生物表面活性劑(biosurfactants)是一種由微生物合成的、結構多樣的表面活性物質,包括糖脂、脂肽、脂蛋白、磷脂以及中性類脂衍生物等。它們的分子結構包括親水基和親油基兩部分,其中親水基的極性基團主要為單糖、多糖、磷酸基、氨基酸和肽等,另一部分是由碳氫鏈組成的親油的非極性基團,主要為飽和或非飽和脂肪酸及脂肪醇。
由于生物表面活性劑具有既親水又親油的兩性分子結構,使得生物表面活性劑與化學表面活性劑具有類似的性能,如起泡、消泡、乳化、破乳、分散、絮凝、潤濕、鋪展、滲透、潤滑、抗靜電以及殺菌等功能。
隨著化學表面活性劑環境問題的日益突出,生物表面活性劑的應用越來越被人們關注。20世紀80年代后期,利用生物工程技術研制生物表面活性劑已成為國際生物工程領域中的一個新興課題。在近20年的時間里,隨著現代生物技術的迅猛發展以及生物表面活性劑在石油開采、環保、制藥、食品加工等方面的應用,人們對在工業領域利用該技術產生了強烈興趣,全球環保意識的增強更加推動了生物表面活性劑取代化學表面活性劑這一趨勢。
生物表面活性劑有多種來源、多種化學結構和多種用途,現階段人們一般依據它們的化學結構來分類。其中糖脂類生物表面活性劑是生物表面活性劑中主要的一種,也是國內外研究多的一種,主要包括鼠李糖脂、海藻糖脂、槐糖脂等。
許多微生物都以烴類為惟一碳源產生生物表面活性劑,這是由于大多數烴類為憎水性有機物,微生物必須產生表面活性劑降低界面張力,增加溶解性,使其到達菌體表面從而被利用,因此烴類是生產生物表面活性劑的主要基質。利用基質培養的方法生產生物表面活性劑稱為發酵法,發酵法的前提是篩選出高效優勢菌種,再進行培養條件的優化來提高產量、降低成本,終生產出高性能的生物表面活性劑。除了發酵法,現今另一個研究的熱點是酶促反應生產生物表面活性劑。