生物表面活性劑概念、分類及應用介紹

2024年3月12日發(作者：幸運近義詞)

生物表面活性劑概念、分類及應用介紹

生物表面活性劑是指在特定的培養條件下，細菌、酵母菌和真菌

等微生物新陳代謝過程中產生的兩親性物質（親水又親油），其優勢

在于活性高、乳化性能好、空間結構復雜、表面張力低（多數可低于

30 mN/m）、具有高化學穩定性和熱穩定性，此外，由于環保和原料

來源廣泛，它們可以從工業廢物或農副產品中提取。

雖然長期以來生物表面活性劑的概念僅限于微生物表面活性劑，

但目前生物表面活性劑的分類根據其來源分為第一代和第二代化合

物。

第一代生物表面活性劑是從植物和動物原料中提取純化或完全

由可再生資源通過化學合成生產的，包括皂苷、糖酯、烷基多苷、烷

醇胺等。

第二代生物表面活性劑完全由可再生資源或生物過程（生物催化

或發酵）生產，主要的例子是微生物表面活性劑，如糖脂和脂肽等。

1、糖脂類

即糖和長鏈脂肪酸或羥基化脂肪酸組成的復合體，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組

成的單糖、雙糖、三糖或四糖的重復單元。糖脂類表面活性劑主要有

海藻糖脂、鼠李糖脂、槐糖脂和甘露糖赤蘚糖醇脂等，其中銅綠假單

胞菌發酵產生的鼠李糖脂被研究的最為廣泛。

2、脂肽類

脂肽是微生物發酵過程中產生的次級代謝產物，脂肽生物表面活

性劑通常是由β-氨基或β-羥基脂肪酸（親油基團）與肽鏈或肽環（親

水基團）構成的一類生物表面活性劑，具有兩親性，是一類新型天然

表面活性劑，主要來源于芽孢桿菌、鏈霉素、假單胞菌、沙雷氏菌屬、

曲霉菌和游動放線菌的菌屬。脂肽表面活性劑主要有表面活性素類、

伊枯草菌素類等。

3、磷脂類

磷脂分子既含有疏水性的脂肪酸酯基，又含有親水性的磷酸基。

磷脂具有親油性使其能以薄膜狀包裹在油滴表面，磷脂又具有親水性

與水分子相吸引，大大降低了水油之間的界面張力，從而使得水油混

合液成為均勻穩定的乳化液。

磷脂在化妝品中的應用（卵磷脂、氫化卵磷脂、大豆卵磷脂等），

一方面是利用它的表面活性，即磷脂在皮膚上可形成薄的單分子膜或

低聚分子膜，這些膜具有膠體性質，保護皮膚不受洗滌劑的脫脂影響；

另一方面是利用它為皮膚細胞的固有成分，對生物膜的生理活性和機

體的正常代謝有重要的調節功能，對人體肌膚有較好的保濕性和滲透

功能。

4、高分子類

最受人們關注的高分子生物表面活性劑包括lipomanan、alasan、

liposan、emulsan等。醋酸鈣不動桿菌產生的emulsan和生物分散劑

（biodispersan）是研究最為充分的例子，它們由脂肪酸與雜多糖通過

共價鍵連結構成。liposan是由解脂假絲酵母（Candida lipolytica）產

生的乳化劑，由糖（83%）和蛋白質（17%）組成。

總結：生物表面活性劑有著與合成表面活性劑同樣的乳化、降低

表界面張力等功能，而且無毒、可生物降解，但是同樣也存在一些問

題，例如生產成本高、產量低等。