生物表面活性剂鼠李糖脂.pptx

Physical Chemistry of Surfaces Rhamnolipid presented by Lidan Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering contents 2 Conclusion Application Preparation methods Structure and properties Introduction Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 3 特点 优势 定义 生物表面活性剂 （Biosurfactants ，简称BS）是 由微生物、植物 或动物产生的天 然表面活性剂。 l 双亲性 l 溶解性 l 表面吸附性 l 界面定向排 列 l 形成胶束 l 更强的表面 和界面活性 l 对热稳定 l 对离子强度 的稳定性 l 生物可降解 l 破乳性 Introduction Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 4 按化学 结构分类 含氨基酸类脂 氨基酸（脂肽、脂 蛋白、脂氨基酸） 脂肪酸羧酸基 （甘油酯、脂肪 酸、脂肪醇、蜡） 磷脂磷酸基（ 磷脂酰胆碱、磷脂 酰乙醇胺） 生物聚合体（ 结合多糖、蛋白 质：脂多糖） 糖脂糖（ 鼠李糖脂、槐 糖脂、海藻糖 脂） Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 5 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48天, 得到的 一种含碳水化合物的类脂。 12分子的 鼠李糖 （亲水基团） 12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 Structure 6 鼠李糖脂类化合物的四种常见类型 单鼠李糖脂 双鼠李糖脂 Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering Properties 7 Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 8 显著降低 水的表面 张力 改变固体表 面的润湿性 消泡与 洗涤 分散与絮 凝 抗静电和 润滑 稳定油一 水乳化体 系 乳化与破 乳 RL是一种阴离子表 面活性剂。其分子的两 亲性使其在溶液表面或 油水界面定向排列成 单分子膜,这种定向吸附 的特性,使它具有表面活 性。 Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering Preparation method 9 培养发酵分离提纯产品纯化 发酵法 Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 10 培养发酵 酶促进反应合成生物表面活性剂,是一种体外生 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。 分离提纯 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 空过滤等方法 产品纯化 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。 detail novel Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 11 目前，鼠李糖脂大多由假单胞菌发酵而 得。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、 葡萄糖、正构烷烃等有机物均可作为发酵的 碳源。 假单胞菌 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 ，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。 废油 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。 back Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 12 培养液 离心 湿菌体 调节pH=2 氯仿:甲醇=2:1 杂质 有机物 40 粗产物 粗产物+硅胶 氯仿 中性脂 氯仿+乙醇 部分提纯的产物 薄层层析法 柱色谱（大批量处理） 纯产物 Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 13 Application Water engineer ing Soil Restora- tion Oil industry Agri- culture Fine Chemical Food Bio- compost Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 14 由于油藏岩石孔隙 存在有粘滞力和毛管力, 所以一次和二次采油的 采收率偏低。用RL进行 三次采油，其与地层中 的残余油会产生增溶、 乳化及互溶, 这样就可 以把油驱替出来。 降低石油粘滞度， 从而可用于清洗贮油 罐、油轮贮仓、输油 管道以及运油车等， 效果显著。 石油工业水处理土壤修复农业食品工业生物堆肥精细化工 Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 15 石油工业水处理土壤修复农业食品工业生物堆肥精细化工 加快正构烷烃的生物降解 过程，处理炼油厂废水 作为捕收剂与带电胶粒相 吸，以除去有毒金属离子 可将石油分散为微滴，消 除水面上的石油污染 Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 16 对土壤中 多氯联苯 的洗脱和 降解 对土壤中 重金属污 染的修复 对土壤中原 油的降解 对土壤中 多环芳烃 的增溶 PCBs是憎水 物质，易和土壤 中有机质结合， 导致有机质的生 物利用性降低， 阻碍土壤的修复 。RL能显著增强 它亲水性和生物 可利用性，促进 污染土壤中的洗 脱效果 。 RL具有增 流、增溶、显 著降低表面张 力、低毒性、 易降解等优点 ，所以通过和 重金属离子形 成胶束而除去 污染物。 RL具有增溶 分散等作用，能 增加难溶烃类化 合物在水中的溶 解度，乳化油类 利于油类与微生 物接触，从而促 进了石油烃的降 解。 多环芳烃是 一种毒性很强的 有机污染物。RL 对多环芳烃有很 好的增溶作用， 它的增溶效果与 被增溶物的分子 大小成反比。 石油工业水处理土壤修复农业食品工业生物堆肥精细化工 Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 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 生物表面活性剂对作物病虫害进行生物 防治。 石油工业水处理土壤修复农业食品工业生物堆肥精细化工 RL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 布于土壤。 Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 18 石油工业水处理土壤修复农业食品工业生物堆肥精细化工 润肤霜 2.文献综述 洗涤剂 护发素指甲油 RL有良好的 细胞通透性，其 来源于生物，具 有良好的无毒 害、可降解特 性。 Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 19 生物表面活性剂作为天然添加剂已在食品加工业广泛 使用。 RL能显著降低物质的界面张力和表面张力, 其疏水端与 有机分子结合, 亲水端与垃圾的孔际水结合, 使水在垃圾 颗粒周围形成稳定的液膜, 为微生物提供了良好的表面环 境。然后在微生物作用下。通过高温发酵使垃圾中的病 原菌无害化、有机物腐殖化和稳定化，从而处理各种有 机固体废弃物。 石油工业水处理土壤修复农业食品工业生物堆肥精细化工 Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering 20 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 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。 Lidan, School of Chemistry & Chemical Engineering References 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进展J 微生物学通报，2003，30(1)：6872 2 吴虹，汪薇，韩双艳鼠李糖脂生物表面活性剂的研究进展J微生物 学通报，2007，34(1)：148152 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J 食品研究与开发，2013，34(20)：115117 4 金黎，宋志荣，孟琴鼠李糖脂作为织物洗涤剂的应用研究J日用化 学工业，2013，43(5)：346349 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J水处 理技术，2008，34(9)：6574 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J应用 化工，2012，41(4)：69