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所有的生物都是由細胞所構成,細胞中70%的是水分,蛋白質、核酸、糖類、脂類等各種物質通過細胞內的精細結構進行著有序的活動。表面活性劑作為控制細胞界面秩序而不可缺少的物質起著重要作用。
由于生物體內的表面活性劑是在極其復雜的生物物質群中微量地存在,因此大量提取純制品非常困難。近來發(fā)現(xiàn)微生物在其菌體外較大量地產生、積蓄微生物表面活性劑。這已在石油三次回收劑、石油環(huán)境污染的無公害處理劑及功能性表面活性劑等許多領域得到應用和開發(fā)。
生物表面活性劑具有合成表面活性劑所沒有的結構特征,大多有著發(fā)掘新表面活的可能性,人們正希望開發(fā)出生物降解性和安全性及生理活性都好的生物表面活性劑。
生物表面活性劑根據其親水基的類別,分為以下五種類型:①以糖為親水基的糖脂系生物表面活性劑;②以低縮氨酸為親水基的?;s氨酸系生物表面活性劑;③以磷酸基為親水基的磷脂系生物表面活性劑;④以羧酸基為親水基的脂肪酸系生物表面活性劑;⑤結合多糖、蛋白質及脂的高分子生物表面活性劑(生物聚合體)。
酰基縮氨酸系生物表面活性劑
大致分為硫類和脂氨基酸類,這類物質以氨基酸或低聚縮氨酸作親水基。它廣泛存在于各種微生物、植物、無脊椎動物的消化液、雞的卵管、人的皮膚等中。雖然對脂氨基酸的生理意義還不了解,但作為生物膜的存在,它與維持膜結構及膜機能有關,而且存在于皮膚的角質層中,也與保濕作用有關。硫類是微生物的產物,有高表面活性。
其他生物表面活性劑
這類生物表面活性劑包括脂肪酸系生物表面活性劑和高分子系生物表面活性劑。
脂肪酸系生物表面活性劑包括所有的脂肪酸類,如動物體分泌的膽汁中存在的膽汁酸即屬于這類生物表面活性劑。
高分子系生物表面活性劑代表物有烴類化合物轉化細菌產生的生物乳化劑和烴類乳化劑前者的主要成分為多糖蛋白質-脂質,后者為多糖-脂質。
生物增活劑的作用
1.表面活性劑可增加細胞膜的通透性,促進吸收。
2.離子型表面活性劑可能破壞蛋白質二級結構中鹽鍵、氫鍵、疏水鍵使蛋白變性。
3.毒性順序:陽離子型>陰離子型>非離子型。Polaxamer188毒性可靜脈用。
4.溶血作用順序是:聚氧乙烯醚>聚氧乙烯烷芳基醚>聚氧乙烯脂肪酸酯>吐溫類。而吐溫類的順序則為:吐溫20>吐溫60>吐溫40>吐溫80。
5.刺激性:非離子型對皮膚與黏膜的刺激性小。
生物表面活性劑產品主要有鼠李糖脂、槐糖脂、脂肪酸甲酯磺酸鹽(MES)、糖苷(APG)、山梨醇苷酯和蔗糖酯等。2013年,全球生物表面活性劑總產量為34.4萬噸,MES是消費量的生物表面活性劑產品,占全球市場的33.26%,與其他表面活性劑相比,MES具有的發(fā)泡性能和穩(wěn)定性,很適合用于家用洗滌劑產品中。其他生物表面活性劑產品中,APG、山梨醇苷酯和蔗糖酯使用較多,其需求量大概為11.5萬噸。
環(huán)保上生物表面活性劑有優(yōu)勢
生物表面活性劑是利用微生物發(fā)酵生產的產品,主要原材料都是天然可降解的(比如植物油),再利用物理提取工藝提純而得。
化學表面活性劑都是采用化工合成制得。
兩者除原料、生產工藝不同外,化工表面活性劑可以根據需要生產出想要的結構,并且純度會很高。而生物表面活性劑一般是混合結構,只能按大類生產出來。性能上各有所長,都有表面性能不錯的品種。環(huán)保上生物表面活性劑要好的多,生態(tài)毒性低、100%可降解。價格上化學表面活性劑有優(yōu)勢。品類選擇上生物表面活性劑相對較少,目前工業(yè)化產品好像只有槐糖脂和鼠李糖脂,而化學表活劑多了去了。