生物表面活性劑是一些微生物(細菌、真菌、酵母等)的次級代謝產物,大量聚集在培養液中,使培養液表面張力、臨界膠束濃度等物理化學性質發生顯著的變化。研究者通常采用高密度發酵法使培養液中生物表面活性劑含量達到大,然后通過分離純化得到表面活性劑成品,并應用在環境污染治理等方面,取得了不錯的效果。
生物表面活性劑除了具有一般化學表面活性劑所具有的特性外(增溶、乳化、降低溶液表面張力等),還具有一些特殊的化學性能,如酸堿穩定性、熱穩定性、抗菌性能等。
生物表面活性劑可以顯著降低溶液的表面張力,該參數適合定量表征表面活性劑的含量。Angeles等研究了假單胞菌降解菲時的代謝副產物鼠李糖脂的化學性質,該類物質能將純水的表面張力由72.3 mN/m降到18.7 mN/m。
臨界膠束濃度(CMC)是指生物表面活性劑分子在溶劑中締合形成膠束時的低濃度,當溶液達到臨界膠束濃度時,溶液的表面張力降低到低值,此時若再提高表面活性劑濃度,溶液表面張力不再降低而是形成大量膠團,不利于表面活性劑發揮作用。李鏡等研究發現環脂肽類生物表面活性劑的CMC值為0.139g/L,此時純水的表面張力由72.3mN/m降低到低值29.9mN/m,之后若再提高生物表面活性劑濃度,則溶液中會出現大量膠團。
生物表面活性劑還具有良好的乳化特性,且乳化性能穩定。張秋卓等利用一株銅綠假單胞菌產鼠李糖脂類生物表面活性劑,它不僅能使發酵液表面張力從初始值70.3 mN/m降至34.2 mN/m,且240h內均能保持較好的乳化穩定性。
此外,生物表面活性劑在酸堿穩定性、熱穩定性和抗菌性能等方面表現出了優于化學表面活性劑的特性。胡申才等利用一株假單胞菌產脂肽類生物表面活性劑,在pH值2.0~10.0范圍內,表面張力均比較穩定;且在溫度20~120℃范圍內,表面張力無明顯變化,可以耐受120℃高溫2h,具有極強的高溫耐受性。Swaranjit等利用銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa AT10)產鼠李糖脂M7混合物,在濃度16~32 mg/L范圍內,這種混合物具有很強的抗霉菌活力。