鼠李糖脂是由假單胞菌或伯克氏菌類產(chǎn)生的一種生物代謝性質(zhì)的生物表面活性劑。同時(shí)也是一種研究時(shí)間最長、應(yīng)用技術(shù)最為成熟的一種生物表面活性劑。它在土壤、水體和植物中都自然存在。它屬于一種糖脂類的陰離子表面活...

鼠李糖脂是由假單胞菌或伯克氏菌類產(chǎn)生的一種生物代謝性質(zhì)的生物表面活性劑。同時(shí)也是一種研究時(shí)間最長、應(yīng)用技術(shù)最為成熟的一種生物表面活性劑。它在土壤、水體和植物中都自然存在。它屬于一種糖脂類的陰離子表面活性劑。
一、在石油領(lǐng)域的應(yīng)用
鼠李糖脂作為一種生物表面活性劑,具有降低油水界面張力的作用,運(yùn)用于初次采油和二次采油之后的三采技術(shù),主要作用原理有以下幾種:
(1)作為犧牲劑使用,減少昂貴驅(qū)油劑的用量或在地層中的損耗,和其它驅(qū)油劑復(fù)配后具有驅(qū)油效果好、見效時(shí)間長的優(yōu)點(diǎn),但鼠李糖脂的加入有效的減少了驅(qū)油劑的用量,大大降低了成本。
(2)生物表面活性劑具有典型的生物活性,可以激活地層本源微生物,起到協(xié)同采油的作用,在油田的礦場試驗(yàn)水樣中發(fā)現(xiàn):注后半年較注前油井水樣中細(xì)菌含量提高了2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。
(3)作為一種活性劑使用,鼠李糖脂本身就是一種表面活性劑,可以降低油水界面張力,復(fù)配后驅(qū)油劑油水界面張力可達(dá)到10-3mN/m的水平,從而提高原油驅(qū)替效率。
二、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用
已有大量研究及實(shí)際應(yīng)用證實(shí),鼠李糖脂可以用在農(nóng)作物、蔬菜、水果、花卉上用于刺激生長、輔助吸收營養(yǎng)、增加農(nóng)藥及肥料作用效果等,并經(jīng)證實(shí)對(duì)人及動(dòng)物無毒副作用。
鼠李糖脂生物表面活性劑可作為潤濕劑應(yīng)用于葉面肥的生產(chǎn)上。因?yàn)樵S多植物葉片都覆有一層蠟質(zhì)層,使葉片表面成為一種保護(hù)表面,鼠李糖脂生物表活劑可作為潤濕劑,添加于葉面肥料中,以疏水基通過色散力吸附在蠟質(zhì)層的表面,親水基則伸入肥液中形成定向吸附膜取代了疏水的蠟質(zhì)層,改善葉面肥料在蠟質(zhì)層的潤濕狀況,使肥料充分鋪展,促進(jìn)肥料營養(yǎng)物質(zhì)最大限度的被吸收利用。
鼠李糖脂生物表活劑具備將部分微量元素鰲合的功能,在弱堿性環(huán)境下電離出的羧基可固定根系周圍的微量元素,降低微量元素在土壤中快速散失的可能性,保證了肥料的長效性。(Root Uptake of Lipophilic Zinc#Rhamnolipid Complexes,J. Agric. Food Chem. 2008, 56, 2112-2117)
對(duì)堿性土壤環(huán)境改善可以起到有效作用,是堿性土壤改性良好的添加劑。利用Rh在堿性條件下,電離出Rh-與H+的性能,與堿性土壤中的OH-中和改善土壤的堿性,從而改變土壤板結(jié)環(huán)境條件。
因?yàn)槭罄钐侵袧櫇駝┑淖饔眉傲己玫谋砻婊钚裕蓱?yīng)用到農(nóng)藥上起潤濕、鋪展及滲透作用。另外,對(duì)于一些農(nóng)藥殘留,鼠李糖脂具有可將其降解的能力。
此外,鼠李糖脂具有良好的抑制真菌的作用(已發(fā)表過的文獻(xiàn)中多次提到),用于農(nóng)作物拌種和抑制真菌、霉菌的實(shí)驗(yàn),已被證實(shí)。
國外對(duì)鼠李糖脂在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用比較常見,美國紐約州環(huán)保局通過了生物藥含鼠李糖脂的注冊(cè)檢測。(EPA,注冊(cè)號(hào)72431-1)
三、環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用
鼠李糖脂可用于處理多環(huán)芳烴PAHs(如:應(yīng)用于墨西哥灣漏油事故中釋放出來的多環(huán)芳香族碳?xì)浠衔铮糜谔幚硭w中難生物降解COD,處理重金屬污染等。
鼠李糖脂可以修復(fù)人類所造成的環(huán)境污染,包括土壤、水、海岸線及海底中的油、金屬或其他污染物。鼠李糖脂具有一定的金屬螯合能力("Stability Constants for the Complexation of Various Metals with a Rhamnolipid Biosurfactant",J. ENVIRON. QUAL., VOL. 30, MARCH-APRIL 2001),它作為螯合劑可以替代EDTA,用來清除土壤、污水及其他液體的重金屬污染物。還可用作采用植物方法吸收土壤重金屬離子的方式處理土壤,是植物技術(shù)原位處理被重金屬污染土壤的良好方法。
針對(duì)殺蟲劑或劇毒農(nóng)藥造成的土壤或水污染,鼠李糖脂和其生產(chǎn)菌銅綠假單胞菌有修復(fù)的功效,根據(jù)資料("EFFECT OF RHAMNOLIPID POTENTIAL ON BIODEGRADATION OF ENDOSULFAN BY Pseudomonas aeruginosa IN BATCH STUDIES." Arunkumar Mani ,J Biosci Tech, Vol 2 (3),2011,268-278)顯示,鼠李糖脂能夠促進(jìn)銅綠假單包桿菌降解硫丹,從而修復(fù)劇毒污染的土壤或水體。
鼠李糖脂作為生物表面活性劑具有無毒、兩親等性質(zhì),并隨濃度升高至臨界濃度時(shí)會(huì)對(duì)多環(huán)芳烴產(chǎn)生明顯的增容作用??梢韵疵摱嗦嚷?lián)苯,并改變多氯聯(lián)苯的HLB,使其容易被假單胞桿菌吸收降解。(鼠李糖脂的制備及其在修復(fù)多氯聯(lián)苯污染土壤中的應(yīng)用,馬滿英,湖南大學(xué)博士畢業(yè)論文)
四、食品領(lǐng)域的應(yīng)用
目前鼠李糖脂在食品方面多用作增大烘焙體積的膨大劑和調(diào)味劑,其食用安全性已通過了美國環(huán)保署(EPA)的食用安全認(rèn)證。
五、日化領(lǐng)域的應(yīng)用
鼠李糖脂除了具備良好的表面活性外,還具備良好的細(xì)胞通透性,其來源于生物,具有良好的無毒害可降解特性。這些特點(diǎn)使其可廣泛應(yīng)用于各種日化產(chǎn)品中。
化妝品工業(yè)使用大量的表面活性劑,它們幾乎在每種產(chǎn)品中都存在。包含表面活性劑的不同產(chǎn)品包括抗頭皮屑產(chǎn)品、護(hù)膚霜、染發(fā)劑、香波和護(hù)發(fā)素、牙膏、睫毛膏、指甲油、唇膏、止汗劑、嬰兒用品、剃須膏、保濕劑、肥皂、眼影、濕巾及香水等。其中最常用的就是SLES(十二烷基醚硫酸鹽)和SLS(十二烷基硫酸鹽)。
監(jiān)管機(jī)構(gòu)已經(jīng)指責(zé)SLES包含一種致癌物質(zhì),1.4-二惡烷。1.4-二惡烷是SLES生產(chǎn)的副產(chǎn)品,通常不能完全從SLES產(chǎn)品中去除。SLS已被證明是在較高濃度時(shí)對(duì)皮膚有刺激性。雖然SLS的傳統(tǒng)生產(chǎn)來源于椰子或棕櫚油,但一些SLS的制造來源于石油和石油副產(chǎn)品。鼠李糖脂是天然的產(chǎn)物,在潤膚霜,洗發(fā)水,肥皂,和上面列出的大多數(shù)化妝品中,將取代石油來源的表面活性劑和乳化劑,如SLS,SDS或NADS。
鼠李糖脂可以通過分散和潤濕性能來使物質(zhì)擴(kuò)散,以幫助保留水分、潤滑、產(chǎn)生泡沫、作為一種清洗劑。它可以保持混合物的體系穩(wěn)定,控制產(chǎn)品的粘度,還可以乳化毛孔中的油脂,減少痤瘡的發(fā)生。
六、在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用
鼠李糖脂可用于處理皮膚灼傷及部分皮膚病,還可作為一種基礎(chǔ)藥物。