生物表面活性剂及其在石油与环保中的应用

易绍金，梅平

（江汉石油学院化工系，湖北荆州!"!#$%）

摘要：介绍了生物表面活性剂的基本特性、类型、生产及其在石油与环境领域中的应用。

关键词：生物表面活性剂；合成表面活性剂；微生物提高石油采收率（&’()）

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表面活性剂在许多工业领域都占有重要的地位，但化学合成的表面活性剂由于其原材料来源、价格、产品性能和环境污染等方面的问题，其使用受到一定的限制。为了解决上述问题，人们寄希望于应用生物技术来生产活性高、性能优、环境友好的表面活性剂。因此，生物表面活性剂的研制开发受到重视。

!生物表面活性剂的基本特性与类型

由微生物生产的生物表面活性剂，其化学结构十分广泛，包括糖脂、脂肽、多糖/蛋酸络合物、磷脂、脂肪酸和中性脂等。虽然不同种类的微生物所合成的生物表面活性剂具有不同的性质与生理功能，但生物表面活性剂都具有下列特性：!能降低界面张力；"具有较好的热与化学稳定性；#乳化作用。

微生物生产的生物表面活性剂包括广泛的化学结构，不同的微生物生产的生物表面活性剂各不相同，其中具有良好性能的生物表面活性剂列于表#。

表#具有良好性能的生物表面活性剂［#］

生物表面活性剂微生物

糖脂和分枝菌酸分枝杆菌，野兔棒杆菌海藻糖二分枝菌酸脂分枝杆菌海藻糖二棒状杆菌分枝菌酸脂诸卡氏菌、红球菌、棒状杆菌

地衣菌素地衣杆菌株01-%

鼠李糖脂假单胞菌

槐二糖脂球拟酵母

肽和聚合物乙酸钙不动菌

从化学结构上看，生物表面活性剂可分为糖脂、肽、脂肪酸和磷脂，其中研究得比较深入的是糖脂。糖脂是由二糖脂化到脂肪酸上构成的，常见的糖脂有分枝菌酸脂、海藻糖脂、鼠李糖脂、槐糖脂等。

"生物表面活性剂的生产［"，#］

%2#生物表面活性剂生产的基质

许多微生物都能以烃类为唯一碳源产生生物表面活性剂。因此以烃类为基质生产生物表面活性剂是生物表面活性剂生产的主要基质。从目前看来，大多数生产菌都需要某种烃类作为生物合成的碳基质。其中酵母菌和真菌主要利用直链饱和烃，细菌则可利用异构烃、环烷烃、不饱和烃和芳香烃。

%2%生物表面活性剂生产用菌种与培养基

生产生物表面活性剂的微生物可分为三类：完全以烷烃为碳源生产生物表面活性剂，如棒状杆菌；仅以水溶性底物为碳源，如枯草杆菌；以烃类和水溶性底物为碳源，如假单胞菌。

在生物表面活性剂生产用培养基中，碳源是生物表面活性剂结构与产量的关键，其它可能影响生物表面活性剂生产的营养成分包括氮源、磷源、金属离子和其它添加剂。此外，反应条件如温度、培养基34和溶解氧水平或搅拌速度对生物表面活性剂的生产也具有重要影响。

%2"生物表面活性剂合成的调节

生物表面活性剂的合成可通过油性物质的诱发作用、葡萄糖等物质的代谢抑制等方法进行调节，改变发酵条件如温度等都可对生物表面活性剂的合成进行调节。研究表明，烃和其它不溶于水的物质可以诱发微生物生产生物表面活性剂。

%2!生物表面活性剂的提取和浓缩

在发酵液中生物表面活性剂往往浓度低且具亲水亲油性质，因此，生物表面活性剂的分离、提取和浓缩难度较大，成为生物表面活性剂生产成本的主要组成。

收稿日期：%$$#-##-%%

作者简介：易绍金（#56"-），男，副教授，主要从事石油与环境微生物学及油田环境保护教学与科研工作。.%

%$$%年第#期湖北化工万方数据