深耕生物技術(shù),創(chuàng)造美好生活
脂肽類生物表面活性劑是由Aaima等于1968年首次在枯草芽孢桿菌的代謝物中發(fā)現(xiàn)。隨后人們對(duì)脂肽展開了廣泛研究,脂肽類物質(zhì)通常為混合物,其化學(xué)機(jī)構(gòu)中包含非極性疏水基和極性親水基,二者以化學(xué)鍵連接,結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,具有較強(qiáng)的極性,水油兩親,可大幅降低表面和界面張力,隨著研究深入,人們發(fā)現(xiàn)脂肽還具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、殺蟲等多種生物功能,在食品工業(yè)、石油工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
由于分離純化難度大、生產(chǎn)成本高等因素的制約,絕大多數(shù)脂肽尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,目前的主要研究集中在化學(xué)結(jié)構(gòu)的鑒定方面。因此,挖掘新型高效的脂肽類物質(zhì),使其充分發(fā)揮其多元化的功能,具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
一、食品工業(yè)
脂肽在食品工業(yè)中常作為乳化劑、分散劑、穩(wěn)定劑等使用。Nitschke等發(fā)現(xiàn)脂肽作用于乳化大豆油及椰子油,具有良好的乳化穩(wěn)定性;Surfactins應(yīng)用于大麥和肉制品中,不僅能改善含淀粉類產(chǎn)品的質(zhì)地和保質(zhì)時(shí)間,乳化部分破碎的脂肪組織,還能起到抗腐敗菌、抗病原菌的能力,是潛在的天然食品防腐劑。
二、石油工業(yè)
脂肽在油層中能明顯降低油/水的表/界面張力,使油類乳化和降粘,促進(jìn)油/石分離,達(dá)到驅(qū)油、提高石油采收率的目的,也能用于漏油處理、清除原油中的瀝青質(zhì)和防止結(jié)蠟、清洗油罐中污泥和清洗后的原油回收等方面。
Schaller等發(fā)現(xiàn)Surfactins在極端的油藏環(huán)境下也能保持很好的表面活性,可提高沙裹油的回收率,進(jìn)而提高石油采收率;Youssef等發(fā)現(xiàn)脂肽可以開采出砂巖巖心中的捕集油,表明脂肽在微生物采油中的應(yīng)用是可行的,且具有在極性條件下應(yīng)用的潛力。
三、環(huán)境保護(hù)
1.降解多環(huán)芳烴
菲是在環(huán)境中難以被降解去除的多環(huán)芳烴。章慧發(fā)現(xiàn)脂肽用于降解菲污染的體系時(shí),對(duì)于菲降解菌不會(huì)產(chǎn)生毒害作用,相反在一定程度上可促進(jìn)微生物的生長,提高菲的降解速率;在處理煉油廠廢水中烷烴的過程中,將脂肽生物表面活性劑加入到活化污泥處理池中可顯著提高生物降解的效率。
2.除重金屬離子
脂肽可通過降低表面張力,促進(jìn)重金屬離子與土壤或水體分離,加強(qiáng)重金屬離子與脂肽的絡(luò)合作用。大多數(shù)脂肽對(duì)帶正電的金屬陽離子具有很好的螯合作用,可作為浮選捕收劑與帶電膠粒相吸以除去有毒金屬離子,除去如Zn(Ⅱ)、P-B、Cu、Cd和Cr(Ⅵ)等土壤和水體中的金屬離子,解決了處理浮選收集劑毒性的問題。
3.降解有害農(nóng)藥
在農(nóng)藥污染的土壤中添加脂肽生物表面活性劑或培養(yǎng)表面活性劑產(chǎn)生菌,能顯著降解有害成分。在土壤中添加生物表面活性劑降解硫丹殺蟲劑,可以使降解率提高30%~45%。
四、日化領(lǐng)域
脂肽具有良好的乳化和抗菌性能,對(duì)人體的生理適應(yīng)性較強(qiáng),在化妝品中常用作分散劑、柔軟劑和增溶劑,對(duì)人體無累積毒害作用。在抗皺類化妝品中,用作乳化劑,能起到保濕的作用;應(yīng)用于清洗類化妝品中可起到清洗、起泡和殺菌的作用,在使產(chǎn)品具有良好的起泡性和洗凈能力的同時(shí),對(duì)眼睛和皮膚無刺激反應(yīng);還可以改善產(chǎn)品的形態(tài)和對(duì)溫度的適應(yīng)性。
五、紡織工業(yè)
脂肽性能優(yōu)良而且環(huán)保無毒,作為皂洗劑用于紡織加工中比皂片能更好地去除紡織品浮色;作為勻染劑有助于完善紡織品染色工藝的效果;作為柔軟劑可有效改善羊毛產(chǎn)品的柔軟性;另外,脂肽在紡織加工中還可起到分散、抗靜電、滲透、洗凈和潤濕等功能,以取代化學(xué)合成表面活性劑在紡織工業(yè)的應(yīng)用。