Chapter 1IntroductionBiosurfactants

Chapter 1
Introduction
Biosurfactants are microbially produced compounds which exibit surface
activity. At present, biosurfactant synthesis has been studied extensively (Fiechter,
1992; Banat
et al
., 2000). These biosurfactants are amphipathic molecules
consisting of hydrophobic and hydrophilic domains. Due to their amphipathic
nature, biosurfactant can partition at the interfaces between different fluid phases
such as oil/water or water/air interfaces.
Biosurfactants have applications in the environmental protection, crude
oil recovery, agriculture, mining, health care and food-processing industries
(Fiechter, 1992; Desai and Banat, 1997). Biosurfactants have special advantage
over the chemical surfactants, such as lower toxicity, higher biodegradability,
better environmental compatibility, higher foaming, high selectivity and specific
activity at extreme temperature, pH and salinity (Desai and Banat, 1997; Makkar
and Cameotra, 1997a). As environmental compatability becoming an increasingly
important factor in the selection of industrial chemicals, the use of biosurfactants
in environmental application, such as biodegradation and dispersion of oil spill is
increasing (Banat, 1995). In addition, biosurfactants have other use in petroleum
industry, such as enhancing oil recovery process and the transportation of crude
oil (Kim
et al.
, 1997). Other possible application fields are in the food, cosmetic
and pharmaceutical industries. In these industries, most biosurfactants are used as
emulsifiers (Khire
et al.
, 1994; Banat, 1993). H-Kittikun
et al
. (1993) has been
studied
Bacillus
MUV4 could produce antibiotic that was macrolactin A
compound against the growth of
Bacillus anthracis
,
Salmonella
sp. and
Aeromonas hydrophila
. During antibiotic production, foam formation was
observed and decreased so it was observed that this strain could produce
biosurfactant .
1

The aim of this research is to optimize conditions for biosurfactant
production by
Bacillus
MUV4. In addition, some properties of the biosurfactant
and its application will be investigated.
Literature Review
1.
Surfactants
Surfactants are amphipathic molecules consisting of hydrophobic and
hydrophilic moieties in one molecule.
1.1 Hydrophilic moieties (water soluble) or polar group appear in variations
such as amino acid or peptide, carbohydrate, phosphate, alcohol and carboxylic
acid.
1.2 Hydrophobic moieties (oil soluble) or non-polar, is frequently a
hydrocarbon chain such as unsaturated fatty acid and saturated fatty acid.
Both hydrophilic and hydrophobic moieties partition preferentially at the
interface between fluid phases with different degrees of polarity and hydrogen
binding such as oil/water or air/water interface. These properties make surfactants
capable of reducing surface and interfacial tension and foaming microemulsion
where hydrocarbons can solubilize in water or where water can solubilize in
hydrocarbon. Such characteristics confer excellent detergency, emulsifying,
foaming and dispersing traits (Desai and Banat, 1997; Finnerty, 1994).
The surfactant character of molecules is due to their mixed
hydrophilic/hydrophobic nature. They are able to form rod-shaped micelles,
bilayers and vesicles (Figure 1).


Figure 1 Surfactants are characterized by an amphipathic structure.
Hydrophobic and hydrophilic properties depend on the charge of
the polar groups (anionic, cationic, neutral or amphoteric types).
a) surfactant monomer d) micellar layer
b) circular micelle e) vesicle representation
c) rod-shaped micelle
Source : Fiechter (1992)
2.
Nature of surfactants
Cell membranes are composed mainly of ampliphiles, which are self-
assembled into a bilayer structure with the molecules oriented so that the
hydrophilic groups are on the out side of the membrane and the hydrophobic
groups avoid contact with the aqueous regions by being packed closely together
inside the membrane. The complete membrane contains other materials such as

proteins, polysaccharides and cholesterol but the primary structure owes its form
to surfactant aggregation. In mammalian cells, the primary ampliphiles are
phospholipids, which are derivatives of glycerol esters with long-chain fatty acid.
Fats, which are important sources of the fatty acid used by the body to
store chemical energy, are triglycerides that are not really thought of as
amphiphiles since the head group is not sufficiently hydrophilic. In milk, the fat is
mainly in the form of triglycerides but a small amount is present as phospholipids
and diglycerides, which are surfactant that help to stabilize the emulsion in the
water. Pancreatic lipase hydrolyses the triglyceride at the oil/water interface of
this emulsion to produce free fatty acids and monoglycerides. Both of the
materials are strongly surface active and form mixed micelles with bile salts to
produce essencially solubilized fat, which can pass through the walls of the
intestine. Bile salts are surfactants produced in the liver and stored in the gall-
bladder. In the blood stream, the fatty acids leave these surfactant complexes to
combine with proteins such as serum albumin to form lipoproteins, which self-
organize into species suitable for transport to various destinations around the
body.
A more complex state of aggregation is shown by the lipoprotein in
myelin, which is a more specialized membrane that surrounds nerve fibers. The
basic structural unit is the back-to-back bilayer of the cell membranes, however, in
myelin these are built into multilayers, which resemble the lamellar structure
shown by lamellar liquid crystals. At an even higher level, complex glycolipids
form intricate structure in brain tissue, which are the basis for the rapid neural
processes controlling all body functions (Clint, 1992).
3.
Synthetic surfactants
Many operations and processes in the both domestic and industrial
situations rely on surfactants and, in most cases, these surfactants are synthetic
rather than naturally occurring. Synthetic surfactants may be produced from

petroleum derived feedstocks (
e.g.
alcohol, alkylbenzenes, alkylphenols) or
natural raw materials (vegetable-and animal-derived oils and fats, fatty acids and
alcohols, carbohydrates,
etc
.) by one more chemical conversion processes.
The best example is detergency. A detergent is a cleaning product
formulated with several components of which surfactants are major and important
ingredients. Soap was at first home made detergent responsible for the
introduction of commercial manufacturing in the thirteenth century (Cosson, 1987
cited by Clint, 1992). Although soap is still a valuable and indeed preferred
ingredient for certain applications, it was the introduction of synthetic detergents
in the 1940s that saw the start of a revolution in both domestic and industrial
cleaning products.
In addition to these domestic uses of surfactants, there are large industrial
uses other than for detergency. These include dyestuffs, fibers, mineral
processing, oil field chemicals, paints, pesticides, pharmaceuticals and plastics.
Each of these is a major industry and the total usage of surfactants represents a
significant factor in the economy.
4.
Types of surfactants (Clint, 1992)
Types of surfactant are concerned mainly with aqueous solutions of
surfactants, the two parts of the amphiphilic molecules are hydrophilic and
hydrophobic. An enomerous variety of chemical groups have been used but the
following represents some of the major classes of commercial importance.
4.1 Hydrophilic groups
The hydrophilic group of a surfactant is usually referred to as the 'head
group' and is either strongly polar or charged. If the charged group is anionic, the
counterion is usually Na
and for cationic surfactants the counterion is usually Cl
+
-
4.1.1 Anionics.
These include the traditional soaps (-CO
) and the early
-
2
synthetic detergents, the sulphonates (-SO
) and the sulfates (-O-)SO
). All of
-
3
4
these compounds are used extensively in cleaning formulations. The major

advantage of the sulphonates and sulfates over the carboxylates is their greater
tolerance of divalent metal ions in hard water.
4.1.2 Cationics.
These are usually quaternary ammonium, imidazolinium
or alkyl pyridinium compounds. The positive charge on the head group gives the
surfactant a strong substantivity on charged fibers, such as cotton and hair, and
they are therefore used as fabric and hair conditioners.
4.1.3 Zwitterionic surfactants
(often referred to as amphoteric). These are
used in the form of betaines (-N
(CH
)
CH
CO
) or sulphobetaines (-N
(CH
)
+
-
+
3
2
2
2
3
CH
SO
). These compounds are milder on the skin than the anionics and have
-
2
2
3
especially low eye-sting effects, which leads to their use in toilets and baby
shampoos. Among the naturally occurring surfactants in this class are the
lecithins or phosphatidyl cholines, which have the head group: -O-PO
-CH
CH
-
-
3
2
2
N
(CH
)
.
+
3
3
4.1.4 Non-ionic surfactants.
These are dominated by the ethoxylates, -
(OCH
CH
)
OH. They are used extensively in low-temperature detergency and as
2
2
n
emulsifiers. This class of surfactants also includes several so-called semi-polar
compounds such as the amine oxides, sulphoxides and phosphine oxides, although
only the amine oxide is commercially important. More recently of non-ionic head
groups have been extended to include, for example, pyrolidones (Rosen
et al
.,
1988 cited by Clint, 1992) and even sugars. Also to be included in the non-ionic
classes are the alkanolanides and their ethoxylated derivatives.
4.1.5 Combinations
. The most common are those that have both non-ionic
and anionic groups such as the alkyl ethoxysulfates, -(OCH
CH
)
OSO
-
2
2
n
3
.
Surfactants of this type are mild on the skin and are therefore used in formulations
where skin contact is not usually avoided, for example dishwashing liquids and
shampoos.
4.2
Hydrophobic groups
This part of t

Kết quả (Việt) 1:

Chương 1 giới thiệu

biosurfactants được vi khuẩn có thể sản xuất các hợp chất exibit bề mặt
hoạt động. hiện nay, tổng hợp biosurfactant đã được nghiên cứu rộng rãi (fiechter,
năm 1992;. Banat

và cộng sự, 2000). những biosurfactants là các phân tử amphipathic
bao gồm các lĩnh vực kỵ nước và ưa nước. do tính chất
amphipathic của họ,biosurfactant có thể phân vùng tại các giao diện giữa các giai đoạn chất lỏng khác nhau
chẳng hạn như giao diện dầu / nước hoặc nước / không khí
biosurfactants có ứng dụng trong việc bảo vệ môi trường, dầu thô
thu hồi dầu, nông nghiệp, khai thác khoáng sản, chăm sóc sức khỏe và chế biến thực phẩm công nghiệp
(fiechter. năm 1992; Desai và Banat, 1997). biosurfactants có lợi thế
đặc biệt trên các bề mặt hóa học,như độc tính thấp, phân hủy sinh học cao hơn, khả năng tương thích tốt hơn
môi trường, tạo bọt cao hơn, tính chọn lọc cao và hoạt động
cụ thể ở nhiệt độ cực đoan, ph và độ mặn (Desai và Banat, 1997; Makkar
và cameotra, 1997a). như khả năng tương thích môi trường trở thành một yếu tố ngày càng quan trọng
trong việc lựa chọn các hóa chất công nghiệp, việc sử dụng biosurfactants
trong ứng dụng môi trường, chẳng hạn như phân hủy sinh học và phân tán sự cố tràn dầu là
tăng (Banat, 1995). ngoài ra, biosurfactants có sử dụng khác trong ngành công nghiệp dầu khí
, chẳng hạn như tăng cường quá trình thu hồi dầu và vận chuyển dầu thô
dầu (kim
et al.
, 1997). các lĩnh vực ứng dụng khác có thể là trong các ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm
. trong các ngành công nghiệp,nhất biosurfactants được sử dụng như chất nhũ hoá
(khire

et al, 1994;. Banat, 1993). h-kittikun

et al. (1993) đã được nghiên cứu


muv4 vi khuẩn có thể sản xuất thuốc kháng sinh mà là một hợp chất macrolactin
chống lại sự phát triển của vi khuẩn bệnh than

,

Salmonella sp. và Aeromonas hydrophila

. trong quá trình sản xuất kháng sinh, hình thành bọt là
quan sát và giảm nên nó đã được quan sát thấy rằng chủng virus này có thể sản xuất
biosurfactant.
1

mục đích của nghiên cứu này là để tối ưu hóa điều kiện cho biosurfactant

sản xuất bởi vi khuẩn
muv4. ngoài ra, một số tính chất của
biosurfactant và ứng dụng của nó sẽ được điều tra.
Đánh giá văn học

bề mặt 1.
bề mặt là các phân tử amphipathic gồm kỵ nước và
moieties ưa nước trong một phân tử.
1.1 moieties ưa nước (hòa tan trong nước) hoặc nhóm cực xuất hiện trong các biến thể
như axit amin hoặc peptide, carbohydrate, phosphate, rượu và axit cacboxylic
.
1.2 moieties kỵ nước (dầu hòa tan) hoặc không phân cực , thường xuyên là một chuỗi hydrocarbon
như axit béo không bão hòa và axit béo bão hòa.
cả hai phân vùng moieties ưa nước và kỵ nước ưu tiên tại giao diện
giữa các giai đoạn dịch với mức độ khác nhau của phân cực và hydro
ràng buộc như dầu / nước hoặc giao diện không khí / nước. các đặc tính này làm cho bề mặt
khả năng giảm bề mặt và tiếp giáp căng thẳng và tạo bọt microemulsion
nơi hydrocarbon thể hòa tan trong nước hoặc trong trường hợp nước có hòa tan trong
hydrocarbon. đặc điểm như trao tẩy rửa tuyệt vời, chất nhũ hóa,
tạo bọt và phân tán những đặc điểm (Desai và Banat, 1997; Finnerty, 1994).
nhân vật bề mặt của các phân tử là do tính chất hỗn hợp
ưa nước / kỵ nước của họ. họ có thể hình thành các mixen hình que, bilayers
và các túi (hình 1).


hình 1 bề mặt được đặc trưng bởi một cấu trúc amphipathic.
tính chất kỵ nước và ưa nước phụ thuộc vào phụ trách
các nhóm phân cực (anion, cation, loại trung tính hoặc lưỡng tính).
a) bề mặt monomer d) Tầng micellar
b) Thông tư mixen e) túi đại diện mixen
c) hình que
nguồn: fiechter (1992)
2
bản chất hoạt động bề mặt
màng tế bào được cấu tạo chủ yếu của ampliphiles, đó là tự
.lắp ráp thành một cấu trúc hai lớp với các phân tử định hướng để các nhóm ưa nước
đang ở phía bên ngoài của màng tế bào và các nhóm
kỵ tránh tiếp xúc với các vùng dịch bằng cách đóng gói chặt chẽ với nhau
bên trong màng tế bào. màng hoàn chỉnh có chứa các vật liệu khác như

protein, polysaccharides và cholesterol nhưng cơ cấu chính nhờ vào hình dạng của nó
để bề mặt tổng hợp. trong các tế bào động vật có vú, các ampliphiles chính là phospholipid
, mà là dẫn xuất của este glycerol với acid béo chuỗi dài.
chất béo, là những nguồn quan trọng của axit béo được sử dụng bởi cơ thể để
cửa hàng năng lượng hóa học, là triglycerides mà không phải là thực sự nghĩ như amphiphiles
kể từ khi nhóm đầu là không đủ ưa nước. trong sữa, chất béo là
chủ yếu ở dưới dạng triglycerides nhưng một lượng nhỏ là hiện tại như phospholipid
và diglycerides, đó là bề mặt có thể trợ giúp để ổn định nhũ tương trong nước
. lipase tụy hydrolyses các chất béo trung tại giao diện dầu / nước của
nhũ tương này để sản xuất axit béo tự do và monoglycerides. cả hai
vật liệu được mạnh mẽ bề mặt hoạt động và hình thành các mixen hỗn hợp với muối mật để sản xuất chất béo
essencially hòa tan, có thể đi qua các bức tường của ruột
. muối mật là bề mặt sản xuất tại gan và được lưu trữ trong túi mật-
. trong dòng máu, các axit béo để lại những phức bề mặt để
kết hợp với các protein như albumin để tạo thành lipoprotein,mà tự
tổ chức thành loài phù hợp để vận chuyển đến địa điểm khác nhau xung quanh cơ thể
.
trạng thái phức tạp của tập hợp được thể hiện bởi các lipoprotein trong
myelin, mà là một màng đặc biệt hơn bao quanh sợi thần kinh.
các đơn vị cấu trúc cơ bản là màng trở lại-to-back của màng tế bào, tuy nhiên, trong
myelin chúng được chế tạo thành nhiều lớp,mà giống với cấu trúc lớp
hiển thị bằng tinh thể lỏng phiến. ở một mức độ cao hơn, phức tạp glycolipids
hình thức cấu trúc phức tạp trong mô não, đó là cơ sở cho các quá trình
thần kinh nhanh chóng kiểm soát tất cả các chức năng cơ thể (Clint, 1992)
3

bề mặt tổng hợp nhiều hoạt động và quy trình.. trong cả hai tình huống
hoạt và công nghiệp dựa trên bề mặt và, trong nhiều trường hợp,những hoạt động bề mặt là tổng hợp
chứ không phải là tự nhiên. bề mặt tổng hợp có thể được sản xuất từ ​​

xăng dầu nguyên liệu có nguồn gốc (

ví dụ như rượu, loại alkylbenzen, alkylphenol) hoặc
nguyên liệu tự nhiên (dầu thực vật và động vật có nguồn gốc và chất béo, axit béo và rượu
, carbohydrate,

vv.) thêm một quá trình chuyển đổi hóa học.
ví dụ tốt nhất là tẩy rửa.chất tẩy rửa là một
sản phẩm làm sạch được xây dựng với một số thành phần trong đó bề mặt là thành phần
lớn và quan trọng. xà phòng là chất tẩy rửa ở nhà đầu tiên được thực hiện chịu trách nhiệm cho việc giới thiệu
sản xuất thương mại trong thế kỷ thứ mười ba (Cosson, 1987
được trích dẫn bởi Clint, 1992). mặc dù xà phòng vẫn là một thành phần
có giá trị và thực sự ưa thích cho các ứng dụng nhất định,đó là sự ra đời của chất tẩy rửa tổng hợp
trong những năm 1940 mà đã thấy sự bắt đầu của một cuộc cách mạng trong cả hai
sản phẩm làm sạch trong nước và công nghiệp.
ngoài các mục đích sử dụng trong nước bề mặt, có
công nghiệp lớn sử dụng khác hơn so với tẩy rửa. này bao gồm thuốc nhuộm, sợi, khoáng
chế biến, hóa chất mỏ dầu, sơn, thuốc trừ sâu, dược phẩm và chất dẻo.
từng là một ngành công nghiệp lớn và việc sử dụng tổng số bề mặt đại diện cho một yếu tố quan trọng
trong nền kinh tế.
4.
loại bề mặt (Clint, 1992)
loại bề mặt có liên quan chủ yếu với dung dịch nước của bề mặt
, hai phần của các phân tử amphiphilic là ưa nước và kỵ nước
. một loạt enomerous của các nhóm hóa học đã được sử dụng nhưng
sau đây đại diện cho một số các lớp học chính trị thương mại.
4,1 nhóm ưa nước
nhóm ưa nước của bề mặt thường được gọi là "đầu
nhóm và là một trong hai cực mạnh hoặc tính phí. nếu nhóm tính là anion, các counterion
thường là na
và cho bề mặt cation các counterion thường là cl

-

4.1.1 anionics này bao gồm các loại xà phòng truyền thống (-co
.) Và đầu
-
2
chất tẩy rửa tổng hợp, sulfonat (-so
) và sunfat (-o-) để
). tất cả
-
3
4
các hợp chất này được sử dụng rộng rãi trong việc làm sạch các công thức. các chính

lợi thế của sulfonat và sulfat trong cacboxylat là khoan dung
lớn hơn của họ các ion kim loại hóa trị II trong nước cứng.
4.1.2 cationics.
đây là những thường amoni bậc bốn, imidazolinium
hoặc alkyl pyridinium hợp chất. điện tích dương trên nhóm đầu cung cấp cho các bề mặt
một substantivity mạnh mẽ trên các sợi tính, chẳng hạn như bông và tóc, và
do đó chúng được sử dụng như vải và tóc điều.
4.1.3 bề mặt zwitterionic
(thường được gọi là lưỡng tính) . đây là
được sử dụng trong các hình thức betain (-n
(ch
)
ch
co
) hoặc sulphobetain (-n
(ch
)

-

3
2
2
2
3
ch
quá
).các hợp chất này nhẹ hơn trên da hơn so với anionics và có
-
2
2
3
hiệu ứng mắt nọc đặc biệt là thấp, dẫn đến việc sử dụng chúng trong nhà vệ sinh và bé
dầu gội. giữa các bề mặt tự nhiên trong lớp này là
lecithin hoặc phosphatidyl cholines, trong đó có nhóm đầu:-o-po

ch-ch
-
-
3
2
2
n
(ch
)
.

3

3 4.1.4 bề mặt không ion.
này được chi phối bởi các ethoxylate,-
(Och
ch
)
oh. chúng được sử dụng rộng rãi trong tẩy rửa ở nhiệt độ thấp và như
2
2
n
chất nhũ hoá. lớp này hoạt động bề mặt cũng có một số cái gọi là hợp chất
bán cực như oxit amin, sulphoxides và phosphine oxit, mặc dù
chỉ có oxit amin là thương mại quan trọng. gần đây hơn của không ion nhóm
đầu đã được mở rộng để bao gồm, ví dụ, pyrolidones (Rosen
et al
.,
1988 trích dẫn của Clint, 1992) và thậm chí cả đường. cũng được bao gồm trong các lớp học
không ion là alkanolanides và các dẫn xuất ethoxylat hóa của họ.
4.1.5 kết hợp
. phổ biến nhất là những người có cả hai
không ion và các nhóm anion như ethoxysulfates alkyl, - (och
ch
)

Oso -.
2
2
n
3

bề mặt của loại này là nhẹ trên do đó da và được sử dụng trong các công thức
nơi tiếp xúc với da thường không tránh được, ví dụ như rửa chén chất lỏng và dầu gội
.
4.2

nhóm kỵ nước này là một phần của t

Kết quả (Việt) 2:

Chương 1
giới thiệu
Biosurfactants là microbially sản xuất các hợp chất mà bề mặt exibit
hoạt động. Hiện nay, biosurfactant tổng hợp đã được nghiên cứu rộng rãi (Fiechter,
1992; Banat
et al
., 2000). Các biosurfactants là các phân tử amphipathic
bao gồm tên miền kỵ nước và Purifying. Do amphipathic của họ
thiên nhiên, biosurfactant có thể phân vùng lúc giao diện giữa giai đoạn chất lỏng khác nhau
chẳng hạn như dầu/nước hoặc nước/máy giao diện.
Biosurfactants có ứng dụng trong việc bảo vệ môi trường, thô
dầu phục hồi, nông nghiệp, khai thác mỏ, chăm sóc sức khỏe và ngành công nghiệp chế biến thực phẩm
(Fiechter, 1992; Desai và Banat, 1997). Biosurfactants có lợi thế đặc biệt
trên bề mặt hóa học, chẳng hạn như độc tính thấp, cao biodegradability,
tốt hơn khả năng tương thích môi trường, khuynh hướng tạo bọt cao, chọn lọc cao và cụ thể
hoạt động ở nhiệt độ cực đoan, pH và độ mặn (Desai và Banat, 1997; Makkar
và Cameotra, 1997a). Như môi trường tương thích trở thành một ngày càng
các yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn của hóa chất công nghiệp, sử dụng biosurfactants
trong môi trường ứng dụng, chẳng hạn như phân và phân tán dầu tràn là
tăng (Banat, 1995). Ngoài ra, biosurfactants có sử dụng khác trong dầu khí
ngành công nghiệp, chẳng hạn như tăng cường quá trình phục hồi dầu và vận chuyển dầu thô
dầu (Kim
et al.
, 1997). Lĩnh vực ứng dụng có thể khác trong thực phẩm, Mỹ phẩm
và ngành công nghiệp dược phẩm. Trong các ngành công nghiệp, Hầu hết biosurfactants được sử dụng như
natri NaNO2 (Khire
et al.
, 1994; Banat, 1993). H-Khue
et al
. (1993) đã
học
Bacillus
MUV4 có thể sản xuất thuốc kháng sinh macrolactin a
hợp chất chống lại sự phát triển của
Bacillus anthracis
,
Salmonella
sp. và
Aeromonas hydrophila
. Trong sản xuất thuốc kháng sinh, hình thành bọt là
quan sát và giảm vì vậy nó được quan sát thấy rằng căng thẳng này có thể sản xuất
biosurfactant.
1

mục đích của nghiên cứu này là để tối ưu hóa các điều kiện cho biosurfactant
sản xuất bởi
Bacillus
MUV4. Ngoài ra, một số thuộc tính của biosurfactant
và ứng dụng của nó sẽ được điều tra.
văn học Review
1.
bề mặt
bề mặt là các phân tử amphipathic bao gồm kỵ nước và
Purifying moieties trong một phân tử.
1.1 Purifying moieties (hòa tan trong nước) hoặc cực nhóm xuất hiện trong các biến thể
chẳng hạn như axit amin hay peptide, carbohydrate, phosphate, rượu và cacboxylic
axit.
1.2 kỵ nước moieties (dầu hòa tan) hoặc không phân cực, thường xuyên một
hydrocarbon chuỗi như axit béo không bão hòa và acid béo bão hòa.
Purifying và kỵ nước moieties phân vùng hay tại các
giao diện giữa các giai đoạn chất lỏng với các mức độ khác nhau của phân cực và hydro
ràng buộc như giao diện dầu/nước hoặc nước máy. Các đặc tính này làm cho bề mặt
có khả năng giảm căng thẳng trên bề mặt và interfacial và tạo bọt microemulsion
nơi hydrocarbon có thể solubilize trong nước hoặc nơi nước có thể solubilize ở
hydrocarbon. Đặc điểm như vậy tuyệt vời detergency, emulsifying, trong các hạt này
khuynh hướng tạo bọt và phân tán các đặc điểm (Desai và Banat, 1997; Finnerty, 1994).
nhân vật chất của các phân tử là do của hỗn hợp
Purifying/kỵ nước thiên nhiên. Họ có thể để tạo thành hình que micelles,
bilayers và các túi (hình 1).


hình 1 bề mặt được đặc trưng bởi một cấu trúc amphipathic.
Tính chất kỵ nước và Purifying phụ thuộc vào các phụ trách
nhóm cực (anion, cation, trung lập hoặc hợp loại).
a) chất monomer d) micellar lớp
b) thông tư micelle e) túi đại diện
c) thanh hình micelle
nguồn: Fiechter (1992)
2.
bản chất của bề mặt
màng tế bào bao gồm chủ yếu là các ampliphiles, mà là tự
lắp ráp vào một cấu trúc bilayer với các phân tử theo định hướng để các
Purifying nhóm đang ở bên ngoài của màng tế bào và các kỵ nước
nhóm tránh tiếp xúc với các vùng nước bởi được đóng gói chặt chẽ với nhau
bên trong màng tế bào. Các màng tế bào đầy đủ có chứa các tài liệu khác chẳng hạn như

protein, polysaccharides và cholesterol nhưng cấu trúc chính nợ dạng
để tập hợp chất. Trong các tế bào động vật có vú, ampliphiles chính là
phospholipid, là dẫn xuất của nhóm glycerol Este với chuỗi dài axit béo.
chất béo, đó là nguồn quan trọng của các acid béo được sử dụng bởi cơ thể để
lưu trữ năng lượng hóa học, là chất béo trung tính không thực sự nghĩ đến như là
amphiphiles từ Ban đầu không phải là đủ Purifying. Trong sữa, các chất béo là
chủ yếu trong các hình thức chất béo trung tính nhưng một số lượng nhỏ được trình bày như phospholipid
và diglyxerit, đó là chất có thể trợ giúp để ổn định nhũ tương trong các
nước. Tuyến tụy lipase hydrolyses chất béo trung tính giao diện dầu/nước của
này nhũ tương để sản xuất các axit béo tự do và monoglycerides. Cả hai của các
vật liệu là mạnh mẽ bề mặt hoạt động và hình thức hỗn hợp micelles với mật muối để
sản xuất chất béo essencially solubilized, mà có thể đi qua các bức tường của các
ruột. Các muối mật là bề mặt sản xuất trong gan và lưu trữ trong túi mật-
bàng quang. Trong dòng máu, các axit béo để lại những tổ hợp chất để
kết hợp với protein như huyết thanh albumin để hình thức lipoprotein, mà tự-
tổ chức thành các loài thích hợp cho vận chuyển đến các điểm đến khác nhau xung quanh các
cơ thể.
phức tạp hơn diện bang tập hợp được thể hiện bằng lipoprotein ở
myelin, mà là một màng chuyên biệt hơn bao quanh sợi thần kinh. Các
đơn vị cấu trúc cơ bản là bilayer back-to-back của màng tế bào, Tuy nhiên, trong
myelin này được xây dựng vào multilayers, mà trông giống như cấu trúc dạng
hiển thị bởi dạng chất lỏng tinh thể. Tại một thậm chí cao cấp, phức tạp glycolipids
hình thành cấu trúc phức tạp trong mô não, mà là cơ sở cho thần kinh nhanh chóng
quy trình kiểm soát tất cả các chức năng cơ thể (Clint, 1992).
3.
tổng hợp bề mặt
nhiều hoạt động và các quy trình trong gia đình và công nghiệp
tình huống dựa trên bề mặt, và trong hầu hết trường hợp, các bề mặt được tổng hợp
chứ không phải là tự nhiên. Tổng hợp bề mặt có thể được sản xuất từ

dầu khí có nguồn gốc feedstocks (
e.g.
alcohol, alkylbenzenes, alkylphenols) hay
tự nhiên nguyên liệu (rau- và có nguồn gốc động vật dầu và chất béo, axit béo và
rượu, carbohydrate,
vv
.) bởi một hóa chất hơn chuyển đổi quá trình.
ví dụ tốt nhất là detergency. Một chất tẩy rửa là một sản phẩm làm sạch
xây dựng với một số thành phần trong đó bề mặt được lớn và quan trọng
thành phần. Xà phòng được tại nhà đầu tiên thực hiện chất tẩy chịu trách nhiệm cho các
giới thiệu thương mại sản xuất trong thế kỷ 13 (Cosson, 1987
trích dẫn bởi Clint, 1992). Mặc dù xà phòng vẫn còn là một có giá trị và thực sự thích
các thành phần cho các ứng dụng nhất định, nó là sự ra đời của tổng hợp chất tẩy rửa
trong thập niên 1940 thấy bắt đầu của một cuộc cách mạng trong cả trong nước và công nghiệp
làm sạch sản phẩm.
ngoài những sử dụng trong nước của bề mặt, có rất lớn công nghiệp
sử dụng khác hơn cho detergency. Chúng bao gồm dyestuffs, sợi, khoáng sản
chế biến, dầu lĩnh vực hóa chất, sơn, thuốc trừ sâu, dược phẩm và nhựa.
Mỗi trong số này là một ngành công nghiệp lớn và sử dụng tất cả các bề mặt đại diện cho một
các yếu tố quan trọng trong nền kinh tế.
4.
loại bề mặt (Clint, 1992)
loại chất có liên quan chủ yếu với các giải pháp dung dịch nước của
bề mặt, hai phần của các phân tử amphiphilic được Purifying và
kỵ nước. Một loạt enomerous của hóa học nhóm đã được sử dụng nhưng các
sau đây đại diện cho một số các lớp học chính của tầm quan trọng thương mại.
6.6 Purifying nhóm
nhóm Purifying của một chất thường được gọi là các ' đầu
nhóm ' và mạnh mẽ cực hoặc tính phí. Nếu nhóm tính là anion, các
counterion thường là Na
và cho cation bề mặt counterion thường là Cl

-
4.1.1 Anionics.
bao gồm các xà phòng truyền thống (-CO
) và các đầu
-
2
tổng hợp chất tẩy rửa, các sulphonates (-vì vậy
) và sulfat (- O-) vì vậy
). Tất cả
-
3
4
các hợp chất này được sử dụng rộng rãi trong việc làm sạch công thức. Major

lợi thế của sulphonates và sulfat trên các carboxylates là lớn hơn của họ
khoan dung tương ion kim loại trong nước cứng.
4.1.2 Cationics.
đây là những thường Đệ tứ amoni, imidazolinium
hoặc ankyl pyridinium hợp chất. Phí tích cực trên đầu nhóm cho các
chất một substantivity mạnh vào tính phí sợi, chẳng hạn như bông và tóc, và
họ do đó được sử dụng như vải và tóc điều hòa không khí.
4.1.3 bề mặt Zwitterionic
(thường được gọi là lưỡng). Đây là
được sử dụng trong các hình thức betaines (-N
(CH
)
CH
CO
) hoặc sulphobetaines (-N
(CH
)

-

3
2
2
2
3
CH
vì vậy
). Các hợp chất này là nhẹ hơn trên da hơn các anionics và có
-
2
2
3
đặc biệt là thấp hiệu ứng mắt-sting, dẫn đến việc sử dụng trong nhà vệ sinh và em bé
dầu gội đầu. Trong số các bề mặt tự nhiên trong lớp này là các
lecithins hoặc phosphatidyl cholines, trong đó có nhóm đầu:-O-PO
-CH
CH
-
-
3
2
2
N
(CH
)
.

3
3
4.1.4 Ion phòng không bề mặt.
đây chủ yếu là ethoxylates, -
(OCH
CH
)
OH. Chúng được sử dụng rộng rãi ở nhiệt độ thấp detergency và như
2
2
n
natri NaNO2. Này lớp bề mặt cũng bao gồm một số cái gọi là cực bán
hợp chất chẳng hạn như các amin ôxít, sulphoxides và phosphine oxit, mặc dù
chỉ amin ôxít là thương mại quan trọng. Gần đây hơn của phòng không ion đầu
nhóm đã được mở rộng để bao gồm, ví dụ, pyrolidones (Rosen
CTV
.,
1988 trích dẫn bởi Clint, 1992) và thậm chí cả đường. Cũng sẽ được bao gồm trong các phòng không-ion
lớp học là các alkanolanides và của ethoxylated derivatives.
4.1.5 kết hợp
. Phổ biến nhất là những người có cả hai phòng không ion
và anion nhóm như ethoxysulfates ankyl,-(OCH
CH
)
OSO
-
2
2
n
3
.
bề mặt của loại nhẹ trên da và do đó được sử dụng trong công thức
nơi da không phải là thường tránh, ví dụ như rửa bát đĩa chất lỏng và
dầu gội.
6.7
kỵ nước nhóm
phần này của t