槐糖脂是由假絲酵母菌以糖和植物油為碳源發(fā)酵產(chǎn)生的糖脂類(lèi)生物表面活性劑，1961年首次被發(fā)現(xiàn)。其分子由親水性的槐糖與疏水性的羥基脂肪酸構(gòu)成，分為內(nèi)酯型和酸型，分別具有降低表面張力和增強(qiáng)泡沫能力的特性。工業(yè)化產(chǎn)品槐糖脂多為混合結(jié)構(gòu)，采用發(fā)酵工藝和物理提純技術(shù)生產(chǎn)?；碧侵邆錈o(wú)毒、可生物降解、耐高溫高鹽等特性，廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，例如醫(yī)藥方面槐糖脂表現(xiàn)出抗炎、抗腫瘤及抗菌活性。

圖1 槐糖脂的性狀圖

基本介紹

槐糖脂是一種糖脂類(lèi)生物表面活性劑，不僅具備常規(guī)表面活性劑所擁有的增溶、乳化、潤(rùn)濕、發(fā)泡、分散、降低表面張力等通用性能，同時(shí)還具有無(wú)毒、100%可生物降解、耐溫、耐高鹽、適應(yīng)pH范圍廣及對(duì)環(huán)境友好等特性。正因?yàn)檫@些優(yōu)異性能，槐糖脂可廣泛應(yīng)用于石油、環(huán)保、醫(yī)藥、食品、化妝品、洗滌、家居護(hù)理、農(nóng)業(yè)、飼料等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)部分或完全替代化學(xué)合成表面活性劑。[1]

結(jié)構(gòu)特性

槐糖脂于1961年首次被發(fā)現(xiàn)。不同類(lèi)型的槐糖脂具有共同的結(jié)構(gòu)特征，即每個(gè)分子均由親水性和疏水性?xún)刹糠謽?gòu)成：親水性部分為槐糖，疏水性部分為飽和或不飽和的長(zhǎng)鏈羥基脂肪酸?；碧侵g的區(qū)別還體現(xiàn)在脂肪酸鏈的長(zhǎng)度與飽和度，以及乙?；恢煤统潭取８鶕?jù)是否存在1,4″位酯化，槐糖脂又可分為內(nèi)酯型和酸型，其中內(nèi)酯型槐糖脂降低表面張力的能力較好、抗菌活性更強(qiáng)，而酸型槐糖脂則具有更佳的泡沫形成能力和溶解性。據(jù)已有文獻(xiàn)報(bào)道，槐糖脂的具體單一結(jié)構(gòu)種類(lèi)可能多達(dá)幾十種?；碧侵趥€(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛，因其溫和無(wú)刺激，還具有一定的生物殺菌效果，能抑制痤瘡丙酸桿菌等，同時(shí)具有抗炎、促進(jìn)皮膚健康和調(diào)節(jié)免疫的功能。在農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥和環(huán)保等領(lǐng)域也有應(yīng)用，是一種環(huán)境友好型的生物制造表面活性劑，100%可生物降解。槐糖脂的生產(chǎn)過(guò)程不涉及化學(xué)添加，通過(guò)物理提取和發(fā)酵工藝完成，確保了其天然屬性。[1]

抑菌機(jī)制

槐糖脂對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌機(jī)理可通過(guò)測(cè)定其最低抑菌質(zhì)量濃度和生長(zhǎng)曲線(xiàn)進(jìn)行探討，同時(shí)利用掃描電鏡和透射電鏡觀察金黃色葡萄球菌的顯微形態(tài)。結(jié)果表明：槐糖脂能有效抑制金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)，且該抑制作用呈現(xiàn)質(zhì)量濃度依賴(lài)特性，其最小抑菌質(zhì)量濃度（MIC）為1.5625 mg/mL。酸性與高溫條件不影響槐糖脂的抑菌活性，說(shuō)明其具有良好的穩(wěn)定性。電鏡觀察結(jié)果顯示，槐糖脂對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制可能源于其對(duì)菌體細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的破壞作用。[2]

工業(yè)應(yīng)用

槐糖脂是一種環(huán)境友好、無(wú)毒、無(wú)污染的生物表面活性劑，對(duì)微生物、動(dòng)物和人類(lèi)均不會(huì)造成危害?；碧侵粌H可用于工業(yè)領(lǐng)域，也可應(yīng)用于日常生活等民用方面，在清洗、日化、環(huán)境保護(hù)、石油、冶金以及食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域已具有廣泛應(yīng)用。最新研究表明，槐糖脂還可應(yīng)用于納米技術(shù)中，作為昂貴材料的替代原料，展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

石油開(kāi)采領(lǐng)域

在石油開(kāi)采領(lǐng)域，需要大量使用表面活性劑，其中大部分為化工類(lèi)產(chǎn)品?；碧侵鳛樯锉砻婊钚詣┑囊环N，除具備化學(xué)表面活性劑的一般特性外，更擁有許多化學(xué)表面活性劑所不具備的優(yōu)越性能?；碧侵蓱?yīng)用于油田開(kāi)采、集輸及后處理等階段。工業(yè)品槐糖脂為各種構(gòu)型的混合物，主要分為酸型和內(nèi)酯型，可將水的表面張力降至30-40 mN/m；與其他成分復(fù)配后的驅(qū)油產(chǎn)品，可將界面張力降低至10?3甚至10?? mN/m?；碧侵呐R界膠束濃度為40-100 mg/L，遠(yuǎn)低于一般化學(xué)表面活性劑。在120℃高溫及高鹽條件下，槐糖脂的表面活性不受影響。此外，槐糖脂具有100%的可生物降解性，不會(huì)對(duì)石油或儲(chǔ)層造成二次污染。這些特性使其完全適用于油田開(kāi)采過(guò)程中的提高采收率及微生物提高采收率技術(shù)。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

肥料增效作用

肥料施入土壤后，當(dāng)季被作物的利用率因環(huán)境不同基本保持在25%-40%之間。未被利用的肥料中，一部分殘留于土壤供下季作物吸收，另一部分則流失至自然環(huán)境中。為此，緩釋技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中涉及表面活性劑的使用。表面活性劑可形成包裹層或微膠囊層，實(shí)現(xiàn)肥料緩釋?zhuān)瑥亩岣叻柿侠眯??；碧侵潜葌鹘y(tǒng)表面活性劑更優(yōu)的選擇。槐糖脂不僅能起到基本的緩釋作用，還具備更好的親脂性，有利于攜帶營(yíng)養(yǎng)離子進(jìn)入作物根部；若施用于植物表面，還可使液滴更易鋪展，提高葉面吸收效率。

農(nóng)藥乳化減量作用

農(nóng)藥大多組分具有親脂性，因此需要大量乳化劑來(lái)保證產(chǎn)品穩(wěn)定并便于噴施?；碧侵哂袃?yōu)良的乳化性能，可用于農(nóng)藥中替代部分不易降解的化工表面活性劑。槐糖脂獨(dú)有的植物細(xì)胞親合性能夠提高農(nóng)藥的作用效率，效率提升后，農(nóng)藥用量自然可減少。經(jīng)驗(yàn)證，當(dāng)槐糖脂濃度達(dá)到10 g/L時(shí)，對(duì)水稻紋枯菌和終極腐霉具有顯著的抑制作用，對(duì)稻瘟菌最大孢子萌發(fā)抑制率達(dá)90%以上，對(duì)終極腐霉的抑制率達(dá)98%，幾乎完全抑制了菌絲的生長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李俊峰,門(mén)晉名,王裕寬,等.槐糖脂的生物合成及最新應(yīng)用[J].應(yīng)用化工, 2013, 42(2):4.

[2] 胡靜,趙小慧,朱春玉,等.槐糖脂對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌機(jī)理[J].食品科學(xué), 2012, 33(5):4.