脂肽初稿

2024年3月12日發(作者：欲壑難填的意思)

脂肽類生物表面活性劑研究進展

沈玉江

（大慶華理能源生物技術有限公司，大慶 163000）

摘要：脂肽是由微生物代謝產生的一類具有很強表面活性的生物表面活性劑，在醫藥、食品、

化妝品和微生物采油等方面有良好的應用潛力。本文對脂肽的篩選、評價、提取、應用及展

望等方面進行了綜述。

關鍵詞：微生物 代謝產物 脂肽 生物表面活性劑

中圖分類號：TQ016 文獻標識碼： A 文章編號：

Progress of Lipopeptide Biosurfactants

Abstract: The lipopeptide typically synthesized by microorganisms which is an important kind of

biosurfactants,and it has a great potential in pharmaceutics,foods,cosmetic,oil recovery and many

other paper reviews lipopeptide-producing,isolation and identification of the

lipopeptide and its applications.

Key words:Miroorganism Metabolite Lipopeptde Biosurfactant

生物表面活性劑可分為6大類：糖脂于篩選以非烴類為底物產表面活性劑的微

類、脂肽/脂蛋白類、磷脂類、脂多糖-蛋白生物。（3）不產溶血酶的微生物也可能會由

復合物、脂肪酸和中性脂。脂肽類生物表面于表面活性劑在瓊脂上的擴散限制而影響

活性劑是微生物代謝產生的一類重要化合其篩選結果。

物，具有化學合成品很難具有的獨特的兩親針對單一用血平板篩選的不足丁立孝

性分子結構，由親水的肽鏈和親油的脂肪烴等

[3]

們采用的多種方法結合法篩選到了8株

鏈兩部分組成。脂肽類生物表面活性劑不僅細菌能夠產生兩類生物表面活性劑，均具有

具有高效、低毒、無污染等優點，而且可以良好的表面活性，對59號菌株所產的脂肽

生物降解為無害產物，由于其特殊的化學組表面活性劑進行了分離純化，TLC和IR分

成和兩親型分子結構，脂肽類生物表面活性析，并用氨基酸分析儀進行了氨基酸種類測

劑在醫藥、食品、化妝品及微生物采油等領定，該脂肽含有 4種氨基酸，它們是Leu、

域有重要的應用前景，已成為研究開發的熱Glu、Asp和Val。

點。 劉飛等

[4]

通過原油富集初篩、排油圈復

1脂肽生物表面活性劑產生菌的篩選及評價 篩等方法，篩選得到了一株代謝產物具有表

1.1篩選 面活性的菌株RDY7-1，發酵液排油圈可達

脂肽產生菌的培養主要用富集培養6.7 0cm且穩定。結合菌株RDY7-1形態觀

法。從油田的油土樣和油水樣中，經富集培察、生理生化試驗和16SrDNA基因序列分

養， 血平板和油平板分離，液滴坍塌法、析，初步鑒定該菌株為地衣芽孢桿菌

排油法和表面張力等法進一步復篩，再經過(Bacilluslichenifor mis)。通過產物的帶電性

薄層層析(TLC)和紅外光譜分析(FT-IR)鑒檢測、產物酸處理前后硅膠薄層層析實驗和

定，得到目的菌。 氨基酸分析，可以鑒定產物為陰離子型的脂

過去的篩選方法大都采用Mulligan等

[1]

肽類表面活性劑。

發展的基于表面活性劑溶解血紅細胞的特據報道，脂肽類表面活性劑主要是由

點進行菌株的分離，菌落周圍的溶血圈的大革蘭氏陽性的芽孢桿菌產生的次級代謝產

小與微生物產表面活性劑的能力有關。但該物

[5]

，可大致分為表面活性素(surfactin)、伊

方法有局限性

[2]

：（1）不是非常專一，菌落枯草菌素(iturin)、地衣素(1ichenysin)、多粘

周圍的透明圈也可能是由于該菌產生的溶菌素(polymi xin)等，地衣芽孢桿菌產生的脂

血酶造成的。（2）以烴類為底物才能產表面肽類表面活性劑多為地衣素。

活性劑的微生物不能篩選出來，因為烴類物1.2評價

質能與血紅細胞發生反應， 故該法只能用 評價生物表面活性劑的表面活性可以

用空氣與水之間的表面張力和油∕水界面

間的界面張力來表示；或者用乳化液的不穩

定性(破乳能力)和親水-親脂值(HLB)來表

示；或者用生物表面活性劑的效率——臨界

膠柬濃度(CMC)來表示。表面張力(空氣／水)

或界面張力(油∕水)用界面張力儀能夠很容

易的測定。蒸餾水的表面張力是72mN／m，

加上生物表面活性劑后表面張力可以降到

30mN／m。

張翠竹等

[6]

從大港煉油廠污水中篩選到

一株地衣芽孢桿菌NK-X3，在含糖培養基中

培養可產生一種脂肽類生物表面活性劑，該

生物表面活性劑在pH4-12的范圍內和4000

mg/L的高鈣離子濃度及15%的高鹽濃度下

仍維持原有表面活性更為顯著的特點是在

120℃的高溫下不失活。該產物可將水的表

面張力由76.6降至35.5 mN/m。其乳化活性

值為1.50，臨界膠束濃度(CMC值)為

30.0mg/L。對高含膠質瀝青質油的降粘率高

達50%以上，增溶與脫附作用顯著?？墒褂?/p>

水互溶而形成水包油型乳化小滴。可使高含

蠟油有效地乳化分散。

2脂肽生物表面活性劑的提取

目前，生物表面活性劑工業規模的應

用與合成的表面活性劑相比并不具有優勢，

主要

是由于生物表面活性劑的生產費用較高，而

產物的提取或稱下游的處理費用占生產費

的大部分

[7]

。而且生物表面活性劑在發酵液

中的低濃度和兩親性常妨礙其有效分離。但

隨著研究的不斷深入，傳統方法的不斷完

善，新的方法也不斷出現。

2.1萃取

溶劑萃取是一種常用的提取方法，被許

多研究者所采用。常用的有機溶劑有甲醇、

乙醇、戊烷、丙酮、氯仿、二氯甲烷，這些

溶劑既可以單獨使用，也可以混合使用。氯

仿和甲醇以不同比例的混合溶液是一種比

較有效的萃取液，它可以使萃取劑的極性與

目標提取物的

極性相協調。Mata-Sandoval等

[8]

在對銅綠假

單胞菌(Pudomonas aeruginos UG2)產生的

鼠李糖脂(rhamnolipid)生物表面活性劑的提

取過程中采用了氯仿-甲醇(2：1)的萃取劑。

取得了很好的效果，但對于大規模的生產來

說，需要大量的氯仿做溶劑，這在經濟上是

不合理的，而且，氯仿是一種高毒性的有機

氯化物，對人體和環境都有害，因此，尋找

一種既便宜又低毒性的生物表面活性劑萃

取劑是十分必要的。

Marias Kuyuklna等

[9]

對生物表面活性

劑的萃取劑進行了研究，他們用甲基叔丁基

醚萃取Rhodococcus產生的生物表面活性

劑，通過和其它常用的溶劑相比較，認為用

甲基叔丁基醚做萃取劑可以取得較高的產

品產率(10g／L)，高效率(臨界膠束濃度為

130～170 mg／L)，同時產品具有良好的表

面活性(表面張力和界面張力分別為29和

0.9 mN／m)，甲基叔丁基醚具有低毒、可生

物降解、易回收、不易燃及不易爆炸等優良

特性。因此，對于大規模的生物表面活性劑

生產也是良好的萃取劑。

[10]

2.2超濾

超濾是用于從發酵液中提取生物表面

活性劑的一種新方法，它是在壓力的作用下

讓不易過濾的樣品通過膜。這種方法速度

快、回收率高，在國外應用較為廣泛

[11,12,13]

。

Sung-chyr Lin等

[14]

用分子量截止值(MWCO)

為30，000Da的超濾膜對Bacillus

licheniformis的變異體產生的生物表面活性

劑進行了提取分析，同時還使超濾和高效液

相色譜相結合，設計了一套對生物表面活性

劑的提取、分析方法，由于生物表面活性劑

在臨界膠束濃度(CMC)以上時形成微膠束，

使得超濾膜截取的分子量比生物表面活性

劑的分子量大兩個數量級，而向培養液中加

入一定量的甲醇，膠束就會分散，生物表面

活性劑就會通過濾膜，這樣讓原培養液、超

濾濾液及在培養液中加入甲醇后的超濾濾

液分別通過高效色相色譜，得到3張色譜圖，

在原培養液色譜圖中出現的峰，如在濾液的

色譜中消失，而在加入甲醇的濾液的色譜圖

中又出現。則可證明這個峰是生物表面活性

劑的峰。而那些只在培養液的色譜圖中山現

的峰就不是生物表面活性劑的峰，這種方法

可以排除生物大分子(如高蛋白質等)的干

擾，因為生物大分子在甲醇的作用下不會裂

解。