生物表面活性劑應(yīng)用概述及其發(fā)展前景

魏軍鳳 康霽 李璟(陜西省石油化工學(xué)校，陜西 西安 710061)

生物表面活性劑應(yīng)用概述及其發(fā)展前景

魏軍鳳 康霽 李璟(陜西省石油化工學(xué)校，陜西 西安 710061)

隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，科學(xué)領(lǐng)域更加提倡環(huán)保、自然的科學(xué)研究方式，基于此，生物表面活化劑被廣泛的應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，并且有望取代化學(xué)合成的表面催化劑。本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，對生物表面活性劑的應(yīng)用及發(fā)展進(jìn)行研究。

生物表面活性劑;應(yīng)用概述;發(fā)展前景

所謂生物表面活化劑是指微生物經(jīng)過新陳代謝所產(chǎn)生的一種代謝產(chǎn)物，這種產(chǎn)物是在第二次代謝中產(chǎn)生的，它同時(shí)擁有親水基和疏水基并且還有一定的表面活性。生物表面活性劑的結(jié)構(gòu)龐大、復(fù)雜，具有表面活性高、無毒或低毒、可生物降解、環(huán)境相容性良好等特性，同時(shí)還具有選擇性和專一性。隨著研究的不斷深入，生物表面活性劑將會(huì)在許多行業(yè)得到大量應(yīng)用，尤其是在石油、環(huán)境治理、食品、洗滌劑、化妝品、造紙、生物醫(yī)藥及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。另外當(dāng)今社會(huì)越來越提倡和支持采用無公害的不浪費(fèi)的科學(xué)研究方式，生物表面活化劑在實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域所參與的比例會(huì)日益加大。

1 生物表面活性劑的應(yīng)用領(lǐng)域

1.1 在石油工業(yè)中的應(yīng)用

1.1.1 提高石油采收率

生物表面活性劑在石油開采領(lǐng)域是十分有優(yōu)勢和發(fā)展前途的，它的原理是通過培養(yǎng)不同的微生物來產(chǎn)生不同的生物表面活性劑，然后應(yīng)用于滿足各種原油和地質(zhì)的要求?，F(xiàn)在石油開采的狀況是盡管大部分的油田已經(jīng)被開采過一次，但是仍然有十分之七的原油沒有被開采出來，這說明傳統(tǒng)的機(jī)械開采是存在不足的。在開采過程中，應(yīng)用生物表面活性劑這一同時(shí)具有親水基和憎水基的兩親物，減少兩個(gè)物質(zhì)之間的張力，增強(qiáng)了原油的流動(dòng)性，這樣一來便大幅度的增加了石油的開采量。

1.1.2 在石油污染生物修復(fù)技術(shù)中的應(yīng)用

眾所周知，被評選為世界性公害的污染其中就有石油污染，它的主要表現(xiàn)形式為對土壤和水資源的污染，因此，對石油污染進(jìn)行治理是全世界的責(zé)任。生物表面活性劑也同樣的能夠在治理石油污染上發(fā)揮作用，生物表面活性劑能夠大大的加強(qiáng)土壤中生物對污染物的降解能力，將石油烴通過新陳代謝轉(zhuǎn)化為水液滴然后進(jìn)一步降解，這樣一來就能減少石油對土壤的污染作用。將不溶的污染物進(jìn)行分散和增加它的溶解度是利用微生物來治理石油污染的核心步驟，去除土壤有機(jī)物等一系列工作都需要用到生物表面活化劑。

1.2 在洗滌化妝中的應(yīng)用

生物表面活化劑憑借著它來源廣泛并且具有環(huán)保，綠色，實(shí)惠，成分安全不會(huì)導(dǎo)致過敏等特點(diǎn)也被常常成為綠色表面活性劑，在二十世紀(jì)七十年代的后期被開始引入到洗滌行業(yè)中。并且，生物表面活性劑能夠完全被生物所降解或消化無殘留，在化妝品行業(yè)中也經(jīng)常會(huì)看到它的身影。我們?nèi)粘Ｋ玫降幕瘖y品中就要不少需要它來充當(dāng)起到乳化、滲透、潤濕作用的成分。生物表面活化劑在化妝品中應(yīng)用的原理是憑借最大限度的開發(fā)出化妝品中的活性組分來增強(qiáng)表面活性組分對人體所作用的效果。然而，生物表面活性劑會(huì)被應(yīng)用于化妝品中，最重要的原因還是因?yàn)樗谏鷳B(tài)學(xué)上的安全度之高，它所具有的穩(wěn)定的PH值、抗氧化性能、融合性能等等都使得它成為化妝品成分的最佳選擇之一。

1.3 在醫(yī)藥中的應(yīng)用

生物表面活化劑在藥學(xué)中的應(yīng)用開始于十八世紀(jì)，但在二十世紀(jì)八十年代才迅速發(fā)展了起來，生物表面活性劑在醫(yī)學(xué)中主要是作為助懸劑、滲透劑、增溶劑等等；并且它所具有的催化能力和吸附能力使得它在藥物合成上也十分有優(yōu)勢；另外，生物表面活化劑能夠使兩個(gè)難溶的物質(zhì)之間的表面張力降低，然后相互溶解成一體，因此生物表面活化劑在藥物分析中常被用作滴定劑。當(dāng)生物表面活性劑被用作膏體中的基質(zhì)使，它常常通過改變藥物的分配系數(shù)或者直接對皮膚發(fā)揮作用，來使得藥物被吸收。生物表面活性劑中有種磷脂類成分，它所具備的乳化作用是十分強(qiáng)大的，僅僅不到百分之三的劑量就可以把乳化顆粒乳化至1m左右，然后再通過人體的新陳代謝排出體外，基于這個(gè)特點(diǎn)，生物表面活化劑常被用于乳化靜脈注射用乳劑。并且，還有一部分的生物表面活性劑具有抗菌抗毒、抗腫瘤的作用，同時(shí)還能夠提高免疫力等等，這都使得生物表面活性劑在醫(yī)學(xué)中有很可觀的發(fā)展前景。但醫(yī)藥行業(yè)本身所具備的特殊性，生物表面活性劑在在該行業(yè)的應(yīng)用目前為止國內(nèi)外都是非常少見的，因?yàn)闆]有充分的熟悉它的反應(yīng)機(jī)理，所以對它的研究也只出于萌芽階段。

1.4 在食品中的應(yīng)用

生物表面活性劑也可以被應(yīng)用于食品工業(yè)中。它可以通過本身的特性，在食品生產(chǎn)的過程中充當(dāng)乳化劑、濕潤劑、穩(wěn)定劑等等，來使加工出來的食品口感更好，鮮度更有保障。生物表面活性劑被應(yīng)用到食品生產(chǎn)中所產(chǎn)生的作用都是沒有副作用的，它經(jīng)過人體的消化系統(tǒng)和新陳代謝之后是不會(huì)殘留在人體里的，并且對所生產(chǎn)出來的食品的味道也是沒有改變的，尤其是對面、肉類等食品，口感和新鮮度是賣點(diǎn)之一，基于此生物表面活性劑是一個(gè)很好的選擇。

當(dāng)今社會(huì)人們的普遍消費(fèi)水平都提高了，不同于以往的消費(fèi)觀念，除了關(guān)注食品的營養(yǎng)價(jià)值之外，食品的口感和新鮮度等都有著不同程度的重視，所以生物表面活性劑在食品生產(chǎn)業(yè)的廣泛應(yīng)用只是時(shí)間問題。

1.5 在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)等其他領(lǐng)域，我們也能看到生物表面活化劑的身影。有很多的生物表面活性劑在農(nóng)業(yè)中對于改良土壤有很大的促進(jìn)作用。并且，生物表面活性劑憑借著它良好的滲透能力，能夠有助于堆肥顆粒中水分的擴(kuò)散，這樣一來也大大縮短了水分進(jìn)入堆肥內(nèi)部的時(shí)間，充當(dāng)了疏導(dǎo)水分的作用。另外生物表面活性劑還具有很好的保濕能力，這對于降低堆肥中水分的蒸發(fā)量是很有幫助的，同時(shí)也給微生物的生命提供了保障。生物表面活性劑也能夠被添加到農(nóng)藥和動(dòng)物飲料。用皂角苷等生物表面活性劑來作用于植物，使它們對農(nóng)藥的抵抗力有所提高，是農(nóng)藥中加入生物表面活性劑經(jīng)常用到的方法。在飲料中添加入如大豆磷脂、動(dòng)植物膠等經(jīng)過化學(xué)精加工成的無公害的富營養(yǎng)的添加劑，能夠被應(yīng)用在各種禽、畜以及水產(chǎn)養(yǎng)殖的餌料和飲料中。同時(shí)，生物表面活化劑還常被用于作為水果和蔬菜的保險(xiǎn)被覆膜，通過生物表面活性劑的特性對水果進(jìn)行處理和保護(hù)，能夠降低冷藏和運(yùn)輸過程中對水果造成的傷害。生物表面活性劑的應(yīng)用范圍隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)等等工業(yè)的發(fā)展水平的提高而擴(kuò)大。

1.6 在環(huán)境工程中的應(yīng)用

生物表面活性劑的產(chǎn)生菌可以適應(yīng)并且在不同的環(huán)境中生長。例如，革蘭氏陰性菌可以生存在受烴類或者其他多種物質(zhì)所污染的土壤中，并且，還能夠有限度的減少土壤中所帶有的重金屬離子。另外生物表面活化劑還具有很好的脫附作用，這一特性應(yīng)用在治理污水中是十分合適且便利的。通過生物表面活性劑的脫附作用來加快有機(jī)物的降解速度，使得污水的降解時(shí)間縮短，并且，生物表面活性劑所具有的抗毒抗菌能力對于污水中的細(xì)菌和病毒也有一定的消除作用。通過微生物的分解作用來加快環(huán)境中污染物的降解速度和治理環(huán)境污染，是一種環(huán)保的無公害的方式，因此這種方式的被廣泛采用于更多樣的領(lǐng)域是十分有希望的。

3 發(fā)展前景展望

生物表面活性劑是一種新型的表面活性劑，它的出現(xiàn)引起了這個(gè)領(lǐng)域的很多專家的研究和關(guān)注。但是在我國，對于生物表面活性劑的研究的時(shí)間是晚于其他國家的，這就使得我們無論是技術(shù)還是理論知識方面都不如發(fā)達(dá)國家來得成熟和齊全，所以我們?nèi)匀贿€有很大的發(fā)展空間。然而生物表面活性劑的存在是少量甚至是微量的，所以，它的制作成本較普通的化學(xué)表面活化劑會(huì)比較高。并且我們不能保證所有的生物表面催化劑都是對人體或環(huán)境都是無害的，也不能保證它們會(huì)不會(huì)造成二次污染,所以要將生物表面活性劑廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等等領(lǐng)域都需要更全面的更深層次的研究。

當(dāng)前，生物表面活性劑的主要應(yīng)用范圍是石油行業(yè)，但在其他的領(lǐng)域比如說食品生產(chǎn)、化妝品行業(yè)、環(huán)境保護(hù)和醫(yī)藥行業(yè)以及農(nóng)業(yè)等的應(yīng)用，都是處于研究的初期階段，還需要更多更全面的研究才能夠投入應(yīng)用。但隨著當(dāng)今社會(huì)科技的迅速發(fā)展，對于生物表面活性劑的研究和分析將會(huì)取得越來越多的成果和突破，所以生物表面活性劑的應(yīng)用會(huì)隨著研究的深入進(jìn)行而越來越廣泛和日常化。對于生物表面活性劑的研究方向之后將會(huì)主要以改善生產(chǎn)或篩選的技術(shù)手段，盡可能的降低產(chǎn)生的二次污染的影響，另一方面，我們需要開發(fā)更多的新型的生物表面活性劑以及它的衍生產(chǎn)品?，F(xiàn)在社會(huì)大眾的環(huán)保意識越來越強(qiáng)，所以生物表面活性劑的發(fā)展前景是十分廣闊的。

4 結(jié)語

隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，生物表活性劑的應(yīng)用也也將不斷深入。新型的生物表面活性劑將會(huì)為有關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的革新帶來極大的推動(dòng)力，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型，提升能源的利用效率和升華反應(yīng)效率，同時(shí)節(jié)能減排，為我國生物化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持。

[1]劉倫;劉浪浪;劉軍海.生物表面活性劑應(yīng)用概述及其發(fā)展前景[J].化工技術(shù)與開發(fā),2016(08)

[2]趙國文;張麗萍;白利濤.生物表面活性劑及其應(yīng)用[J].日用化學(xué)工業(yè),2015(05)

魏軍鳳（1979-）女，漢族，陜西省西安市人，碩士，中級講師，主要從事精細(xì)化工研究。