?專利技術打造新一代綠色表活——鼠李糖脂

• 新聞頻道 記者:董碩 報道

鼠李糖脂是一種新型表面活性劑，近年來，關于鼠李糖脂在石油工業、食品、農業、化妝品、生態環境、藥理等方面的研究成果大量發表，表現出極大的市場開發潛力。

鼠李糖脂是假單胞菌屬微生物在一定培養條件下，產生的一類具有表面活性的糖脂代謝產物，屬于水溶性陰離子表面活性劑。其具有油、水兩親性，可以降低水的表面張力，作為潤濕劑、乳化劑和發泡劑使用。同時，鼠李糖脂也是一種綠色環保、安全無毒的成分。目前應用較廣的表面活性劑，大部分是石油基表面活性劑，需要消耗原油、天然氣等不可再生資源，而且可能引起水體富營養化等環境問題。以鼠李糖脂為代表的第四代生物表面活性劑，不僅具有毫不遜于石油基表面活性劑的清潔能力，而且具有原料范圍廣且可再生、制造工藝綠色環保、生物降解性和生物相容性好的優勢。

鼠李糖脂的分子結構

鼠李糖脂的分子結構由親水的1~2分子鼠李糖環和疏水的1~2分子飽和或不飽和脂肪酸構成，其結構豐富，較為常見的有雙糖雙脂、單糖雙脂、雙糖單脂、單糖單脂四種結構。

圖1 鼠李糖脂的分子結構

鼠李糖脂的優良特性

與傳統的化學合成表面活性劑相比，鼠李糖脂具有一系列顯著的優良特性：

高表面活性：水油兩親，CMC值約為33.3mg/L，低于常用表面活性劑的CMC值

溫和：pH值6~7，對皮膚無刺激性

耐溫：溫度范圍-80~120℃

耐鹽：鹽濃度0~20g/L

抑菌：可抑制細菌、真菌、線蟲等病原微生物

可生物降解：7天生物降解度100%

使用安全：小鼠急性經口毒性LD50＞5000mg/kg BW，屬于低毒級

鼠李糖脂的合成技術

熙正霖生物通過自主研發，突破鼠李糖脂傳統生產工藝中合成效率低、生產不穩定的技術難題，可實現鼠李糖脂的大規模量產，相關技術已獲得發明專利授權（專利號：ZL202511190286.9）。

圖2 鼠李糖脂發明專利證書

鼠李糖脂的應用場景

石油工業可持續發展的“活性引擎”

在“十五五”規劃開局之年，中央一號文件明確強調綠色發展，政策東風勁吹之下，“雙碳”目標正推動石油化工行業加速告別高碳路徑、邁向綠色轉型。

熙正霖鼠李糖脂（RL），作為天然生物表面活性劑的核心代表，憑借低毒、可生物降解、耐溫耐鹽及高效界面活性等獨特優勢，跳出傳統化學表活的瓶頸，為石油開采增效（二次采油、三次采油）、污染修復及油氣處理提供全鏈條綠色解決方案，成為石化行業替代傳統產品、踐行低碳轉型的務實之選。

鼠李糖脂在石油行業中的應用涵蓋了提高石油采收率、降低管道阻力和原油粘度、優化驅油體系、降低管道阻力和原油粘度、洗脫罐底油泥、抗結蠟和改善潤滑油性能等多個方面。其天然的生物表面活性劑特性使其成為環保和可持續發展的選擇，對石油行業的開采效率和環境影響具有重要意義。

①提高石油采收率：讓“沉睡”的原油“動起來”

鼠李糖脂是微生物強化采油（MEOR）的核心功能劑，尤其針對稠油、高鹽、低滲透等難開采油藏，通過“界面調控+潤濕改性+聚集體優化”三重機制提升采收率，相關效果已被多油田試驗與微觀實驗證實。在一項模擬實驗中，隨著時間延長，空白組僅有少量區域露出基底顏色，僅有少量原油從基底表面剝離。而經過1%鼠李糖脂發酵液處理12h后，已明顯出現油滴聚集，24h后大部分油膜已經從基底表面剝離，原油剝離后的區域可明顯見到基底。實驗結果表明，鼠李糖脂能夠改善巖石表面的潤濕性，降低油固界面黏著力，使原油更易從基質表面剝離。

圖3 鼠李糖脂發酵液對疏水基地表面原油剝離效果

稠油降黏與乳化：打破流動性瓶頸

鼠李糖脂的兩親分子可與稠油形成穩定水包油（O/W）乳狀液，其疏水鏈與原油烴類緊密結合，親水基團在油滴表面形成電荷屏障，避免油團聚集。有研究顯示，40% 體積含量的鼠李糖脂發酵液與陳莊稠油混合后，原油黏度從2577mPa?s降至927mPa?s，降黏率達 64.02%。

潤濕反轉與洗油強化：解鎖巖石孔隙殘油

油藏巖石表面多吸附原油極性分子，呈親油性，導致殘油難以被水驅替。鼠李糖脂分子可通過氫鍵作用優先吸附于親水巖石表面，其親和力遠超原油分子，逐步“替換”表面原油，實現親油→親水的潤濕反轉。

陳子慧等人研究表明10% 濃度的鼠李糖脂溶液浸泡親油石英玻片12h后，水相接觸角從111.6°降至22.8°；應用于油砂洗油時，30%濃度溶液的洗油效率達84.83%，原油在巖石表面的黏附功從12.18mN/m降至0.20mN/m，降幅超98%，大幅提升孔隙殘油的脫附效率。

鹽環境適配：應對高鹽油藏挑戰

油藏中常見的Na?、Ca2?離子會抑制多數表面活性劑的活性，但鼠李糖脂可利用鹽離子降低分子間靜電排斥，形成更大尺寸的功能化聚集體，含C10烷基鏈的鼠李糖脂形成蠕蟲狀膠束，含C16烷基鏈的形成球形膠束，這些聚集體可穩定包裹原油分子，形成油溶脹膠束（表面活性劑與油比例達1:1）。有礦場試驗驗證表明，100%CMC濃度的鼠李糖脂溶液可使API重力21.90的原油總采收率達50.45%，其中微生物強化采收貢獻11.91%；且2個月后仍保持49.21%的采收效率，充分證實了其在長期礦場應用中的穩定性。

實際油田案例：降本增效看得見

樂建君等人用鼠李糖脂復配體系對大慶油田采油七廠葡北三斷塊進行生物表面活性劑驅油技術研究及現場試驗。結果表明：鼠李糖脂的復配驅油體系在有效質量分數（0.125％-1.0％）低而寬的范圍內，與葡北油水之間的界面張力大幅下降（10-2mN/m數量級）；在模擬油層滲透率的天然巖心上注入0.5Vp（Vp為孔隙體積）的鼠李糖脂復配驅油體系，采收率比水驅提高7.9％～9.3％；13個月驅油累積增油2014 t，平均單井增油224 t，日產油量由試驗前的1.5 t上升到1.85 t．含水率最低下降1.5％，投入產出比達到1:2.4。

②石油污染修復：給土壤與水體“洗個澡”

石油開采與運輸中難免產生土壤油污、水體油污染及油泥，傳統化學清洗劑易造成二次污染，而鼠李糖脂可通過“增溶+微生物協同”實現綠色修復，且降解效率與安全性兼具：

水體石油烴降解：加速微生物“吃油”

石油烴在水中溶解度極低，導致降解菌難以接觸“食物”。鼠李糖脂一方面可提高石油烴溶解度（如柴油在水中溶解度提升8~10倍），打破油-水界面屏障；另一方面可作為共代謝碳源，為降解菌（如氮單胞菌Azomonas sp.）提供能量，激活其降解酶活性。

有研究顯示：向柴油污染水體添加50mg/L鼠李糖脂后，氮單胞菌的柴油降解率從62% 提升至88%，降解半衰期從4.77d縮短至2.38d，同時菌落數較對照組提升1~2個數量級-這是因為鼠李糖脂可誘導降解菌產生更多單加氧酶（AlkB），加速石油烴的β--氧化分解。

土壤與油泥修復：從“污染體”到“可回收資源”

針對土壤中的多環芳烴（PAHs）、原油等污染物，鼠李糖脂通過降低界面張力和增溶作用，促進污染物從土壤顆粒表面脫附。與PAHs降解菌協同使用時，土壤中PAHs降解率達36.0%，較單一微生物修復或單一鼠李糖脂處理提升156%；若聯合苜蓿等植物與菇渣，修復效率可進一步提升至36.95%。

對于儲油罐底油泥，單/雙鼠李糖脂質量比為50:50時清洗效率最優，在液固比1:3、45℃、攪拌速度300 r/min的條件下，油泥含油量從10.18%降至2.96%，石油烴殘留量顯著下降，原油回收率超90%，實現“修復+資源回收”雙重價值。

③油氣田輔助處理：生產的“綠色助手”

除開采與修復外，鼠李糖脂在含油污水處理、油氣管道輸送等輔助環節也展現出“功能靈活、環保低耗”的優勢，可替代傳統高污染化學藥劑：

含油污水處理：一鍵切換乳化/破乳模式

鼠李糖脂的功能可隨環境 pH 靈活調整：酸性條件（pH<1）下，分子形成的膠束包裹油滴，形成穩定乳狀液便于后續氣浮分離；堿性條件（ph>10）下，分子結構發生構象變化，破壞油水乳化膜，加速油水分層。

工業應用中，向煤焦油乳化廢水投加1000mg/L鼠李糖脂，COD從71000mg/L降至20000mg/L，去除率達71.8%；針對油田采出水，僅需40mg/L加量，即可使水中石油烴降解率達65%，且因CMC低（<200mg/L），無過量藥劑殘留。

管道水合物調控：替代甲醇的環保方案

天然氣管道輸送中，低溫易導致水與烴類形成水合物，聚集后堵塞管道，傳統用甲醇阻聚劑不僅成本高（噸油添加成本超50元），還會污染環境。鼠李糖脂的極性基團可與水分子形成氫鍵，非極性基團與烴類結合，雙重作用下既能縮短水合物誘導時間（從7~11h降至2h內），又能抑制水合物顆粒聚集。

實驗證實：僅需0.05%質量分數的鼠李糖脂，即可有效防止sⅡ型THF水合物在管壁黏附；若與中等鏈長醇（如己醇）復配，用量可進一步降低30%，且藥劑可隨天然氣燃燒分解，無管道殘留。

隨著“雙碳”目標推進與綠色油田理念深入人心，鼠李糖脂憑借其全鏈條、高效率、低環境負荷的優勢，正成為石油化工行業替代化學表面活性劑的首選生物制劑。未來，通過工藝優化、復配研發與規模化應用，鼠李糖脂有望在能源轉型中扮演更重要的角色。

醫藥行業的潛力活性物

鼠李糖脂在促進傷口愈合、調節免疫功能、提高藥物吸收、抗菌消炎和抗腫瘤等方面具有應用前景。

促進傷口愈合和治療炎癥：研究表明，鼠李糖脂能夠加速大鼠全層燒傷創面的愈合，減少膠原蛋白的含量，促進組織愈合。此外，鼠李糖脂還能誘導抗炎細胞因子IL-10的產生，并抑制促炎細胞因子的產生，從而減輕炎癥反應并保護腸道屏障。同時，鼠李糖脂還具有抑制致病菌生長的作用，具備抗菌和抗炎特性。

調節免疫功能：鼠李糖脂能夠雙向調節免疫功能。一方面，它能夠激活免疫細胞，促進促炎細胞因子的釋放，從而表現出促進炎癥反應的作用。另一方面，它也能夠抑制免疫細胞的活性，抑制炎癥反應，實現免疫功能的穩態。

提高藥物滲透和吸收：研究發現，鼠李糖脂能夠改變小腸上皮細胞的通透性和P-gp的活性，從而增加藥物的吸收。例如，鼠李糖脂能夠提高旁路運輸藥物和穿細胞途徑藥物在Caco-2細胞模型上的滲透系數，這為開發口服吸收促進劑提供了潛在應用。

抑制腫瘤細胞增殖：研究表明，鼠李糖脂具有抗腫瘤活性，能夠通過抑制腫瘤細胞的增殖和誘導其凋亡來發揮作用。針對HL-60等腫瘤細胞系，鼠李糖脂顯示出顯著的抗腫瘤效果。

日化和化妝品行業的成分新選擇

鼠李糖脂作為一種天然的表面活性劑和乳化劑，在日化產品中應用廣泛。良好的洗滌效果、發泡性能和生物可降解性，使其成為環保和低污染洗滌劑的理想替代品或部分替代品。在洗衣洗滌劑配方中，鼠李糖脂可以部分或完全替代三聚磷酸鈉，解決水體富營養化的問題。含有鼠李糖脂的生物洗滌劑與合成洗滌劑相比具有類似的洗滌效果，可望在洗滌劑領域實現綠色化和低污染化。

鼠李糖脂和皂苷的混合物具有良好的發泡和界面特性。研究發現，由84%的鼠李糖脂和16%的皂苷組成的微乳體系，在HLB值為10.8時具有最大的發泡能力為48mm，泡沫穩定時間為72分鐘。與其他常用的表面活性劑如SDS、Tween80和Span80相比，鼠李糖脂具有更好的發泡性能和更低的臨界膠束濃度（CMC）值。

鼠李糖脂具有較強的去污能力。在2g/L的使用濃度下，鼠李糖脂能夠去除織物表面85%的油污，清洗能力接近烷基糖苷。相比較常用的表面活性劑如SDS和SDBS，鼠李糖脂具有更低的起泡性和更強的生物可降解性，使其成為理想的清洗劑助劑。添加10%的鼠李糖脂可以有效提高市售洗衣粉的洗滌效果，提升超過10%的清潔能力。

圖4 鼠李糖脂的去油污能力

相比較傳統的合成化學表面活性劑，鼠李糖脂具備良好的細胞通透性，并且來源于生物，具有無毒害和可降解的特性。這些特點使得鼠李糖脂在日化產品中得到廣泛應用，它可以取代石油來源的表面活性劑和乳化劑，如SLS、SDS或NADS，在潤膚霜、洗發水、肥皂中起到分散、潤濕、保濕、產生泡沫等作用，用于抗頭皮屑產品、護膚霜、染發劑、護發素、牙膏、粉刺墊、除臭劑、指甲油、唇膏、止汗劑、嬰兒用品、剃須膏、保濕劑、眼影、濕巾和香水等。鼠李糖脂可以保持混合物的體系穩定，控制產品的粘度，并且具有乳化毛孔中的油脂、減少痤瘡發生的作用。鼠李糖脂同時也是一種廣泛應用于化妝品中的表面活性劑，具有出色的表面活性、乳化活性、皮膚相容性和低刺激性。它在洗面奶、化妝水、爽膚水、防曬霜、睫毛膏、粉底霜及磨砂膏等產品中可以改善產品的質地和功效，同時也可用于制作化妝品微乳液載體。

鼠李糖脂的廣泛應用對于日化和化妝品行業具有重要意義。傳統的表面活性劑和乳化劑如SLS和SDS存在一些問題，例如刺激性和環境影響。監管機構已經對SLES和SLS等化學表面活性劑進行了指責，因為它們含有致癌物質1.4-二惡烷，并且在較高濃度時對皮膚有刺激性。鼠李糖脂作為一種天然來源的表面活性劑和乳化劑，具有良好的皮膚相容性和低刺激性，可以替代這些傳統的化學成分。它還可以通過分散和潤濕性能，幫助保持水分、潤滑、產生泡沫，并起到清潔劑的作用。鼠李糖脂還具有良好的通透性和無毒可降解特性，使其成為一種理想的清潔劑助劑。因此，鼠李糖脂的應用前景廣闊，有望在日化行業實現綠色化和低污染化的目標。

農業領域的好幫手

鼠李糖脂在農業生產中展示出了廣泛的應用前景。它具備良好的生物降解性和低毒性，在作物生長促進、肥料和農藥利用率提高、植物病害防治以及土壤改良等方面發揮重要作用。其與化學表面活性劑相比具有更好的潤濕性和表面活性，對真菌和水生動物病原菌的抑制效果顯著。此外，鼠李糖脂改性的生物炭還可以改良鹽漬土壤，提高植物的適應性和生長表現。這些研究結果為鼠李糖脂在農業領域的進一步應用提供了有力支持。

通過植物葉面噴施鼠李糖脂可以促進營養素吸收和植物生長。鼠李糖脂可降低細胞表面張力，促進植物對于養分的吸收，其本身可作為碳源為土壤微生物提供物質基礎，促進增殖，調整植物根系結構和形態。使用清水和鼠李糖脂溶液分別處理小麥種子，7天后可以觀察到鼠李糖脂處理后的小麥種子根系平均增長20%，且根部分支增多，地上部分生物量也明顯增加。研究發現，與常用的化學表面活性劑相比，鼠李糖脂在較低濃度下具有更好的潤濕性和表面活性，更有利于草甘膦等除草劑穿過葉片進行吸收。

圖5 鼠李糖脂促進作物生長

鼠李糖脂對植物病原真菌具有一定的體外抑制作用。它可通過多種方式防治植物病害，包括水解真菌孢子、改變真菌細胞膜通透性、誘導植物產生防御反應等。一些研究顯示，鼠李糖脂可完全水解辣椒疫霉病和黃瓜霉病的孢子，并改變葡萄灰霉病、大豆疫霉菌、辣椒炭疽病等病原真菌的細胞膜通透性，從而抑制它們的生長。鼠李糖脂還顯示出對水生動物病原菌寄生水霉的抑制作用。研究表明，鼠李糖脂可以增加寄生水霉的細胞膜通透性，從而抑制其菌絲生長和孢子萌發。光學顯微鏡和電子顯微鏡觀察結果顯示，鼠李糖脂對寄生水霉菌絲體有破壞作用。不同來源的鼠李糖脂產品中，含有較高比例的二聚體鼠李糖脂，其抗真菌活性更強。此外，鼠李糖脂還可誘導植物產生抗性，預防病害的發生。

圖6 鼠李糖脂對于農業病原菌的抑制作用

除此之外，鼠李糖脂還可以應用于改良鹽漬土壤，提高植物生長和氮素利用率。研究表明，鼠李糖脂改性的生物炭可以增加土壤中有機碳和氮素的含量，促進小白菜的生長，增加其生物量和氮素吸收量。同時，它還能提高抗氧化酶活性，減少脂質過氧化產物的生成，從而增強小白菜對鹽漬土壤的適應性。在堿性條件下，鼠李糖脂可以中和土壤中的堿性物質，避免土壤板結的問題。鼠李糖脂還具有螯合金屬離子的能力，可用于清除土壤中的重金屬污染物。

食品工業的創新改良劑

鼠李糖脂是一種在食品工業領域具有高應用潛力的成分。它被廣泛用作烘焙食品、海綿蛋糕和面食等食品的膨大劑和調味劑，以改善和提高產品的品質和安全性。美國環保局（EPA）的文件指出，鼠李糖脂對生態系統的風險很低，對食品安全沒有不利影響，因此在食品工業中的應用是安全的。

促進發酵過程中的起泡：鼠李糖脂能夠促進發酵過程中的起泡，提高發酵產物的質量。研究表明，它可以控制或促進發酵的起泡，并有潛在應用于生產低熱量食品，如鮮奶油、慕斯和冰淇淋等。

抗生物膜作用，用于防止食品腐敗：研究發現，鼠李糖脂具有抑制金黃色葡萄球菌生物膜形成的作用，可以防止食品表面生物膜的形成，延長食品的保質期，從而防止食品腐敗和變質。這為鼠李糖脂作為有效的防腐劑提供了依據。

用于烘焙、糖果和肉類加工：鼠李糖脂在極端溫度、pH值和鹽度條件下具有較好的乳化性能和安全性，可用于烘焙、糖果和肉類加工中，改善產品的質量和延長保質期。研究發現，鼠李糖脂可以改善煎餅和雞蛋卷的質地，在烘焙和糖果產品中廣泛應用以提高產品質量。在肉類加工中，鼠李糖脂也具有潛在應用，可改善產品品質，增加產量，并提高抗氧化性能。

改善海綿蛋糕和大米粉品質：研究表明，鼠李糖脂能夠顯著改善海綿蛋糕的品質，提高比容和蓬松度，改善口感。其中，0.10%的添加量效果最為明顯。此外，鼠李糖脂還可以用于提高大米粉的品質。研究人員合成了一種鼠李糖脂復合材料，可以顯著降低大米粉中的鎘含量，實現脫鎘效果。

環境治理的多能選手

鼠李糖脂能夠促進長鏈烷烴和多環芳烴的生物降解，對受污染土壤進行修復治理。此外，鼠李糖脂還能螯合重金屬離子，輔助植物修復，降低土壤中Ni、Cr、Pb、Zn、Cd的含量，對于土壤、水體的多環芳烴、難生物降解COD以及重金屬污染等環境問題具有處理修復能力。

圖7 鼠李糖脂處理土壤中多環芳烴

石化廢水治理：鼠李糖脂在石化廢水治理方面表現出良好效果，能夠提高多環芳烴和COD的去除率，并顯著提高5環和6環PAH的降解率。添加鼠李糖脂后，多環芳烴和COD的去除率分別從72%和90%提高到80%和99%。

土壤和地下水修復：鼠李糖脂能夠促進柴油的生物修復，提高總石油烴（TPH）的去除率超過50%。它還能改變多環芳烴降解過程中的微生物群落，并恢復濕地系統的有效孔隙率。

水處理：鼠李糖脂可用于海水洗滌石油污染土壤和Cd2+廢水的處理，具有較高的洗滌脫油率和重金屬去除率。還可通過泡沫分離技術從Cd2+廢水中去除96.7%的Cd2+，其重金屬去除率優于其他化學表面活性劑。

產品應用方向：可以替代EDTA清除土壤、污水及其他液體中的重金屬污染物。可用于植物技術原位處理受重金屬污染的土壤，通過植物吸收重金屬離子的方式進行處理。鼠李糖脂和其生產菌銅綠假單胞菌在修復殺蟲劑或劇毒農藥污染的土壤或水體方面表現出良好的效果。作為生物表面活性劑具有無毒、兩親等性質，并且可以洗脫多氯聯苯，促進其被假單胞桿菌吸收降解。

綜上所述，鼠李糖脂作為一種環境友好型生物表面活性劑，在石油污染控制、土壤和水體修復以及重金屬污染治理等領域具有重要應用價值。其研究進展表明其能夠提高污染物的降解和去除效率，對環境修復具有積極影響。

鼠李糖脂產品規格