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槐糖脂的屬性:脂肪酸底物和混合比例的影響——摘要、介紹
來源:上海謂載 瀏覽 1364 次 發(fā)布時(shí)間:2021-11-17
摘要
以葡萄糖和棕櫚酸(SL-p)、硬脂酸(SL-s)、油酸(SL-o)或亞油酸(SL-l)為原料,采用補(bǔ)料分批發(fā)酵法合成了槐脂(SLs),并用常壓化學(xué)電離質(zhì)譜(APCI-MS)準(zhǔn)確測(cè)定了其結(jié)構(gòu)分布。 用張力法測(cè)定了表面活性劑的臨界膠束濃度(CMC)、最小表面張力(min.ST)和油水界面張力(IFT)。 除SL-l(其IFT為7 mN/m)外,當(dāng)IFT在3-5 mN/m范圍內(nèi)時(shí),在較少考慮基質(zhì)的情況下獲得35-36 mN/m的最小STs。 最大的差異出現(xiàn)在CMC值上,其范圍從SL-s的35 ppm到SL-l的250 ppm。 通過以不同比例手動(dòng)混合這四種SLs,可以更好地控制CMC值,而不影響最小ST或IFT,這將證明隨著SLs新應(yīng)用的建立而有益。
介紹
生物表面活性劑是由生物來源產(chǎn)生的兩親性分子,傾向于聚集形成膠束或聚集在界面上,如空氣/水、油/水或水/固體,以降低系統(tǒng)的界面和/或表面張力。 由于其固有的生物降解性和廣泛的功能特性(包括乳化、相分配、潤(rùn)濕、發(fā)泡和表面活性),其中許多材料作為目前使用的石化產(chǎn)品的添加劑或替代品,正引起工業(yè)界的興趣。 目前正在工業(yè)上考慮的一類生物表面活性劑是糖脂。 一種更常見的天然糖脂生物表面活性劑是槐脂(SLs),它是由許多酵母合成的,包括假絲酵母(研究最多的系統(tǒng))、假絲酵母(Hommel和Huse 1993)、木蘭球孢菌(Gorin et al.1961)和博戈里紅酵母(Nun~ez et al.2004)。 槐脂由二糖(槐糖;2-O-b-D-吡喃葡萄糖基-b-D-吡喃葡萄糖)組成,通過槐糖的10-羥基和脂肪酸的x或x-1碳之間的糖苷鍵連接到羥基脂肪?;糠郑▓D1)。
圖1(a)10400內(nèi)酯和(b)游離酸形式的17-L-[20-O-b-吡喃葡萄糖基-b-D-吡喃葡萄糖基)-氧]-9-十八烯酸60600二乙酸酯槐脂的結(jié)構(gòu)
通常,槐糖的60-和600-羥基被乙酰化,脂肪酸鏈長(zhǎng)度在16到18個(gè)碳之間變化(一個(gè)例外是由R.bogoriensis合成的SLs,其中包括22和24個(gè)碳的脂肪酸側(cè)鏈;Nun?ez et al.2004); 并且可能是飽和的或不飽和的。 此外,SLs的優(yōu)選結(jié)構(gòu)構(gòu)象為內(nèi)酯,其中脂肪酸的羧基在碳400處酯化為二糖環(huán),盡管在某些情況下,SLs的脂肪酸可能保持游離酸、開鏈形式。
SLs對(duì)生產(chǎn)生物體的一個(gè)明顯好處是有助于獲得和利用親脂性底物(Ito和Inoue 1982)。 然而,其巨大的生產(chǎn)能力(據(jù)報(bào)道,當(dāng)使用乳清油和菜籽油作為基質(zhì)時(shí),其產(chǎn)量高達(dá)422 g/l;Daniel等人,1998年)和兩親性也提高了人們對(duì)其在某些工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的認(rèn)識(shí)(Solaiman等人,2004年)。 乙酰化內(nèi)酯已被用作洗發(fā)水、沐浴液、洗滌劑(Hall等人,1995年;Inoue等人,1980年)和化妝品中的添加劑,并被證明具有抑菌活性(Mager等人,1987年),而酸性形式的SLs已被發(fā)現(xiàn)對(duì)皮膚治療具有治療活性(Maingault,1999年) 作為保濕劑(Abe等人,1981年)。 在一定程度上,結(jié)構(gòu)變化(以及物理性質(zhì))可以通過改變脂質(zhì)碳源來實(shí)現(xiàn),從而改變SL脂肪酸含量。
在本研究中,棉鈴蟲利用C16(棕櫚酸)和C18(硬脂酸、油酸和亞油酸)脂肪酸合成了SLs,精確測(cè)定了它們的含量分布,并且它們的表面活性特性與其分子含量相關(guān)。 此外,所得SL以不同比例混合在一起,提供了一種簡(jiǎn)單但有效的方法來微調(diào)SL性能,而無需進(jìn)行更昂貴的化學(xué)改性。