发酵法
培养发酵
培养能分泌表面活性剂 的微生物，可在普通温 度压力下进行，产品易
于回收。
分离提纯
萃取、盐析、渗析、沉 淀、结晶、冷冻、离心 真空过滤等方法分离菌
体与产物。
产品纯化
凝聚沉淀、离心分离 蒸馏水渗析、冷冻干燥 得生物表面活性剂。
酶合成法
Ø与微生物发酵方法相比较，酶合成法起步较晚，但发展迅速。由于酶在非极性溶剂中或微水条件下仍然能
生
Байду номын сангаас
物
表
面 活
Ø以磷酸基为亲水基团的磷脂。如磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油等。
性
剂
的
分 类
Ø以羧酸基为亲水基团的脂肪酸中性脂。如脂肪酸、脂肪醇等
Ø结合多糖、蛋白质及脂的聚合物。如脂杂多糖、脂多糖复合物等。
Ø特殊型生物表面活性剂。如全胞、膜载体等。
生物表面活性剂的结构
鼠李糖脂是由假单胞菌或伯克氏菌类产生的一种生物代谢性质的生物表面活性剂，同 时也是一种研究时间最长、应用技术最为成熟的一种生物表面活性剂，它在土壤、水 体和植物中都自然存在。它属于一种糖脂类的阴离子表面活性剂。
优越特性
1.化学结构发杂庞大，表面活性更高，乳化能力更强 2.来源于微生物代谢产物，本身无毒，能完全降解，环境友好 3.生物相容性好，可广泛用于化妆品、药物和食品 4.分子结构类型多样。有特殊官能团，作用专一 5.生产原料来源广泛，生产过程环保性好 6.生产工艺先进，生产技术高科技化，生产成本适中
生物表面活性剂的生产和制备方法
生物表面活性剂
目录
生物表面活性剂概念 生物表面活性剂的结构 生物表面活性剂的制备方法 生物表面活性剂的应用
问题和发展前景
背景
u表面活性剂是一类少量加入就能大幅度降低溶剂表面张力，并能明显改变体系的界
面性质和状态，从而产生润湿、乳化、起泡、洗涤、分散、抗静电、润滑、加溶等作 用的两性化合物。
u目前，大多数表面活性剂主要以石油为原料经化学合成而来，由于受化工原料、产
在石油开采业中的应用
Ø 微生物强化采油（MEOR）：开采石油时往
油层中注入某些微生物，同时注入一些微生
物生长所必需的营养物，以地下石油为唯一
碳源，这些微生物在生长的同时，能产生生
物表面活性剂。这些生物表面活性剂可降低
原油与水两相界面的张力，从而可提高油田
Ø
的开采量。 优势:在油田开采中，应用一次及二次采油
1～2分子的 鼠李糖
（亲水基团）
鼠李糖脂单、双结构表述
1～2分子具有不 同碳链长度的饱 和或不饱和脂肪酸 （疏水基团）
生物表面活性剂的性质
相同性质
与合成表面活性剂比较
1.表面性能优良，能降低溶剂表面张力和界面能量，稳定乳化液和增加泡沫，具有 渗透、湿润、乳化、增溶、发泡、消泡、洗涤、去污等表面性能 2.热稳定性和化学稳定性较好
天然生物提取法
Ø天然生物提取法，例如磷脂、卵磷脂类等生物表面活性剂存在于蛋黄或大豆等天然生物原
料中，现早已被提取而出应用到人们的生活与生产当中。从天然生物原料中提取有效的生物 表面活性剂，分离提取相对较易，天然含量丰富，制备简单，成本低廉，但是受到原料的限 制难以大量生产。
生物表面活性剂的应用
生物表面活性剂的特性决定其具有广泛的应用，尤其适合于石油工业，如提高原油采 收率、重油污染土壤的生物修复等。另外，生物表面活性剂作为绿色天然添加剂，在 食品工业、农业和精细化工等工业方面也越来越受到人们的青睐。
很好地发挥其催化功能，这极大地拓宽了酶作为催化剂催化合成生物表面活性剂的应用范围。另外酶法的生 产条件不十分苛刻，反应具有专一性，可获得高含量的目标产物，且产物易回收。目前研究的外源多酶联合 催化技术，在体外将多酶串联或共同作用，模拟内源多酶联合催化过程并使其处于可控状态，再将整胞微生 物代谢法的优点嫁接到外源酶催化法上来，使得酶法合成生物表面活性剂具有更大的发展潜力。所以酶合成 法也是生物表面活性剂生产和制备的主要方法之一。例如单甘脂、糖脂、磷脂、烷基糖苷和氨基酸等生物表 面活性剂都是用酶法合成。近几年，酶合成法与微生物发酵法相结合成为了发展方向。
1997年
Nakayama
重组枯草杆菌生产一种新型的 Surfactin(表面活性肽)。
20世纪70年代后期
发现
利用生物合成法生产生物表聚甘油脂肪 酸酯。
生物表面活性剂的分类
根据其亲水基的不同，可将生物表面活性剂分为以下几类
Ø以糖为亲水基团糖脂。如海藻糖脂、鼠李糖脂
Ø以低缩氨基酸为亲水基团的含氨基酸脂。如脂肽、脂蛋白等
微生物发酵法
Ø生物表面活性剂多数由细菌、酵母菌、真菌等微生物产生。通过微生物发酵生产生物表面活性剂，微生物在不同
的条件下产生各种类型的生物表面活性剂。其中，以微生物制备糖脂类生物表面活性剂为例，发酵法生产生物表面 活性剂的具体方法一般分为3步，即培养发酵、分离提取和产品纯化。生物表面活性剂是一类结构多样的化合物， 其发酵过程也随具体产物而不同，但大多数微生物发酵产生的表面活性剂的分离、提取和纯化都有一些类似的方法 如萃取、盐析、离心沉淀、结晶以及冷冻干燥等，在技术和经济上非常适合大量生产。
技术开采后，仍有大约70%的原油滞留在储
油层中。而生物表面活性剂可将遗留在油井
中的脂肪烃、芳香烃、环烷烃彻底乳化，同
时其本身基本不会被地层中泥沙、沙石所吸
收，且用量小，甚至在地下高温环境中仍能
发挥其表面活性作用。
在石油污染生物修复技术中的应用
石油污染已成为世界性的公害之一，生物 表面活性剂也适用于石油污染生物修复， 可以增强土壤中疏水污染物的生物可利用 性和生物降解的作用，能有效地将石油烃 分散成水液滴并进一步降解，可促进石油 污染的生物修复，减少对环境造成污染和 破坏等作用。
品的理化特性及其在生产和使用过程对环境造成严重污染等原因，使表面活性剂的应 用前景受到极大的挑战。
生物表面活性剂概念
Ø生物表面活性剂是微生物或植物在一定条件下培养时，在其代谢过程中分泌出的具有
一定表界面活性，集亲水基和疏水基结构于一分子内部的两亲化合物，如糖脂､多糖脂､ 脂肽或中性类脂衍生物等。它无毒，可以生物降解，对环境影响很小，具有高效的表面 活性，因此是合成表面活性剂的理想代替品。
生物表面活性剂研究进展
20世纪40年代
Zobell
提出
微生物产生表面活性剂是细菌驱油的主 要机制之一
1949年
利用假单胞菌生产生物表面活性剂鼠李 糖脂。
1968年
Arima
发现
首次从枯草芽胞杆菌发酵液中发现表面 活性素，属于脂肽类表面活性剂。
近年
出现了一些新型生物表面活性剂，如蔗 糖酯是一种新型的多元醇型非离子表面 活性剂等。