生物表面活性剂概念、分类及应用介绍

2024年3月12日发(作者：幸运近义词)

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。

4、高分子类

最受人们关注的高分子生物表面活性剂包括lipomanan、alasan、

liposan、emulsan等。醋酸钙不动杆菌产生的emulsan和生物分散剂

（biodispersan）是研究最为充分的例子，它们由脂肪酸与杂多糖通过

共价键连结构成。liposan是由解脂假丝酵母（Candida lipolytica）产

生的乳化剂，由糖（83%）和蛋白质（17%）组成。

总结：生物表面活性剂有着与合成表面活性剂同样的乳化、降低

表界面张力等功能，而且无毒、可生物降解，但是同样也存在一些问

题，例如生产成本高、产量低等。