生物表面活性劑是指由細(xì)菌、酵母、真菌等微生物和其它生命體系產(chǎn)生的表面活性物質(zhì)。微生物以各種化學(xué)物質(zhì)為食，副產(chǎn)生物表面活性劑，因此生物表面活性劑是微生物的代謝產(chǎn)物。如果使這一生物合成過(guò)程在體外進(jìn)行，例如通過(guò)在含有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)液中發(fā)酵，就能以工業(yè)級(jí)的規(guī)模生產(chǎn)生物表面活性劑。近年來(lái)采用休止細(xì)胞、固相細(xì)胞和代謝調(diào)節(jié)等手段，可使代謝產(chǎn)物的產(chǎn)率大大提高，從而使工藝簡(jiǎn)化，成本降低，相關(guān)產(chǎn)品可與一些化學(xué)法生產(chǎn)的表面活性劑相競(jìng)爭(zhēng)，還可以合成難以用化學(xué)方法合成的產(chǎn)物，以及引進(jìn)新的化學(xué)基團(tuán)等。

生物表面活性劑是一種可降解的表面活性劑。生物表面活性劑不僅具有增溶、乳化、潤(rùn)濕、發(fā)泡、分散、降低表面張力等表面活性劑所共有的性能，與其他通過(guò)化學(xué)合成或石油煉制法生產(chǎn)的表面活性劑相比，還具有無(wú)毒、可生物降解、生態(tài)安全以及高表面活性等優(yōu)點(diǎn)，在石油領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。生物表面活性劑作為生物表面活性劑毒性低，與人體和環(huán)境相容性好，具有良好的乳化、分散、增溶等特性，在石油鉆采等領(lǐng)域具有研究和開(kāi)發(fā)價(jià)值，已應(yīng)用于石油工業(yè)。

生物表面活性劑易于被生物完全降解，無(wú)毒性，在生態(tài)學(xué)上是安全的。因此生物表面活性劑較合成表面活性劑更易被接受，在許多行業(yè)領(lǐng)域具有很大吸引力，例如在農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、食品與飲料、工業(yè)清洗、皮革工業(yè)、乳液聚合、造紙與金屬業(yè)、紡織品加工、化妝品配方、制藥石油和石油化工以及三次采油(EOR)等行業(yè)。不僅如此，近年來(lái)生物表面活性劑又開(kāi)辟了許多新的應(yīng)用領(lǐng)域，如用于生物修復(fù)，作為抗菌劑和免疫調(diào)節(jié)劑，在基因治療中作為便利的DNA釋放劑等。

生物表面活性劑不僅具有化學(xué)表面活性劑具有的各種表面性能，而且還擁有下列優(yōu)點(diǎn)：

1、適應(yīng)范圍廣，幾乎可以用于各種領(lǐng)域；

2、分子結(jié)構(gòu)類(lèi)型多樣，部分類(lèi)型具有許多特殊的官能團(tuán)，表面性能優(yōu)異；

3、生物毒性極低、對(duì)環(huán)境友好，100%可生物降解；

4、適用于極端溫度、pH和鹽度。

除此之外，能稱(chēng)得上生物表面活性劑它必須具備以下條件：

1、生物來(lái)源

生物表面活性劑是指微生物來(lái)源的表面活性劑，而非用化學(xué)合成方法制得的產(chǎn)品，其一般為某種功能微生物的代謝產(chǎn)物，經(jīng)提純而得。

2、原料天然綠色

從工業(yè)化角度而言，生物表面活性劑一般采用糖或植物油等植物來(lái)源的原料作為主要碳源（少數(shù)使用醇類(lèi)）。方便微生物利用，產(chǎn)率高，最主要是安全易得，成本相對(duì)較低。而科研方向有可能會(huì)采用礦物油來(lái)源的長(zhǎng)鏈烷烴等。

3、“綠色”工藝

生物表面活性劑的生產(chǎn)工藝采用發(fā)酵+物理提取才是最“綠色”的保證，任何化學(xué)合成、或發(fā)酵后采用有機(jī)溶劑萃取的工藝都不能稱(chēng)為“綠色”工藝。

雖然生物表面活性劑是“可生物降解的表面活性劑”，但“可生物降解表面活性劑”并非只有生物表面活性劑，最典型的當(dāng)屬烷基糖苷（APG）。很多APG生產(chǎn)企業(yè)標(biāo)稱(chēng)產(chǎn)品為生物表面活性劑，而APG是完全的化學(xué)合成產(chǎn)品，只能稱(chēng)為可降解綠色合成表面活性劑。

只有生物來(lái)源，采用天然原料，經(jīng)“綠色”工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品才可保證其低生物毒性及無(wú)化學(xué)殘留。

從分子結(jié)構(gòu)看，生物表面活性劑包括簡(jiǎn)單脂類(lèi)、復(fù)雜脂類(lèi)或類(lèi)脂衍生物等。與常規(guī)表面活性劑類(lèi)似，這些物質(zhì)的分子中包含非極性的疏水基團(tuán)和極性的親水基團(tuán)，其中非極性基團(tuán)大多為脂肪酸鏈或烴鏈，極性基團(tuán)則多種多樣，有脂肪酸的羥基，單或雙磷酸酯基團(tuán)，多羥基基團(tuán)或糖、多糖，縮氨酸等。根據(jù)親水基的類(lèi)別，通常將生物表面活性劑分為糖脂系、酰基縮氨配系、磷脂系、脂肪酸系以及高分子系等幾大類(lèi)。

糖脂系生物表面活性劑

糖脂系生物表面活性劑是生物表面活性劑中最主要的一種，主要品種糖脂、海糖脂、槐糖脂等。

鼠李糖脂

鼠李糖脂是由假單胞菌或伯克氏菌類(lèi)產(chǎn)生的一種生物代謝性質(zhì)的生物表面活性劑。同時(shí)也是一種研究時(shí)間最長(zhǎng)、應(yīng)用技術(shù)最為成熟的一種生物表面活性劑。它在土壤、水體和植物中都自然存在。它屬于一種糖脂類(lèi)的陰離子表面活性劑。

鼠李糖脂的結(jié)構(gòu)多達(dá)幾十種，一般在學(xué)術(shù)界經(jīng)常看到雙鼠李糖脂和單鼠李糖脂的表述。

鼠李糖脂是由微生物產(chǎn)生的陰離子生物表面活性劑，它們不僅溶于甲醇、氯仿和乙醚，在堿性水溶液中也表現(xiàn)出良好的溶解特性。它兼具良好的化學(xué)和生物特性。具有油、水兩親性，可以降低水表面張力，可以作為潤(rùn)濕劑、乳化劑和發(fā)泡劑使用，鼠李糖脂生物表面活性劑可以在溫度、pH值及鹽度處于極端狀況下使用，并且無(wú)毒，可以生物降解。

目前它比較廣泛的應(yīng)用于石油工業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境方面，此外在食品行業(yè)、化妝品、醫(yī)療方面也有較大的應(yīng)用潛力。

食品領(lǐng)域的應(yīng)用

目前鼠李糖脂在食品方面多用作增大烘焙體積的膨大劑和調(diào)味劑，其食用安全性已通過(guò)了美國(guó)環(huán)保署（EPA）的食用安全認(rèn)證。

日化領(lǐng)域的應(yīng)用

鼠李糖脂除了具備良好的表面活性外，還具備良好的細(xì)胞通透性，其來(lái)源于生物，具有良好的無(wú)毒害可降解特性。這些特點(diǎn)使其可廣泛應(yīng)用于各種日化產(chǎn)品中。

日化工業(yè)使用大量的表面活性劑，它們幾乎在每種產(chǎn)品中都存在。

鼠李糖脂是天然的產(chǎn)物，在潤(rùn)膚霜，洗發(fā)水，肥皂，和大多數(shù)化妝品中，將取代石油來(lái)源的表面活性劑和乳化劑，如SLS，SDS或NADS。

槐糖脂

槐糖脂（sophorolipid）是由假絲酵母菌以糖和植物油等為碳源，經(jīng)一定條件的發(fā)酵工藝產(chǎn)生的微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物。其具有常規(guī)表面活性劑所具有的增溶、乳化、潤(rùn)濕、發(fā)泡、分散、降低表面張力等通用性能，而且還具有無(wú)毒、100%可生物降解、耐溫、耐高鹽、適應(yīng)pH范圍廣及對(duì)環(huán)境友好等特性。槐糖脂與常見(jiàn)的鼠李糖脂比，性能相近，分子量較大，屬一種低泡型表面活性劑，相比更適用于工業(yè)和民用清洗、化妝品等領(lǐng)域。

槐糖脂應(yīng)該是已知工業(yè)化最早的生物表面活性劑，已經(jīng)有工業(yè)化生產(chǎn)的包括中國(guó)、韓國(guó)、日本、比利時(shí)、德國(guó)、美國(guó)、法國(guó)的有關(guān)企業(yè)。但大部分企業(yè)并沒(méi)有將槐糖脂作為商品直接出售，而是開(kāi)發(fā)成了終端應(yīng)用品。比如日本、德國(guó)、法國(guó)、比利時(shí)的某些企業(yè)將產(chǎn)品直接作為一種保密成份，生產(chǎn)出化妝品、民用洗護(hù)用品等大量出售，這其中就有幾家是國(guó)際知名品牌。有直接商品銷(xiāo)售的只有中國(guó)和日本各一家企業(yè)，比較常見(jiàn)的產(chǎn)品規(guī)格為50%含量的產(chǎn)品。

槐糖脂產(chǎn)品工業(yè)化主要采用發(fā)酵工藝和物理提純技術(shù)，產(chǎn)品純凈度及濃度是現(xiàn)有工業(yè)批量產(chǎn)品中最高的。這主要是因?yàn)槠浒l(fā)酵得率較高，提取容易。科研最高報(bào)道的發(fā)酵水平有400g/L，但工業(yè)化只能達(dá)到150-250g/L。

雖然這種生物表面活性劑的工業(yè)化起步較早，但由于被幾家大型國(guó)際企業(yè)保密使用，并未得以大面積應(yīng)用于相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域中。不過(guò)隨著生產(chǎn)企業(yè)的不斷增加及市場(chǎng)對(duì)環(huán)保產(chǎn)品的急迫需求，槐糖脂將很快得到廣范應(yīng)用。