生物表面活性劑是一些微生物(細菌、真菌、酵母等)的次級代謝產(chǎn)物,大量聚集在培養(yǎng)液中,使培養(yǎng)液表面張力、臨界膠束濃度等物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生顯著的變化。研究者通常采用高密度發(fā)酵法使培養(yǎng)液中生物表面活性劑含量達到大,然后通過分離純化得到表面活性劑成品,并應(yīng)用在環(huán)境污染治理等方面,取得了不錯的效果。
生物表面活性劑除了具有一般化學(xué)表面活性劑所具有的特性外(增溶、乳化、降低溶液表面張力等),還具有一些特殊的化學(xué)性能,如酸堿穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、抗菌性能等。
生物表面活性劑可以顯著降低溶液的表面張力,該參數(shù)適合定量表征表面活性劑的含量。Angeles等研究了假單胞菌降解菲時的代謝副產(chǎn)物鼠李糖脂的化學(xué)性質(zhì),該類物質(zhì)能將純水的表面張力由72.3 mN/m降到18.7 mN/m。
臨界膠束濃度(CMC)是指生物表面活性劑分子在溶劑中締合形成膠束時的低濃度,當(dāng)溶液達到臨界膠束濃度時,溶液的表面張力降低到低值,此時若再提高表面活性劑濃度,溶液表面張力不再降低而是形成大量膠團,不利于表面活性劑發(fā)揮作用。李鏡等研究發(fā)現(xiàn)環(huán)脂肽類生物表面活性劑的CMC值為0.139g/L,此時純水的表面張力由72.3mN/m降低到低值29.9mN/m,之后若再提高生物表面活性劑濃度,則溶液中會出現(xiàn)大量膠團。
生物表面活性劑還具有良好的乳化特性,且乳化性能穩(wěn)定。張秋卓等利用一株銅綠假單胞菌產(chǎn)鼠李糖脂類生物表面活性劑,它不僅能使發(fā)酵液表面張力從初始值70.3 mN/m降至34.2 mN/m,且240h內(nèi)均能保持較好的乳化穩(wěn)定性。
此外,生物表面活性劑在酸堿穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和抗菌性能等方面表現(xiàn)出了優(yōu)于化學(xué)表面活性劑的特性。胡申才等利用一株假單胞菌產(chǎn)脂肽類生物表面活性劑,在pH值2.0~10.0范圍內(nèi),表面張力均比較穩(wěn)定;且在溫度20~120℃范圍內(nèi),表面張力無明顯變化,可以耐受120℃高溫2h,具有極強的高溫耐受性。Swaranjit等利用銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa AT10)產(chǎn)鼠李糖脂M7混合物,在濃度16~32 mg/L范圍內(nèi),這種混合物具有很強的抗霉菌活力。