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程在體外進(jìn)行，例如通過在含有營(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，近年來生物表面活性劑又開辟了許多新的應(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)類型多樣，部分類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，能稱得上生物表面活性劑它必須具備以下條件：

1、生物來源

生物表面活性劑是指微生物來源的表面活性劑，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源的原料作為主要碳源（少數(shù)使用醇類）。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，只能稱為可降解綠色合成表面活性劑。

只有生物來源，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、復(fù)雜脂類或類脂衍生物等。與常規(guī)表面活性劑類似，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。

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，其來源于生物，具有良好的無毒害可降解特性。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)并沒有將槐糖脂作為商品直接出售，而是開發(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。有直接商品銷售的只有中國(guó)和日本各一家企業(yè)，比較常見的產(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。