鼠李糖脂生物表面活性剂:绿色替代石油基,在环境修复中的应用

2026/5/13 11:51:45 作者:谷雨

鼠李糖脂是一类由微生物合成的糖脂型阴离子生物表面活性剂,最早于1949年从铜绿假单胞菌代谢产物中被发现。

鼠李糖脂

特性

鼠李糖脂由亲水的鼠李糖基团和疏水的脂肪酸链组成,其分子结构由1~2个鼠李糖亲水头和1~2条C8–C14碳链构成。其分子结构中含有的羧酸基团的质子化和去质子化特性赋予鼠李糖脂pH响应性,有助于靶向性地转变自组装结构和生物活性,也为pH响应性智能材料的开发提供了新思路。

优势

鼠李糖脂兼具优异表面活性、低临界胶束浓度(CMC 值为80~200 mg/L)和高环境相容性,被誉为“下一代绿色表面活性剂”。与石油基合成表面活性剂相比,鼠李糖脂可在4~120℃、pH 2~12及0%~20 % NaCl条件下保持性能稳定,且易于生物降解、毒性低,符合可持续战略对绿色化学品的迫切需求。

在环境修复中的应用

鼠李糖脂可用于处理多环芳烃PAHs(如:应用于墨西哥湾漏油事故中释放出来的多环芳香族碳氢化合物),用于处理水体中难生物降解COD,处理重金属污染等。

鼠李糖脂可以修复人类所造成的环境污染,包括土壤、水、海岸线及海底中的油、金属或其他污染物。多氯联苯(PCBs)是一类典型的持久性有机致癌物,能长期地存留于土壤环境中,易和土壤中的有机质结合,导致其生物利用性降低,从而阻碍受其污染土壤的修复。国内外近几十年来广泛应用化学表面活性剂(SAA)来洗脱吸附在土壤中的PCBs。但SAA对洗脱液中PCBs的生物降解具有抑制作用,同时可对土壤 产生二次污染。由微生物产生的鼠李糖脂(RL)是 一种优良的胞外阴离子型表面活性剂,具有高效、 无毒和易于生物降解等特性。用RL洗脱PCBs污 染土壤,不仅对环境无害,且不会对PCBs的后续处 理产生抑制作用。有研究者利用SAA增溶PCBs,然而用紫外光预照射与生物降解相结合的方法处理 PCBs,结果发现洗脱液中的SAA能为PCBs的光解反应提供氢原子,增强PCBs的光解效果。同时,当 SAA的质量浓度超过其临界胶束质量浓度(CMC) 时,在溶液内会形成胶束,胶束的“笼蔽效应”有利于PCBs的光降解于PCBs的光降解[1]。

针对杀虫剂或剧毒农药造成的土壤或水污染,鼠李糖脂和其生产菌铜绿假单胞菌有修复的功效,根据资料("EFFECT OF RHAMNOLIPID POTENTIAL ON BIODEGRADATION OF ENDOSULFAN BY Pseudomonas aeruginosa IN BATCH STUDIES." Arunkumar Mani ,J Biosci Tech, Vol 2 (3),2011,268-278)显示,鼠李糖脂能够促进铜绿假单包杆菌降解硫丹,从而修复剧毒污染的土壤或水体。

参考文献

[1]刘有势,马满英,施周.生物表面活性剂鼠李糖脂对PCBs污染土壤的修复作用研究[J].生态环境学报, 2012, 21(3):5.DOI:10.3969/j.issn.1674-5906.2012.03.028.

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