生物表面活性剂-鼠李糖脂课件.pptx

1、PhysicalChemistryofSurfaces Rhamnolipid presented by Lidan contents2 Conclusion Application Preparation methodsStructure and properties Introduction3特点特点优势优势定义定义生物表面活性剂生物表面活性剂（BiosurfactantsBiosurfactants，简称，简称BSBS）是）是由微生物、植物由微生物、植物或动物产生的或动物产生的天天然然表面活性剂。表面活性剂。l 双亲性双亲性l 溶解性溶解性l 表面吸附性表面吸附性l 界面定向排界面定向排

2、列列l 形成胶束形成胶束l 更强的表面更强的表面和界面活性和界面活性l 对热稳定对热稳定 l 对离子强度对离子强度的稳定性的稳定性l 生物可降解生物可降解l 破乳性破乳性Introduction4按按化学化学结构结构分类分类含氨基含氨基酸类脂酸类脂氨基酸氨基酸（脂肽、（脂肽、脂蛋白、脂蛋白、脂氨基酸）脂氨基酸）脂肪脂肪酸酸羧酸羧酸基（甘油基（甘油酯、脂肪酯、脂肪酸、脂肪酸、脂肪醇、蜡）醇、蜡）磷脂磷脂磷酸基磷酸基（磷脂酰（磷脂酰胆碱、磷胆碱、磷脂酰乙醇脂酰乙醇胺）胺）生物聚生物聚合体（结合体（结合多糖、合多糖、蛋白质：蛋白质：脂多糖）脂多糖）糖脂糖脂糖（鼠李糖（鼠李糖脂、槐糖脂、槐糖脂、海糖脂

3、、海藻糖脂）藻糖脂）5鼠李糖鼠李糖脂脂(RL)(RL)是是一种典型的生物表面活性剂一种典型的生物表面活性剂,它它是由假单胞菌在是由假单胞菌在3737葡萄糖液中培养葡萄糖液中培养4 48 8天天,得到的得到的一种含碳水化合物的类脂。一种含碳水化合物的类脂。1 12 2分子分子的的鼠李糖鼠李糖（亲水基团）亲水基团）1 12 2分子具有不分子具有不同碳链长度的饱同碳链长度的饱和或和或不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸（疏水基团）（疏水基团）Structure6鼠李糖脂类化合物的四种常见类型鼠李糖脂类化合物的四种常见类型单鼠李糖脂单鼠李糖脂双鼠李糖脂双鼠李糖脂Properties78显著降低显著降低水的表面水的

4、表面张力张力改变固体表改变固体表面的润湿性面的润湿性消泡与消泡与洗涤洗涤分散与絮分散与絮凝凝抗静电和抗静电和润滑润滑稳定油一稳定油一水乳化体水乳化体系系乳化与破乳化与破乳乳 RLRL是是一种阴离子表一种阴离子表面活性剂。其分子的两面活性剂。其分子的两亲性使其在溶液表面或亲性使其在溶液表面或油油水界面水界面定向排列成定向排列成单分子膜单分子膜,这种定向吸附这种定向吸附的特性的特性,使它具有使它具有表面活表面活性性。Preparation method9培养发酵培养发酵分离提纯分离提纯产品纯化产品纯化发酵法发酵法10培养发酵培养发酵 酶促进反应合成生物表面活性剂酶促进反应合成生物表面活性剂,是一种

5、体外生是一种体外生产方法，条件相对粗放，反应具有专一性，可产方法，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。在普通温度和压力下进行，产品易于回收。分离提纯分离提纯 萃取、盐析、渗析、离心、沉淀、结晶以及冷萃取、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、真冻、干燥，还有静置、悬浮、离心、旋转、真空过滤等方法空过滤等方法产品纯化产品纯化 进一步的分离提纯一般使用薄层层析色谱和柱进一步的分离提纯一般使用薄层层析色谱和柱色谱。处理大量的鼠李糖脂可以使用柱色谱。色谱。处理大量的鼠李糖脂可以使用柱色谱。detailnovel11目前，鼠李糖脂大多由

6、假单胞菌发酵而目前，鼠李糖脂大多由假单胞菌发酵而得。得。为了得到高产的鼠李糖脂，合适的碳源为了得到高产的鼠李糖脂，合适的碳源是首要考虑的因素，植物油、甘油、乙醇、是首要考虑的因素，植物油、甘油、乙醇、葡萄糖、正构烷烃等有机物均可作为发酵的葡萄糖、正构烷烃等有机物均可作为发酵的碳碳源。源。假单胞菌假单胞菌用餐厨废油为碳源发酵产鼠李糖脂，不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，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。物资源化利用的目的。废油废油为降低成本，利用廉价易得

7、的发酵碳为降低成本，利用廉价易得的发酵碳源，实现大规模生产应用。源，实现大规模生产应用。back12培养液培养液离心离心湿菌体湿菌体调节调节pHpH=2=2氯仿氯仿:甲醇甲醇=2:1杂质杂质有机物有机物4040粗产物粗产物粗产物粗产物+硅胶硅胶氯仿氯仿中性脂中性脂氯仿氯仿+乙醇乙醇部分提纯的产物部分提纯的产物薄层层析法薄层层析法柱色谱（大批量处理）柱色谱（大批量处理）纯产物纯产物13ApplicationWater engineeringSoil Restora-tionOil industryAgri-cultureFine ChemicalFoodBio-compost 14由于油藏岩石孔

8、隙由于油藏岩石孔隙存在有粘滞力和存在有粘滞力和毛管力毛管力,所以所以一次和二次采油的一次和二次采油的采收率偏采收率偏低。用低。用RLRL进行进行三次采油，其与三次采油，其与地层中地层中的残余油会产生增溶、的残余油会产生增溶、乳化及互溶乳化及互溶,这样就这样就可可以把以把油驱替油驱替出来。出来。降低石油粘滞度，降低石油粘滞度，从而可用于从而可用于清洗贮油清洗贮油罐、油轮贮仓、输油罐、油轮贮仓、输油管道以及运油车等，管道以及运油车等，效果显著。效果显著。石油工业石油工业水处理水处理土壤修复土壤修复农业农业食品工业食品工业生物生物堆肥堆肥精细化工精细化工15石油工业石油工业水处理水处理土壤修复土壤修

9、复农业农业食品工业食品工业生物生物堆肥堆肥精细化工精细化工加快正构烷烃的生物降加快正构烷烃的生物降解过程，处理炼油厂废解过程，处理炼油厂废水水作为捕收剂与带电胶粒作为捕收剂与带电胶粒相吸，以除去有毒金属相吸，以除去有毒金属离子离子可将石油分散为微滴，可将石油分散为微滴，消除水面上的石油污染消除水面上的石油污染16对土壤中对土壤中多氯联苯多氯联苯的洗脱和的洗脱和降解降解对土壤中对土壤中重金属污重金属污染的修复染的修复对土壤中原对土壤中原油的油的降解降解对对土壤中土壤中多环芳烃多环芳烃的增的增溶溶 PCBsPCBs是是憎水憎水物质，易物质，易和土壤和土壤中有机质结合，中有机质结合，导致有机质的生导

10、致有机质的生物利用性降低物利用性降低，阻碍阻碍土壤的修复土壤的修复 。RLRL能能显著显著增强增强它它亲水性亲水性和生物可和生物可利用性，促进污利用性，促进污染土壤染土壤中的中的洗脱洗脱效果效果 。RL RL具有增流、具有增流、增溶、显著降增溶、显著降低表面张力、低表面张力、低毒性、易降低毒性、易降解等优点，所解等优点，所以通过和重金以通过和重金属离子形成胶属离子形成胶束而除去污染束而除去污染物。物。RLRL具有增溶具有增溶分散等作用，能分散等作用，能增加难溶烃类化增加难溶烃类化合物在水中的溶合物在水中的溶解度，乳化油类解度，乳化油类利于油类与微生利于油类与微生物接触，从而促物接触，从而促进了

11、石油烃的降进了石油烃的降解。解。多环芳烃是多环芳烃是一种毒性很强的一种毒性很强的有机污染物。有机污染物。RLRL对多环芳烃有很对多环芳烃有很好的增溶作用，好的增溶作用，它的增溶效果与它的增溶效果与被增溶物的分子被增溶物的分子大小成反比。大小成反比。石油工业石油工业水处理水处理土壤修复土壤修复农业农业食品工业食品工业生物生物堆肥堆肥精细化工精细化工鉴于农药污染、历史残留农药和除草鉴于农药污染、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生物表面活性剂对作物病虫害进行生物防治。防治。石油工业石油工业水处理水处理土壤修复土壤

12、修复农业农业食品工业食品工业生物生物堆肥堆肥精细化工精细化工RLRL可使粘重土壤亲水化，进而增可使粘重土壤亲水化，进而增加其可湿性，令肥料和农药均匀地分加其可湿性，令肥料和农药均匀地分布于土壤。布于土壤。18石油工业石油工业水处理水处理土壤修复土壤修复农业农业食品工业食品工业生物生物堆肥堆肥精细化工精细化工润肤霜润肤霜2.文献综述洗涤剂洗涤剂护发素护发素指甲油指甲油 RL RL有良好有良好的的细胞通透性，其细胞通透性，其来源于生物，具来源于生物，具有良好的无有良好的无毒害、毒害、可可降解特性降解特性。19 生物表面活性剂生物表面活性剂作为天然添加剂已在食品加工业广泛作为天然添加剂已在食品加工业

13、广泛使用使用。RLRL能能显著降低物质的界面张力和显著降低物质的界面张力和表面张力表面张力,其其疏水端与疏水端与有机分子有机分子结合结合,亲水亲水端与垃圾端与垃圾的孔际水结合的孔际水结合,使使水在垃圾水在垃圾颗粒周围形成稳定的颗粒周围形成稳定的液膜液膜,为为微生物提供了良好的表面微生物提供了良好的表面环环境境。然后在微生物然后在微生物作用作用下。通过高温下。通过高温发酵使垃圾中的病发酵使垃圾中的病原菌无害原菌无害化、有机物腐殖化和稳定化，从而处理化、有机物腐殖化和稳定化，从而处理各种有各种有机固体机固体废弃物。废弃物。石油工业石油工业水处理水处理土壤修复土壤修复农业农业食品工业食品工业生物生物

14、堆肥堆肥精细化工精细化工20Conclusion 鼠李糖脂是由微生物产生的阴离子生物表面活性剂，鼠李糖脂是由微生物产生的阴离子生物表面活性剂，它不仅它不仅溶于甲醇、氯仿和乙醚，在碱性水溶液中溶于甲醇、氯仿和乙醚，在碱性水溶液中也能也能表现表现出良好的出良好的溶解溶解特性特性。它它兼具良好的化学和生物特性。具有油、水两亲性，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降低水表面张力，也可以，也可以作为润湿剂、乳化剂和作为润湿剂、乳化剂和发泡剂发泡剂使用。同时其具有优异的表面活性，并且使用。同时其具有优异的表面活性，并且无毒，无毒，可生物降解可生物降解。目前它比较广泛的应用于

15、石油工业、绿色农业和生目前它比较广泛的应用于石油工业、绿色农业和生态环境方面，此外在食品行业、化妆品、医疗方面也态环境方面，此外在食品行业、化妆品、医疗方面也有较大的应用潜力。有较大的应用潜力。References1 1 时进钢，袁兴中，曾光明生物表面活性剂的合成与提取研究时进钢，袁兴中，曾光明生物表面活性剂的合成与提取研究进展进展 J J微生物学通报，微生物学通报，20032003，30(1)30(1)：686872722 2 吴虹，汪薇，韩双艳鼠李糖脂生物表面活性剂的研究进展吴虹，汪薇，韩双艳鼠李糖脂生物表面活性剂的研究进展JJ微生物微生物学通报，学通报，20072007，34(1)34(

16、1)：1481481521523 3 詹鹏，李树战，宋剑飞，李团民餐厨废油发酵产鼠李糖脂研究进展詹鹏，李树战，宋剑飞，李团民餐厨废油发酵产鼠李糖脂研究进展JJ食品研究与开发，食品研究与开发，20132013，34(20)34(20)：1151151171174 4 金黎，宋志荣，孟琴鼠李糖脂作为织物洗涤剂的应用研究金黎，宋志荣，孟琴鼠李糖脂作为织物洗涤剂的应用研究JJ日用化日用化学工业，学工业，20132013，43(5)43(5)：3463463493495 5 项海，王纬，章宏梓鼠李糖脂促进含油餐饮废水的生物降解项海，王纬，章宏梓鼠李糖脂促进含油餐饮废水的生物降解JJ水处水处理技术，理技术

17、，20082008，34(9)34(9)：656574746 6 李俊峰，门晋名鼠李糖脂在土壤污染修复中的应用研究进展李俊峰，门晋名鼠李糖脂在土壤污染修复中的应用研究进展JJ应用应用化工，化工，20122012，41(4)41(4)：6976977007007 7 陈桂秋，曾光明，黄国和鼠李糖脂的表面化学和生物合成及其在垃圾陈桂秋，曾光明，黄国和鼠李糖脂的表面化学和生物合成及其在垃圾堆肥中的应用展望堆肥中的应用展望JJ中国生物工程杂志，中国生物工程杂志，20052005：1251251301308 8 刘雪红，刘慧，高洁鼠李糖脂在石油工业中的应用研究进展刘雪红，刘慧，高洁鼠李糖脂在石油工业中的应用研究进展JJ化学化学工业与工程技术，工业与工程技术，20122012，33(2)33(2)：5 58 82122Thank Thank you you for for your your attention!attention!