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Release Date:2024/1/29 9:20:00

氨基酸表面活性剂是以生物质为基础的环境友好型表面活性剂,分子中具有氨基酸骨架结构。氨基酸是含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物,是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。氨基酸表面活性剂(AAS)是一类疏水基与一种或多种氨基酸组合而成的表面活性剂。氨基酸表面活性剂的生物质原料来源广泛,毒副作用小,性能温和,刺激性小且生物降解性好,有抗菌能力,生产工艺绿色化,具有良好的乳化、润湿、增溶、分散、起泡等性能。此外,还具有温和、抑菌效果、生物相容性好、降解安全迅速等独特功能,是石油化工表面活性剂的良好替代。

2、氨基酸表面活性剂行业应用领域

氨基酸表面活性剂是一种温和、安全、环保的绿色新型表面活性剂。氨基酸可以是合成的,也可以来自于蛋白质水解液或类似的可再生资源。按亲水基分类,氨基酸表面活性剂可以分类为阳离子型、阴离子型、两性型和非离子型。

氨基酸表面活性剂的生物质原料来源广泛,毒副作用小,性能温和,刺激性小且生物降解性好,有抗菌能力,生产工艺绿色化,其良好的乳化、润湿、增溶、分散、起泡等性能在当下备受人们的关注。除了在传统的个人清洁剂、金属加工、食品添加剂、石油开采和矿石浮选等领域的应用不断扩大外,近年来在纳米胶体的保护、金属焊接、涂料加工、涂料和油墨制造、农业、生物制品、药物制备等一些领域的应用也得到发展。

图片来源:普华有策

(1)日化用品领域

洗涤剂是氨基酸系表面活性剂的主要应用领域,其中具有代表性的为 N-脂肪酰基氨基酸型,如 N-脂肪酰肌氨酸盐、N-月桂酰天冬氨酸盐、N-月桂酰谷氨酸盐等,这类表面活性剂具有良好的发泡力、稳泡性和洗涤能力,即使当皮脂类油状物存在时也不消泡。一般与十二烷基醚硫酸盐(LES)一起使用,在 LES 中添加氨基酸表面活性剂,可以增加对毛发的亲和力,从而产生保护头发的功能,且对皮肤的刺激性小,毒性低,同时还具有一定杀菌能力,并能使头发保持柔软。这类表面活性剂对硬水稳定,不脱脂,接近中性,不会刺激皮肤和眼睛,使用感很好,特别适合用作洁面剂,且皮肤敏感人群及婴儿也可使用。如果在干洗工艺中用加了氨基酸表面活性剂的 CO2 液体代替传统的四氯乙烯溶剂,洗涤能力更好,并且具有低毒、环保等优势。

此外,由于 N-脂肪酰氨基酸表面活性剂在口腔内能抑制乳酸杆菌将葡萄糖变为乳酸,可以作为牙粉起泡剂用于牙膏配方中,起到很好的清洁效果并清新口气。

AAS 被用于多种个人护理产品(即化妆品)的配方。N-椰油酰甘氨酸钾被发现对皮肤温和并用于面部清洁,以除去污泥和彩妆。N-酰基-L-谷氨酸盐有两个羧基,因而水溶性更佳。在这些 AAS 中,基于 C12 脂肪酸的 AAS 被广泛用于面部清洁,以清除污泥和彩妆。具有 C18 链的 AAS 可被用作护肤品中的乳化剂。N-月桂酰基丙氨酸盐已知能制造出对皮肤无刺激性的膏状泡沫,因此可用来配制婴儿护理产品。用在牙膏中的基于 N月桂酰的 AAS 具有与肥皂类似的良好去垢能力,以及很强的酶抑制功效。

(2)食品领域

表面活性剂在食品工业中主要用作食品乳化剂、消泡剂、制糖助剂、清洗剂和水果剥皮剂等,应用最广泛的是食品乳化剂。氨基酸表面活性剂的应用更为广泛,如 N-月桂酰基氨酸钠大量用于食品行业。0.2%的 N-月桂酰基氨酸钠可抑制植物油和可可粉涂层的糖果香气溢出,防止臭味滋生;同时由于其具有防霉作用,可以防止食品和饮料在贮存过程中发酵和腐败。在食物添加剂中加入 0.1%~1.0%的 N-月桂酰基氨酸钠可抑制碳水化合物中的酸性物质发酵而留在龋齿中。

(3)抗菌剂

氨基酸表面活性剂中的 N-脂酰氨基酸及其盐、氨基酸酯表面活性剂对革兰氏阳性和阴性菌及某些丝状菌均有良好的抗杀能力。N-月桂酰谷氨酸能抗杀乳酸菌及氨基酸发酵工业中产生的噬菌体。

(4)石油开采领域

N-烷基-β-氨基丙酸型表面活性剂在不加碱的条件下能够使油水界面达到超低值,且具有很好的放置(老化)稳定性,可以提高石油的采收率。

(5)矿物浮选

在矿物浮选方面,月桂酰肌氨酸钠与阳离子表面活性剂有很好的协同作用,达到更高的浮选效率。

(6)皮革工业

氨基酸表面活性剂在制革中主要用作乳化剂、染色助剂和两性加脂剂等。它可赋予加脂剂助染性、抗水性、填充性等优良性能,使皮革具有良好的柔软性和丰满性,使成革粒面细致、色泽饱满、绒面丝光感强。还可单独作为耐溶剂、耐干洗的加脂剂使用。

(7)农业

在配制农药时,加入 N-酰基氨基酸盐表面活性剂,可以增加农药有效成分的活性,并降低农药的刺激性和毒性;用某些 N-酰基氨基酸阴离子表面活性剂处理大豆根瘤菌,可以提高大豆根瘤菌的活性,增强固氮能力。一些氨基酸表面活性剂可作为杀虫剂、除草剂,和植物生长抑制剂用于农业生产。甜菜碱酯表面活性剂是一类阳离子表面活性剂,可用作“临时杀虫剂”,容易水解成无害成分。

(8)药物制造和生化研究

合成的酰基氨基酸肽可以作为药物载体,用于制备具有脂肽配体的功能性脂质体。与传统的卵磷脂脂质体相比,长脂肪链的 Nα-酰基氨基酸的囊泡也显示出对溶质的包封率。gemini 表面活性剂有可能作为生物活性分子运输的载体,可用于基因治疗和 DNA转染。脂氨基酸具有显著的抗病毒活性,某些酰基氨基酸衍生物可以抑制流感神经氨酸酶。脂肪酸与酯化了的二元氨基酸(如精氨酸)经缩合得到的 AAS 衍生的阳离子表面活性剂,可用于抵御微生物,同时也能有效对抗病毒性感染。此外,在眼药水(或眼膏中)加入少量的 N-酰基氨基酸可以提高眼药水的稳定性和安全性、增加舒适性和抗菌能力;N-酰基氨基酸可以提高维生素 E 在水中的溶解度,从而使人体对维生素 E 的吸收能力增强;在含有药物的口香糖中加入少量的 N-月桂酰肌氨酸钠可使药物缓慢释放,增强其药效及时间等。

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