鼠李糖脂的应用
目前广泛应用于石油工业、绿色农业和生态环境,在食品工业、化妆品和医疗保健方面也有很大的应用潜力。鼠李糖脂作为生物表面活性剂,具有降低油水界面张力的作用。用于一次采油和二次采油后的三次采油工艺中,其主要作用原理如下:
(1)用作牺牲剂,以减少昂贵的驱油剂的用量或地层中的损失。与其他驱油剂复配后,驱油效果好,作用时间长,但鼠李糖脂的加入有效减少了驱油剂的用量,大大降低了成本。
(2)生物表面活性剂具有典型的生物活性,能够激活地层中的土著微生物,起到协同采油的作用。在油田现场测试水样中发现,注入6个月后,油井水样中的细菌含量增加了2-3个数量级。
(3)鼠李糖脂作为活性剂,本身就是一种表面活性剂,可以降低油水界面张力。复配后,油水界面张力可达10-3mN/m,从而提高原油驱油效率。大量的研究和实际应用证实,鼠李糖脂可用于农作物、蔬菜、水果和花卉中,刺激生长,辅助营养吸收,增加农药和化肥的效果,并被证明对人和动物无毒副作用。
鼠李糖脂生物表面活性剂可用作叶面肥生产中的润湿剂。因为许多植物的叶子上覆盖着一层蜡,所以叶子的表面就成了一种保护面。鼠李糖脂生物表面活性剂可用作湿润剂,并添加到叶面肥中。疏水基团通过分散力吸附在蜡层表面,亲水基团延伸到肥料溶液中,形成定向吸附膜取代疏水蜡层,改善叶面肥在蜡层中的润湿状况,使肥料充分铺展,促进肥料养分的最大吸收和利用。
鼠李糖脂生物表面活性剂具有螯合部分微量元素的作用,在弱碱性环境下离子化的羧基可以将微量元素固定在根系周围,降低土壤中微量元素快速流失的可能性,保证肥料的长效性。(亲脂性锌#鼠李糖脂复合物的根吸收,J. Agric .食品化学。2008, 56, 2112–2117)
它能有效地改善碱性土壤环境,是改良碱性土壤的良好添加剂。利用Rh在碱性条件下电离Rh-和H+的性质,与碱性土壤中的OH-中和,提高土壤的碱性,从而改变土壤板结的环境条件。
由于鼠李糖脂具有润湿剂的功能和良好的表面活性,可应用于农药的润湿、铺展和渗透。此外,鼠李糖脂具有降解部分农药残留的能力。
此外,鼠李糖脂对真菌有很好的抑制作用(在已发表的文献中多次提到),并被证明用于农作物的拌种和抑制真菌、霉菌的实验中。
鼠李糖脂在农业上的应用在国外比较普遍,美国纽约州环保局已经通过了含有鼠李糖脂的生物药物的注册试验。(EPA,注册号72431-1)鼠李糖脂可用于处理多环芳烃(PAHs),如墨西哥湾漏油事件释放的多环芳烃、水中难降解COD、重金属污染等。
鼠李糖脂可以修复人类造成的环境污染,包括土壤、水体、海岸线、海底的石油、金属或其他污染物。鼠李糖脂具有一定的金属螯合能力(“各种金属与鼠李糖脂生物表面活性剂络合的稳定常数”,J. Environ。Qual。,Vol. 30,March–April 2001),可作为螯合剂去除土壤、污水等液体中的重金属污染物。也可用于通过植物法吸收土壤中的重金属离子来治理土壤,是一种利用植物技术原位治理重金属污染土壤的好方法。
针对农药或剧毒农药造成的土壤或水体污染,鼠李糖脂及其生产者铜绿假单胞菌具有修复作用。根据数据(“批量研究中鼠李糖脂潜能对铜绿假单胞菌生物降解硫丹的影响。”Arun Kumarmani,J BIOS Citech,Vol 2 (3),2011,268-278)表明鼠李糖脂可以促进铜绿假单胞菌降解硫丹,从而修复高毒性污染的土壤或水体。
鼠李糖脂作为生物表面活性剂,具有无毒和两亲性,当浓度增加到临界浓度时,会明显增容多环芳烃。可以洗脱多氯联苯,改变多氯联苯的HLB,使其容易被假单胞菌吸收降解。(鼠李糖脂的制备及其在多氯联苯污染土壤修复中的应用,马,湖南大学博士学位论文)鼠李糖脂不仅具有良好的表面活性,而且具有良好的细胞通透性。来源于生物学,具有良好的无毒、可降解特性。这些特性使其广泛应用于各种日化产品中。
化妆品行业大量使用表面活性剂,几乎每个产品中都有。含有表面活性剂的不同产品包括去屑产品、护肤霜、染发剂、洗发水和护发素、牙膏、睫毛膏、指甲油、口红、止汗剂、婴儿用品、剃须膏、保湿剂、肥皂、眼影、湿巾和香水。SLES(十二烷基醚硫酸盐)和SLS(十二烷基硫酸盐)是最常用的。
监管机构指控SLES含有致癌物质1.4-二恶烷。1.4-二恶烷是SLES生产的副产品,不能完全从SLES产品中去除。已证明SLS在高浓度下对皮肤有刺激性。尽管传统的SLS产品来自椰子油或棕榈油,但一些SLS是由石油和石油副产品制成的。鼠李糖脂是一种天然产品,它将在保湿剂、洗发水、肥皂和上面列出的大多数化妆品中取代石油表面活性剂和乳化剂,如SLS、SDS或NADS。
鼠李糖脂可以通过分散和润湿特性来扩散物质。帮助保持水分,润滑,泡沫,作为清洁剂。能保持混合物的体系稳定,控制产品的粘度,乳化毛孔中的油脂,减少痘痘的发生。鼠李糖脂可用于治疗皮肤烧伤和一些皮肤病,也可作为基础药物。相关研究和临床依据来自克罗地亚和美国:
上世纪90年代,南斯拉夫研究所的研究人员偶然发现鼠李糖脂和铜绿假单胞菌对皮肤烧伤有很好的疗效,人们开始研究鼠李糖脂在医学上的应用。(“使用dirhamnolipid Tamara Stipcevic增强全层烧伤创面的愈合”,Ante Piljac和Goran Piljac TajCo Inc .,2323 Shasta Drive # 40,Davis,CA 95616,USA)全面阐述了鼠李糖脂在治疗皮肤烧伤中的作用,并获得了宝贵的临床应用经验。
此外,美国Piljac等人于6月3日申请并获得了“基于鼠李糖脂的药物制剂”专利(US5455232),进一步推动了鼠李糖脂在医学上的应用研究。