。

各化学剂的称量要准确到0.01g。

配制的三元体系溶液要搅拌均匀，搅拌时间不少于30分钟。

生物表面活性剂的制备、提纯及其应用摘要：生物表面活性剂是由微生物产生的天然产物，具有表面活性高、对环境无污染、生物可降解性及良好的抑菌作用等优于化学合成的表面活性剂的独特性质。

本文对生物表面活性剂的合成方法进行了介绍，对生物表面活性剂在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域的应用进行了总结，展望了生物表面活性剂的良好应用前景。

关键词：生物表面活性剂制备提纯应用生物表面活性剂主要是由微生物在好氧或厌氧条件下在碳源培养基中生长时产生的。

这些碳源可以是碳水化合物、烃类、油、脂肪或者是它们的混合物。

生物表面活性剂可分为非离子型和阴离子型, 阳离子型较为少见。

像其它表面活性物质一样, 生物表面活性剂由一个或多个亲水性和憎水性基团组成, 亲水基可以是酯、羟基、磷酸盐、或羧酸盐基团、或者是糖基, 憎水基可以是蛋白质或者是含有憎水性支链的缩氨酸。

根据生物表面活性剂的结构特点, 可将其分为5 类:糖脂、脂肽、多糖蛋白质络合物、磷脂和脂肪酸或中性脂。

和传统的化学合成的表面活性剂相比, 生物表面活性剂有许多明显的优势:(1)更强的表面和界面活性;(2)对热的稳定性;(3)对离子强度的稳定性;(4)生物可降解性;(5) 破乳性。

由于这些显著特点, 使生物表面活性剂在一些方面可以逐渐代替化学合成的表面活性剂, 而且应用也越来越广泛。

1 生物表面活性剂的性质、分类及制备1. 1 生物表面活性剂的特性生物表面活性剂分子结构包含极性基团和非极性基团，是一种具有亲水、疏水两性特点的生物大分子化合物。

生物表面活性剂分子的亲水基和疏水基可以由不同的分子成分组成。

生物表面活性剂与其他表面活性剂比较，主要特性就是无毒性、稳定性好、耐酸耐盐性好、可以被生物降解、对环境无污染及抗菌性。

1. 2 生物表面活性剂的分类生物表面活性剂根据其化学结构的不同，可以分为酰基缩氨酸系、糖脂系、磷脂系、高分子聚合物和脂肪酸系表面活性剂五类，如表1 所示。

肥皂荚豆胶的表面活性性质与其在洗涤剂中的应用肥皂荚豆胶是一种天然的无毒胶体物质，具有良好的表面活性性质。

在洗涤剂中，肥皂荚豆胶被广泛应用，能够起到很好的清洁、洗涤和乳化作用。

本文将重点探讨肥皂荚豆胶的表面活性性质，并介绍其在洗涤剂中的应用。

首先，我们来了解一下肥皂荚豆胶的表面活性性质。

表面活性剂是能够降低液体表面张力并改善液体界面性质的物质。

肥皂荚豆胶中的活性物质是皂素，是一种亲水-疏水结构的化合物。

亲水部分与水分子作用，疏水部分与油脂分子作用，使得皂素具有优良的表面活性性质。

肥皂荚豆胶能够在水溶液中形成胶体，且其胶体颗粒具有负电荷，能够吸附和包裹污垢、油脂等非极性物质，从而实现清洁和洗涤的作用。

其次，肥皂荚豆胶在洗涤剂中的应用非常广泛。

肥皂荚豆胶可以作为主要活性成分或辅助成分添加在洗涤剂中，能够提高洗涤剂的清洁能力和稳定性，并减少对环境的污染。

一方面，肥皂荚豆胶作为主要活性成分添加在洗涤剂中，可以用于家居清洁、衣物清洗等领域。

由于其表面活性性质，肥皂荚豆胶能够快速降低水的表面张力，使水易于渗透入织物中，有效去除衣物上的污渍。

同时，肥皂荚豆胶能够增加水的溶解能力，促进污垢的溶解和分散，使清洗效果更加卓越。

此外，肥皂荚豆胶对于油脂污渍也有良好的去除效果，能够迅速将油脂分子分散，并使其悬浮在水中，便于清洗。

由于其天然、无毒的特点，肥皂荚豆胶洗涤剂对人体和环境无害，成为越来越受欢迎的清洁用品。

另一方面，在个人护理产品中，肥皂荚豆胶也有着广泛的应用。

肥皂荚豆胶能够形成丰富的泡沫，并具有良好的洁肤作用。

它能够温和地清洁皮肤，去除污垢和皮脂，同时不会破坏皮肤屏障和水油平衡。

另外，肥皂荚豆胶也具有保湿和柔软皮肤的功效，适用于各类肤质，包括敏感肌肤。

因此，肥皂荚豆胶成为清洁和保养皮肤的理想成分，广泛应用于洗面奶、沐浴露、洗发水等个人护理产品中。

此外，肥皂荚豆胶还可以在洗涤剂中作为辅助成分使用。

肥皂荚豆胶在洗涤剂中的胶体颗粒具有稳定的分散性和乳化性，可以起到稳定和增稠的作用。

生物表面活性剂在环境生物工程中的应用
生物表面活性剂是由微生物分泌的一类分子，具有降低表面张力和增强液体分散、乳化和增溶等特性，因此被广泛应用于环境生物工程中。

1. 油污清理：生物表面活性剂能够有效降低油水界面的张力，使石油污染的地下水或海洋中的油被分散成细小的颗粒，从而有利于微生物分解分散的油，加速生物降解过程。

2. 污泥处理：在污水处理厂对于废水中的有机物提供条件，促进污泥微生物对有机物的降解和分解，以加速废水的处理过程，增加处理效率。

3. 农业生产：生物表面活性剂可以促进土壤物理和化学性质的改善，提高土壤的水分透气性和肥力，从而增强农作物生产能力。

4. 食品加工：生物表面活性剂用于乳化稳定食品的乳化液和液态食品，如肉制品、乳制品、饮料等，可获得更好的质量和口感。

生物表面活性剂具有良好的生物降解性，不会对环境产生负面影响，因此在环境生物工程中应用广泛，可提高环境治理效率，降低治理成本。

异构酯类表面活性剂的性质及应用酯类化合物是重要的表面活性剂品种,因安全性高,广泛用于食品、药品及日用化学品等领域。

化妆品中膏霜和乳液的主要成分一般是矿物油类、油脂、天然的或合成的蜡、乳化剂和水等。

乳液的浓度和在皮肤表面的效果依赖于其成分的浓度和性质,有研究表明,化妆品产品的水- 水汽渗透性越高越好。

大量使用的天然动植物油脂主要是直链脂肪酸的酯,但这些直链脂肪酸的酯(简称正构酸酯类)容易阻碍水汽渗透皮肤,而异构酯类(具有支链的酸或醇形成的酯)在这方面表现出了更好的性能,在个人护理产品中有特殊的作用。

同正构酸酯类相比,异构酯类表面活性剂比类似的正构饱和酸酯熔点低,比正构不饱和酸酯稳定性高,室温下一般为油状液体,是性能优良的新型合成油类化合物。

近年来发现,某些异构酯类表面活性剂可用于日用化学品、农用化学品、树脂和润滑油等的添加剂,以提高产品的延展性、稳定性和润湿性等,具有比其他类似酯更为优越的性能,因而日益显示出良好的应用前景。

1 异构酸季戊四醇酯季戊四醇酯类化合物随着脂肪酸碳链的增长,季戊四醇酯的许多性能更为优越,但同时其位阻效应更加明显,酯化难度相应加大。

以前使用的季戊四醇酯主要由正构羧酸和季戊四醇反应得到,其中包括四油酸季戊四醇酯、四硬脂酸季戊四醇酯、四壬酸季戊四醇酯、四辛酸季戊四醇酯等。

目前,发现某些异构酸的季戊四醇酯具有比正构酸季戊四醇酯更好的性能,其中,四异硬脂酸季戊四醇酯是无色透明的液体油脂,无味,热稳定性好,成膜性好,具有高度的防水性,对粉体分散性及悬浮性好,有助于色料分散,可防沉降,润肤性好,适用于滋润性的膏霜、乳液、防晒产品和彩妆系列。

用于口红可增加亮光度,减少冒汗。

2异构酸甘油酯甘油酯通常指由甘油和脂肪酸(包括饱和的和不饱和的)经酯化所生成的酯类化合物。

高碳数脂肪酸的甘油酯是天然油脂的主要成分,如甘油三油酸酯、甘油三软脂酸酯和甘油三硬脂酸酯。

目前甘油酯的研究热点主要是中碳链脂肪酸和异构酸的甘油酯等。

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。

表面活性剂在工业清洗上的应用一、作用原理水基清洗剂的去污作用是借助于表面活性剂的润湿、渗透、乳化、分散、增溶等性质来实现的。

1、洗涤剂溶液对被洗基质和污垢的润湿及对二者界面之间的渗透；2、清洗剂中的表面活性剂使油性污垢乳化、增溶、分散使污垢与固体表面分离，并分散或乳化于洗涤介质中（通常是水）；3、防止已被乳化的油性污垢和已被分散的固体污垢重新再沉积于基质表面。

洗涤过程是一个可逆过程，分散和悬浮于介质中的污垢也有可能重新沉积于固体表面，这过程称为污垢再沉积作用。

在上述过程中施加一定的机械力，将大大提高清洗效果。

二、表面活性剂的选择由于清洗的基材的差异，而选择适当的清洗剂，清洗环境分为：中性，酸性，碱性，正确的选取表面活性剂会在其中发挥重要的作用。

1、酸洗过程中为提高酸洗效果，即加速氧化层的溶解，延缓酸对基体的腐蚀，抑制氢原子向基体的扩散，金属酸洗液中常常加入少量表面活性剂，这是因为加入的表面活性剂会在金属表面形成一层薄膜，起到一定的缓蚀作用。

2、在碱洗过程中表面活性剂的主要作用就是降低表面张力、乳化、分散污垢，从而显著提高清洗效率。

非离子表面活性剂（如烷基酚聚氧乙烯醛、聚醛等）具有良好的润湿和渗透能力。

1.加入少量表面活性剂可以降低基材与液面的表面张力，以及提升渗透性，让碱液更好与油污接触，形成皂化反应，除去一部分油脂。

2、加入表面活性剂后可增加对油脂的乳化分散。

3、加入机溶剂清洗过程中。

主要使用的表面活性剂有酯、酸和胺的环氧乙烷加成物或它们的混合物，也可采用非离子和阴离子表面活性剂的复配物。

表面活性剂的选择，由溶剂的类型和拟配制的清洗剂乳化液的类型来决定。

另外，在溶剂基清洗剂中还应加入某些助溶剂，以提高溶剂的溶解量（如高级醇、乙二醇、乙二醇衍生物等）。

天然表面活性剂在日化产品中的应用∙类别：洗涤剂工业∙作者：∙关键词：∙【内容】∙天然表面活性剂多来自动植物体,为较复杂的高分子有机物。

由于其亲水性强,因而能形成乳浊液。

而这类物质多有较高的粘度,有益于乳化稳定性。

如卵磷脂、胆甾醇、羊毛脂、茶皂素、蛋白质、皂苷类、糖类及烷基多苷等。

此类表面活性剂一般表面张力能力较小,乳化能力也不尽相同。

但有的具有较强的表面活性,如茶皂素、烷基多苷等,去污活性强,可直接应用于洗澡用品、洗发制剂。

而大多数天然表面活性剂具有优良的乳化性能,且具有其他方面的特性和功能,在医药、食品、化妆品及洗涤用品等方面应用广阔。

这类表面活性剂多数无刺激、无毒副作用,安全性能高,易生物降解,配伍性能好。

是未来表面活性剂的发展方向,特别是在日化产品中有着广阔的应用前景。

1、卵磷脂卵磷脂存在于生物细胞中,如动物卵、脑等组织及植物的种子或胚芽中,卵黄磷脂从蛋黄中提取;大豆中含有丰富的卵磷脂。

卵磷脂具有乳化、分散、抗氧化等生理活性,是天然优良的表面活性剂,重要的乳化剂。

其具有多种功能:①能参与细胞的代谢,活化细胞,有抗衰老功能;②对细胞有渗透和调节作用,可软化和保护皮肤;③可改善油脂的润湿和辅展性能,多用以调节、护理头发、皮肤化妆品等;④具有良好的成膜性能,可改善洗涤剂对皮肤的脱脂作用;⑤预防和治疗湿疹及多种皮肤病;⑥促进毛发生长,有护发健发作用;⑦具有香料和色素的分散稳定作用;⑧维持制剂乳液的稳定作用。

因此卵磷脂可广泛应同于护肤护发、浴用及美容化妆品中。

2胆甾醇胆甾醇亦称胆固醇。

存在动物大脑及神经组织,及羊毛脂与卵黄中。

是一种天然乳化剂。

其分子结构的特征,疏水基作用力强,所以适宜于油溶性和乳化剂制备,即Ｗ/Ｏ型乳状液。

皮肤中皮脂分泌物含有丰富的胆甾醇及其衍生物,所以胆甾醇有护肤和护发的作用。

其亦是一种助乳化剂,具有促进和增强其他表面活性剂的功能。

应用于唇膏及眼部化妆品制剂,有益于色素和乳液的稳定。