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槐糖脂的属性:脂肪酸底物和混合比例的影响——摘要、介绍

来源:上海谓载 浏览 14 次 发布时间:2021-11-17

摘要


以葡萄糖和棕榈酸(SL-p)、硬脂酸(SL-s)、油酸(SL-o)或亚油酸(SL-l)为原料,采用补料分批发酵法合成了槐脂(SLs),并用常压化学电离质谱(APCI-MS)准确测定了其结构分布。 用张力法测定了表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)、最小表面张力(min.ST)和油水界面张力(IFT)。 除SL-l(其IFT为7 mN/m)外,当IFT在3-5 mN/m范围内时,在较少考虑基质的情况下获得35-36 mN/m的最小STs。 最大的差异出现在CMC值上,其范围从SL-s的35 ppm到SL-l的250 ppm。 通过以不同比例手动混合这四种SLs,可以更好地控制CMC值,而不影响最小ST或IFT,这将证明随着SLs新应用的建立而有益。


介绍


生物表面活性剂是由生物来源产生的两亲性分子,倾向于聚集形成胶束或聚集在界面上,如空气/水、油/水或水/固体,以降低系统的界面和/或表面张力。 由于其固有的生物降解性和广泛的功能特性(包括乳化、相分配、润湿、发泡和表面活性),其中许多材料作为目前使用的石化产品的添加剂或替代品,正引起工业界的兴趣。 目前正在工业上考虑的一类生物表面活性剂是糖脂。 一种更常见的天然糖脂生物表面活性剂是槐脂(SLs),它是由许多酵母合成的,包括假丝酵母(研究最多的系统)、假丝酵母(Hommel和Huse 1993)、木兰球孢菌(Gorin et al.1961)和博戈里红酵母(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)组成,通过槐糖的10-羟基和脂肪酸的x或x-1碳之间的糖苷键连接到羟基脂肪酰基部分(图1)。

图1(a)10400内酯和(b)游离酸形式的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60600二乙酸酯槐脂的结构


通常,槐糖的60-和600-羟基被乙酰化,脂肪酸链长度在16到18个碳之间变化(一个例外是由R.bogoriensis合成的SLs,其中包括22和24个碳的脂肪酸侧链;Nun〜ez et al.2004); 并且可能是饱和的或不饱和的。 此外,SLs的优选结构构象为内酯,其中脂肪酸的羧基在碳400处酯化为二糖环,尽管在某些情况下,SLs的脂肪酸可能保持游离酸、开链形式。


SLs对生产生物体的一个明显好处是有助于获得和利用亲脂性底物(Ito和Inoue 1982)。 然而,其巨大的生产能力(据报道,当使用乳清油和菜籽油作为基质时,其产量高达422 g/l;Daniel等人,1998年)和两亲性也提高了人们对其在某些工业领域应用的认识(Solaiman等人,2004年)。 乙酰化内酯已被用作洗发水、沐浴液、洗涤剂(Hall等人,1995年;Inoue等人,1980年)和化妆品中的添加剂,并被证明具有抑菌活性(Mager等人,1987年),而酸性形式的SLs已被发现对皮肤治疗具有治疗活性(Maingault,1999年) 作为保湿剂(Abe等人,1981年)。 在一定程度上,结构变化(以及物理性质)可以通过改变脂质碳源来实现,从而改变SL脂肪酸含量。


在本研究中,棉铃虫利用C16(棕榈酸)和C18(硬脂酸、油酸和亚油酸)脂肪酸合成了SLs,精确测定了它们的含量分布,并且它们的表面活性特性与其分子含量相关。 此外,所得SL以不同比例混合在一起,提供了一种简单但有效的方法来微调SL性能,而无需进行更昂贵的化学改性。


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