​专利技术打造新一代绿色表活——鼠李糖脂

• 新闻频道 记者:董硕 报道

鼠李糖脂是一种新型表面活性剂，近年来，关于鼠李糖脂在石油工业、食品、农业、化妆品、生态环境、药理等方面的研究成果大量发表，表现出极大的市场开发潜力。

鼠李糖脂是假单胞菌属微生物在一定培养条件下，产生的一类具有表面活性的糖脂代谢产物，属于水溶性阴离子表面活性剂。其具有油、水两亲性，可以降低水的表面张力，作为润湿剂、乳化剂和发泡剂使用。同时，鼠李糖脂也是一种绿色环保、安全无毒的成分。目前应用较广的表面活性剂，大部分是石油基表面活性剂，需要消耗原油、天然气等不可再生资源，而且可能引起水体富营养化等环境问题。以鼠李糖脂为代表的第四代生物表面活性剂，不仅具有毫不逊于石油基表面活性剂的清洁能力，而且具有原料范围广且可再生、制造工艺绿色环保、生物降解性和生物相容性好的优势。

鼠李糖脂的分子结构

鼠李糖脂的分子结构由亲水的1~2分子鼠李糖环和疏水的1~2分子饱和或不饱和脂肪酸构成，其结构丰富，较为常见的有双糖双脂、单糖双脂、双糖单脂、单糖单脂四种结构。

图1 鼠李糖脂的分子结构

鼠李糖脂的优良特性

与传统的化学合成表面活性剂相比，鼠李糖脂具有一系列显著的优良特性：

高表面活性：水油两亲，CMC值约为33.3mg/L，低于常用表面活性剂的CMC值

温和：pH值6~7，对皮肤无刺激性

耐温：温度范围-80~120℃

耐盐：盐浓度0~20g/L

抑菌：可抑制细菌、真菌、线虫等病原微生物

可生物降解：7天生物降解度100%

使用安全：小鼠急性经口毒性LD50＞5000mg/kg BW，属于低毒级

鼠李糖脂的合成技术

熙正霖生物通过自主研发，突破鼠李糖脂传统生产工艺中合成效率低、生产不稳定的技术难题，可实现鼠李糖脂的大规模量产，相关技术已获得发明专利授权（专利号：ZL202511190286.9）。

图2 鼠李糖脂发明专利证书

鼠李糖脂的应用场景

石油工业可持续发展的“活性引擎”

在“十五五”规划开局之年，中央一号文件明确强调绿色发展，政策东风劲吹之下，“双碳”目标正推动石油化工行业加速告别高碳路径、迈向绿色转型。

熙正霖鼠李糖脂（RL），作为天然生物表面活性剂的核心代表，凭借低毒、可生物降解、耐温耐盐及高效界面活性等独特优势，跳出传统化学表活的瓶颈，为石油开采增效（二次采油、三次采油）、污染修复及油气处理提供全链条绿色解决方案，成为石化行业替代传统产品、践行低碳转型的务实之选。

鼠李糖脂在石油行业中的应用涵盖了提高石油采收率、降低管道阻力和原油粘度、优化驱油体系、降低管道阻力和原油粘度、洗脱罐底油泥、抗结蜡和改善润滑油性能等多个方面。其天然的生物表面活性剂特性使其成为环保和可持续发展的选择，对石油行业的开采效率和环境影响具有重要意义。

①提高石油采收率：让“沉睡”的原油“动起来”

鼠李糖脂是微生物强化采油（MEOR）的核心功能剂，尤其针对稠油、高盐、低渗透等难开采油藏，通过“界面调控+润湿改性+聚集体优化”三重机制提升采收率，相关效果已被多油田试验与微观实验证实。在一项模拟实验中，随着时间延长，空白组仅有少量区域露出基底颜色，仅有少量原油从基底表面剥离。而经过1%鼠李糖脂发酵液处理12h后，已明显出现油滴聚集，24h后大部分油膜已经从基底表面剥离，原油剥离后的区域可明显见到基底。实验结果表明，鼠李糖脂能够改善岩石表面的润湿性，降低油固界面黏着力，使原油更易从基质表面剥离。

图3 鼠李糖脂发酵液对疏水基地表面原油剥离效果

稠油降黏与乳化：打破流动性瓶颈

鼠李糖脂的两亲分子可与稠油形成稳定水包油（O/W）乳状液，其疏水链与原油烃类紧密结合，亲水基团在油滴表面形成电荷屏障，避免油团聚集。有研究显示，40% 体积含量的鼠李糖脂发酵液与陈庄稠油混合后，原油黏度从2577mPa・s降至927mPa・s，降黏率达 64.02%。

润湿反转与洗油强化：解锁岩石孔隙残油

油藏岩石表面多吸附原油极性分子，呈亲油性，导致残油难以被水驱替。鼠李糖脂分子可通过氢键作用优先吸附于亲水岩石表面，其亲和力远超原油分子，逐步“替换”表面原油，实现亲油→亲水的润湿反转。

陈子慧等人研究表明10% 浓度的鼠李糖脂溶液浸泡亲油石英玻片12h后，水相接触角从111.6°降至22.8°；应用于油砂洗油时，30%浓度溶液的洗油效率达84.83%，原油在岩石表面的黏附功从12.18mN/m降至0.20mN/m，降幅超98%，大幅提升孔隙残油的脱附效率。

盐环境适配：应对高盐油藏挑战

油藏中常见的Na⁺、Ca²⁺离子会抑制多数表面活性剂的活性，但鼠李糖脂可利用盐离子降低分子间静电排斥，形成更大尺寸的功能化聚集体，含C10烷基链的鼠李糖脂形成蠕虫状胶束，含C16烷基链的形成球形胶束，这些聚集体可稳定包裹原油分子，形成油溶胀胶束（表面活性剂与油比例达1:1）。有矿场试验验证表明，100%CMC浓度的鼠李糖脂溶液可使API重力21.90的原油总采收率达50.45%，其中微生物强化采收贡献11.91%；且2个月后仍保持49.21%的采收效率，充分证实了其在长期矿场应用中的稳定性。

实际油田案例：降本增效看得见

乐建君等人用鼠李糖脂复配体系对大庆油田采油七厂葡北三断块进行生物表面活性剂驱油技术研究及现场试验。结果表明：鼠李糖脂的复配驱油体系在有效质量分数（0.125％-1.0％）低而宽的范围内，与葡北油水之间的界面张力大幅下降（10-2mN/m数量级）；在模拟油层渗透率的天然岩心上注入0.5Vp（Vp为孔隙体积）的鼠李糖脂复配驱油体系，采收率比水驱提高7.9％～9.3％；13个月驱油累积增油2014 t，平均单井增油224 t，日产油量由试验前的1.5 t上升到1.85 t．含水率最低下降1.5％，投入产出比达到1:2.4。

②石油污染修复：给土壤与水体“洗个澡”

石油开采与运输中难免产生土壤油污、水体油污染及油泥，传统化学清洗剂易造成二次污染，而鼠李糖脂可通过“增溶+微生物协同”实现绿色修复，且降解效率与安全性兼具：

水体石油烃降解：加速微生物“吃油”

石油烃在水中溶解度极低，导致降解菌难以接触“食物”。鼠李糖脂一方面可提高石油烃溶解度（如柴油在水中溶解度提升8~10倍），打破油-水界面屏障；另一方面可作为共代谢碳源，为降解菌（如氮单胞菌Azomonas sp.）提供能量，激活其降解酶活性。

有研究显示：向柴油污染水体添加50mg/L鼠李糖脂后，氮单胞菌的柴油降解率从62% 提升至88%，降解半衰期从4.77d缩短至2.38d，同时菌落数较对照组提升1~2个数量级-这是因为鼠李糖脂可诱导降解菌产生更多单加氧酶（AlkB），加速石油烃的β--氧化分解。

土壤与油泥修复：从“污染体”到“可回收资源”

针对土壤中的多环芳烃（PAHs）、原油等污染物，鼠李糖脂通过降低界面张力和增溶作用，促进污染物从土壤颗粒表面脱附。与PAHs降解菌协同使用时，土壤中PAHs降解率达36.0%，较单一微生物修复或单一鼠李糖脂处理提升156%；若联合苜蓿等植物与菇渣，修复效率可进一步提升至36.95%。

对于储油罐底油泥，单/双鼠李糖脂质量比为50:50时清洗效率最优，在液固比1:3、45℃、搅拌速度300 r/min的条件下，油泥含油量从10.18%降至2.96%，石油烃残留量显著下降，原油回收率超90%，实现“修复+资源回收”双重价值。

③油气田辅助处理：生产的“绿色助手”

除开采与修复外，鼠李糖脂在含油污水处理、油气管道输送等辅助环节也展现出“功能灵活、环保低耗”的优势，可替代传统高污染化学药剂：

含油污水处理：一键切换乳化/破乳模式

鼠李糖脂的功能可随环境 pH 灵活调整：酸性条件（pH<1）下，分子形成的胶束包裹油滴，形成稳定乳状液便于后续气浮分离；碱性条件（ph>10）下，分子结构发生构象变化，破坏油水乳化膜，加速油水分层。

工业应用中，向煤焦油乳化废水投加1000mg/L鼠李糖脂，COD从71000mg/L降至20000mg/L，去除率达71.8%；针对油田采出水，仅需40mg/L加量，即可使水中石油烃降解率达65%，且因CMC低（<200mg/L），无过量药剂残留。

管道水合物调控：替代甲醇的环保方案

天然气管道输送中，低温易导致水与烃类形成水合物，聚集后堵塞管道，传统用甲醇阻聚剂不仅成本高（吨油添加成本超50元），还会污染环境。鼠李糖脂的极性基团可与水分子形成氢键，非极性基团与烃类结合，双重作用下既能缩短水合物诱导时间（从7~11h降至2h内），又能抑制水合物颗粒聚集。

实验证实：仅需0.05%质量分数的鼠李糖脂，即可有效防止sⅡ型THF水合物在管壁黏附；若与中等链长醇（如己醇）复配，用量可进一步降低30%，且药剂可随天然气燃烧分解，无管道残留。

随着“双碳”目标推进与绿色油田理念深入人心，鼠李糖脂凭借其全链条、高效率、低环境负荷的优势，正成为石油化工行业替代化学表面活性剂的首选生物制剂。未来，通过工艺优化、复配研发与规模化应用，鼠李糖脂有望在能源转型中扮演更重要的角色。

医药行业的潜力活性物

鼠李糖脂在促进伤口愈合、调节免疫功能、提高药物吸收、抗菌消炎和抗肿瘤等方面具有应用前景。

促进伤口愈合和治疗炎症：研究表明，鼠李糖脂能够加速大鼠全层烧伤创面的愈合，减少胶原蛋白的含量，促进组织愈合。此外，鼠李糖脂还能诱导抗炎细胞因子IL-10的产生，并抑制促炎细胞因子的产生，从而减轻炎症反应并保护肠道屏障。同时，鼠李糖脂还具有抑制致病菌生长的作用，具备抗菌和抗炎特性。

调节免疫功能：鼠李糖脂能够双向调节免疫功能。一方面，它能够激活免疫细胞，促进促炎细胞因子的释放，从而表现出促进炎症反应的作用。另一方面，它也能够抑制免疫细胞的活性，抑制炎症反应，实现免疫功能的稳态。

提高药物渗透和吸收：研究发现，鼠李糖脂能够改变小肠上皮细胞的通透性和P-gp的活性，从而增加药物的吸收。例如，鼠李糖脂能够提高旁路运输药物和穿细胞途径药物在Caco-2细胞模型上的渗透系数，这为开发口服吸收促进剂提供了潜在应用。

抑制肿瘤细胞增殖：研究表明，鼠李糖脂具有抗肿瘤活性，能够通过抑制肿瘤细胞的增殖和诱导其凋亡来发挥作用。针对HL-60等肿瘤细胞系，鼠李糖脂显示出显著的抗肿瘤效果。

日化和化妆品行业的成分新选择

鼠李糖脂作为一种天然的表面活性剂和乳化剂，在日化产品中应用广泛。良好的洗涤效果、发泡性能和生物可降解性，使其成为环保和低污染洗涤剂的理想替代品或部分替代品。在洗衣洗涤剂配方中，鼠李糖脂可以部分或完全替代三聚磷酸钠，解决水体富营养化的问题。含有鼠李糖脂的生物洗涤剂与合成洗涤剂相比具有类似的洗涤效果，可望在洗涤剂领域实现绿色化和低污染化。

鼠李糖脂和皂苷的混合物具有良好的发泡和界面特性。研究发现，由84%的鼠李糖脂和16%的皂苷组成的微乳体系，在HLB值为10.8时具有最大的发泡能力为48mm，泡沫稳定时间为72分钟。与其他常用的表面活性剂如SDS、Tween80和Span80相比，鼠李糖脂具有更好的发泡性能和更低的临界胶束浓度（CMC）值。

鼠李糖脂具有较强的去污能力。在2g/L的使用浓度下，鼠李糖脂能够去除织物表面85%的油污，清洗能力接近烷基糖苷。相比较常用的表面活性剂如SDS和SDBS，鼠李糖脂具有更低的起泡性和更强的生物可降解性，使其成为理想的清洗剂助剂。添加10%的鼠李糖脂可以有效提高市售洗衣粉的洗涤效果，提升超过10%的清洁能力。

图4 鼠李糖脂的去油污能力

相比较传统的合成化学表面活性剂，鼠李糖脂具备良好的细胞通透性，并且来源于生物，具有无毒害和可降解的特性。这些特点使得鼠李糖脂在日化产品中得到广泛应用，它可以取代石油来源的表面活性剂和乳化剂，如SLS、SDS或NADS，在润肤霜、洗发水、肥皂中起到分散、润湿、保湿、产生泡沫等作用，用于抗头皮屑产品、护肤霜、染发剂、护发素、牙膏、粉刺垫、除臭剂、指甲油、唇膏、止汗剂、婴儿用品、剃须膏、保湿剂、眼影、湿巾和香水等。鼠李糖脂可以保持混合物的体系稳定，控制产品的粘度，并且具有乳化毛孔中的油脂、减少痤疮发生的作用。鼠李糖脂同时也是一种广泛应用于化妆品中的表面活性剂，具有出色的表面活性、乳化活性、皮肤相容性和低刺激性。它在洗面奶、化妆水、爽肤水、防晒霜、睫毛膏、粉底霜及磨砂膏等产品中可以改善产品的质地和功效，同时也可用于制作化妆品微乳液载体。

鼠李糖脂的广泛应用对于日化和化妆品行业具有重要意义。传统的表面活性剂和乳化剂如SLS和SDS存在一些问题，例如刺激性和环境影响。监管机构已经对SLES和SLS等化学表面活性剂进行了指责，因为它们含有致癌物质1.4-二恶烷，并且在较高浓度时对皮肤有刺激性。鼠李糖脂作为一种天然来源的表面活性剂和乳化剂，具有良好的皮肤相容性和低刺激性，可以替代这些传统的化学成分。它还可以通过分散和润湿性能，帮助保持水分、润滑、产生泡沫，并起到清洁剂的作用。鼠李糖脂还具有良好的通透性和无毒可降解特性，使其成为一种理想的清洁剂助剂。因此，鼠李糖脂的应用前景广阔，有望在日化行业实现绿色化和低污染化的目标。

农业领域的好帮手

鼠李糖脂在农业生产中展示出了广泛的应用前景。它具备良好的生物降解性和低毒性，在作物生长促进、肥料和农药利用率提高、植物病害防治以及土壤改良等方面发挥重要作用。其与化学表面活性剂相比具有更好的润湿性和表面活性，对真菌和水生动物病原菌的抑制效果显著。此外，鼠李糖脂改性的生物炭还可以改良盐渍土壤，提高植物的适应性和生长表现。这些研究结果为鼠李糖脂在农业领域的进一步应用提供了有力支持。

通过植物叶面喷施鼠李糖脂可以促进营养素吸收和植物生长。鼠李糖脂可降低细胞表面张力，促进植物对于养分的吸收，其本身可作为碳源为土壤微生物提供物质基础，促进增殖，调整植物根系结构和形态。使用清水和鼠李糖脂溶液分别处理小麦种子，7天后可以观察到鼠李糖脂处理后的小麦种子根系平均增长20%，且根部分支增多，地上部分生物量也明显增加。研究发现，与常用的化学表面活性剂相比，鼠李糖脂在较低浓度下具有更好的润湿性和表面活性，更有利于草甘膦等除草剂穿过叶片进行吸收。

图5 鼠李糖脂促进作物生长

鼠李糖脂对植物病原真菌具有一定的体外抑制作用。它可通过多种方式防治植物病害，包括水解真菌孢子、改变真菌细胞膜通透性、诱导植物产生防御反应等。一些研究显示，鼠李糖脂可完全水解辣椒疫霉病和黄瓜霉病的孢子，并改变葡萄灰霉病、大豆疫霉菌、辣椒炭疽病等病原真菌的细胞膜通透性，从而抑制它们的生长。鼠李糖脂还显示出对水生动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细胞膜通透性，从而抑制其菌丝生长和孢子萌发。光学显微镜和电子显微镜观察结果显示，鼠李糖脂对寄生水霉菌丝体有破坏作用。不同来源的鼠李糖脂产品中，含有较高比例的二聚体鼠李糖脂，其抗真菌活性更强。此外，鼠李糖脂还可诱导植物产生抗性，预防病害的发生。

图6 鼠李糖脂对于农业病原菌的抑制作用

除此之外，鼠李糖脂还可以应用于改良盐渍土壤，提高植物生长和氮素利用率。研究表明，鼠李糖脂改性的生物炭可以增加土壤中有机碳和氮素的含量，促进小白菜的生长，增加其生物量和氮素吸收量。同时，它还能提高抗氧化酶活性，减少脂质过氧化产物的生成，从而增强小白菜对盐渍土壤的适应性。在碱性条件下，鼠李糖脂可以中和土壤中的碱性物质，避免土壤板结的问题。鼠李糖脂还具有螯合金属离子的能力，可用于清除土壤中的重金属污染物。

食品工业的创新改良剂

鼠李糖脂是一种在食品工业领域具有高应用潜力的成分。它被广泛用作烘焙食品、海绵蛋糕和面食等食品的膨大剂和调味剂，以改善和提高产品的品质和安全性。美国环保局（EPA）的文件指出，鼠李糖脂对生态系统的风险很低，对食品安全没有不利影响，因此在食品工业中的应用是安全的。

促进发酵过程中的起泡：鼠李糖脂能够促进发酵过程中的起泡，提高发酵产物的质量。研究表明，它可以控制或促进发酵的起泡，并有潜在应用于生产低热量食品，如鲜奶油、慕斯和冰淇淋等。

抗生物膜作用，用于防止食品腐败：研究发现，鼠李糖脂具有抑制金黄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，延长食品的保质期，从而防止食品腐败和变质。这为鼠李糖脂作为有效的防腐剂提供了依据。

用于烘焙、糖果和肉类加工：鼠李糖脂在极端温度、pH值和盐度条件下具有较好的乳化性能和安全性，可用于烘焙、糖果和肉类加工中，改善产品的质量和延长保质期。研究发现，鼠李糖脂可以改善煎饼和鸡蛋卷的质地，在烘焙和糖果产品中广泛应用以提高产品质量。在肉类加工中，鼠李糖脂也具有潜在应用，可改善产品品质，增加产量，并提高抗氧化性能。

改善海绵蛋糕和大米粉品质：研究表明，鼠李糖脂能够显著改善海绵蛋糕的品质，提高比容和蓬松度，改善口感。其中，0.10%的添加量效果最为明显。此外，鼠李糖脂还可以用于提高大米粉的品质。研究人员合成了一种鼠李糖脂复合材料，可以显著降低大米粉中的镉含量，实现脱镉效果。

环境治理的多能选手

鼠李糖脂能够促进长链烷烃和多环芳烃的生物降解，对受污染土壤进行修复治理。此外，鼠李糖脂还能螯合重金属离子，辅助植物修复，降低土壤中Ni、Cr、Pb、Zn、Cd的含量，对于土壤、水体的多环芳烃、难生物降解COD以及重金属污染等环境问题具有处理修复能力。

图7 鼠李糖脂处理土壤中多环芳烃

石化废水治理：鼠李糖脂在石化废水治理方面表现出良好效果，能够提高多环芳烃和COD的去除率，并显著提高5环和6环PAH的降解率。添加鼠李糖脂后，多环芳烃和COD的去除率分别从72%和90%提高到80%和99%。

土壤和地下水修复：鼠李糖脂能够促进柴油的生物修复，提高总石油烃（TPH）的去除率超过50%。它还能改变多环芳烃降解过程中的微生物群落，并恢复湿地系统的有效孔隙率。

水处理：鼠李糖脂可用于海水洗涤石油污染土壤和Cd2+废水的处理，具有较高的洗涤脱油率和重金属去除率。还可通过泡沫分离技术从Cd2+废水中去除96.7%的Cd2+，其重金属去除率优于其他化学表面活性剂。

产品应用方向：可以替代EDTA清除土壤、污水及其他液体中的重金属污染物。可用于植物技术原位处理受重金属污染的土壤，通过植物吸收重金属离子的方式进行处理。鼠李糖脂和其生产菌铜绿假单胞菌在修复杀虫剂或剧毒农药污染的土壤或水体方面表现出良好的效果。作为生物表面活性剂具有无毒、两亲等性质，并且可以洗脱多氯联苯，促进其被假单胞杆菌吸收降解。

综上所述，鼠李糖脂作为一种环境友好型生物表面活性剂，在石油污染控制、土壤和水体修复以及重金属污染治理等领域具有重要应用价值。其研究进展表明其能够提高污染物的降解和去除效率，对环境修复具有积极影响。

鼠李糖脂产品规格