生物表面活性剂在石油工业中的应用

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1、治理技术油气田环境保护第15卷·第3期·17·生物表面活性剂在石油工业中的应用杨葆华黄翔峰闻岳裘湛周琪（污染控制与资源化国家重点实验室，同济大学环境科学与工程学院）摘要生物表面活性剂是由微生物在一定条件下合成的具有表面活性的物质。生物表面活性剂具有无毒、生物降解性能好等特性，在一些特殊工业领域和环境保护方面得到广泛应用，并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级为换代产品。目前，对生物表面活性剂的研究主要侧重于与石油有关的工业。文章用实验方法介绍了生物表面活性剂的种类、生产方法及在石油工业中的应用，并对其发展前景进行了预测。关键词生物表面活性剂性能

2、种类石油工业应用范围0引言用越来越被人们关注。20世纪80年代后期，利用生物工程技术研制生物表面活性剂已成为国际生物工表面活性剂（surfactants）是一种重要的化工程领域中的一个新兴课题。在近20年的时间里，随原料，素有“工业味精”之称，它在石油工业、环境着现代生物技术的迅猛发展以及生物表面活性剂在工程、食品工业、精细化工等众多领域中占有特殊和石油开采、环保、制药、食品加工等方面的应用，人重要的地位。20世纪末全球表面活性剂的年产量已们对在工业领域利用该技术产生了强烈兴趣，全球环经超过300万吨，总价值超过40亿美元。目前，几保意识的增强更加推

3、动了生物表面活性剂取代化学乎所有的表面活性剂都是以石油为原料，由化学方法表面活性剂这一趋势。合成，而由于其原料的来源、价格、产品性能和环境生物表面活性剂有多种来源、多种化学结构和多污染等方面的问题，在使用方面受到一定的限制，特种用途，现阶段人们一般依据它们的化学结构来分别是它们在生产和使用过程中，常常会造成严重的环类。其中糖脂类生物表面活性剂是生物表面活性剂中境污染问题，因此，人们尝试用环境友好的生物表面最主要的一种，也是国内外研究最多的一种，主要包[1]活性剂取代化学表面活性剂来解决这些问题。括鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂等。1生物表面活性剂1.2生

4、产方法1.1特性许多微生物都以烃类为惟一碳源产生生物表面活性剂，这是由于大多数烃类为憎水性有机物，微生生物表面活性剂（biosurfactants）是一种由微物必须产生表面活性剂降低界面张力，增加溶解性，生物合成的、结构多样的表面活性物质，包括糖脂、使其到达菌体表面从而被利用，因此烃类是生产生物脂肽、脂蛋白、磷脂以及中性类脂衍生物等。它们的表面活性剂的主要基质。利用基质培养的方法生产生分子结构包括亲水基和亲油基两部分，其中亲水基的物表面活性剂称为发酵法，发酵法的前提是筛选出高极性基团主要为单糖、多糖、磷酸基、氨基酸和肽等，效优势菌种，再进行培养条件的

5、优化来提高产量、降另一部分是由碳氢链组成的亲油的非极性基团，主要[2]低成本，最终生产出高性能的生物表面活性剂。除了为饱和或非饱和脂肪酸及脂肪醇。由于生物表面活发酵法，现今另一个研究的热点是酶促反应生产生物性剂具有既亲水又亲油的两性分子结构，使得生物表表面活性剂。面活性剂与化学表面活性剂具有类似的性能，如起泡、消泡、乳化、破乳、分散、絮凝、润湿、铺展、1.2.1微生物发酵法[3]渗透、润滑、抗静电以及杀菌等功能。随着化学表发酵法生产生物表面活性剂开发较早、进展较面活性剂环境问题的日益突出，生物表面活性剂的应快，已经了解了微生物生产低分子量表面活性剂及

6、其──────────杨葆华，同济大学在读硕士，研究方向：环境污染控制，通讯地址：上海市四平路1239号同济大学环境科学与工程学院，200092，Email：hxf@mail.tongji.edu.cn·18·2005年9月油气田环境保护治理技术前体的许多机理，发酵法包括生长细胞法，代谢控制较，酶法可在常温和常压下进行、使三废减少或无三[1]的细胞生长法，休止细胞法和加入前体物法。废、产品具有明显的绿色特点并且易于为与生命相关◆细胞生长法是底物的消耗、细胞的生长、表面活的行业所接受。与发酵法比较，酶法的生产条件相对性剂的生成同步进行的一种方法；粗放、

7、反应具有专一性、可以获得较高含量的目标产◆代谢控制法是通过限制一种或几种培养基成分以物、产物易回收，并且产品结构的修饰具有较大的灵达到较高产率获得表面活性剂，通常是限制培养基中活性。酶法和发酵法最大的区别在于酶法是一种外源碳源的成分；酶催化的有机合成发应，酶只用作传统催化剂的生物◆休止细胞法首先将正在培养的、处于生长期的细替代品，将化学结构相关的前体一步转化为目标产胞通过离心或过滤的方式从培养液中分离出来，悬浮品；而发酵法是一种内源多酶联合催化的多步过程，在缓冲液中保持其活性，再加入底物进行转化合成表能够将化学结构不相关的底物生物转化为分子结构[7]

8、面活性剂；较为复杂的目标产物。◆加入前体物法是向培养基中加入表面活性剂的前应用酶法合成的生物表面活性剂主要有