米乐m6官方网站 (AIST) 可持续化学创新研究所（所长：Dai Kitamoto；所长：Ryoji Chubachi）的 Dai Kitamoto（所长）、Tomohiro Imura（高级研究员）和 Toshiaki Taira（研究员）与钟化株式会社（Kaneka；所长：Mamoru Kadokura）合作，发现环肽（表面活性素）产生自枯草芽孢杆菌 (B枯草芽孢杆菌)可以将合成表面活性剂的必要量减少到大约百分之一。

随着低碳社会意识的不断增强，需要减少合成表面活性剂的使用，因为担心合成表面活性剂会扩散到环境中，并且需要用生物衍生表面活性剂替代石油衍生表面活性剂。详细研究表面活性素的特性，可以使用B枯草芽孢杆菌，揭示了庞大的环肽结构的作用显着提高了合成表面活性剂的活性。已经证明，通过在石油衍生的表面活性剂中添加少量的表面活性素，即使当合成表面活性剂的量减少到百分之一时，也可以保持相同或更高的表面活性剂效果。利用所发现的效果预计将显着减少广泛用于洗涤剂和洗发水等日常用品以及各种化学产品中的合成表面活性剂的用量。

这项技术的详细信息将于 2014 年 9 月 9 日至 11 日在北海道札幌举行的日本石油化学家协会第 53 届年会上公布。

表面活性剂（左）和合成表面活性剂（右）

合成表面活性剂与塑料一起是代表性的石油基产品，仅日本就生产了约 100 万吨。广泛应用于洗洁精、洗发水等日用产品以及机械、建筑、土木工程等行业。由于合成表面活性剂在使用后有可能分散到环境中，因此开发少量即可发挥其功能的高功能新产品以及减少表面活性剂使用的新技术变得越来越重要。

此外，随着全球变暖等环境问题日益明显，需要从石油衍生的化学产品转变为生物衍生的化学产品，以摆脱化石资源。虽然环肽具有多种功能，包括抗菌特性，但由于其高生产成本，其应用主要在制药领域进行研究。最近，人们知道它们具有优异的表面活性剂效果（洗涤作用等），并且人们期待其在药品以外的领域的应用以及大规模生产技术的建立。

AIST 一直在对生物衍生化学产品进行研究，作为其环保化学品开发的一部分 (AIST 新闻稿，2013 年 8 月 29 日)，一直致力于微生物发酵工艺生产技术的开发，以及性能评价、应用开发等应用研究

钟化利用其独特的发酵和精制技术，成功实现了表面活性素的大规模生产，此前该表面活性素因培养过程中生产率低等各种原因而在大规模生产中遇到问题，并正在寻找在各个行业的新应用。为了加快应用部署，需要围绕其独特的环肽结构进行基础研发，并与产业技术研究院开始了联合研究。

Kanaka 成功量产的Surfactin 是一种氨基酸以环状形式键合的肽。它对环境和生物体的负担很小。由于它与合成表面活性剂（线性形式）有很大不同，因此有望表现出独特的功能。

AIST 通过评估其在水溶液中的组装特性开始对表面活性素进行研究。一般来说，表面活性剂分子在水面上有规律地排列，当表面饱和时，表面活性剂分子移动到溶液中并形成称为胶束的组件，显示出去污力。因此，胶束形成浓度（临界胶束浓度）越低，表面活性剂的必要量越低。

在目前的研究中，除了其分子尺寸比合成表面活性剂大3至5倍之外，还发现表面活性素更容易在水面上排列。因此，推测当表面活性剂和合成表面活性剂一起使用时，水面首先被表面活性剂覆盖并饱和，促进胶束形成，并且会显着降低合成表面活性剂的胶束形成浓度。

图1显示了当少量表面活性剂添加到直链烷基苯磺酸盐（洗涤剂的主要成分）中时的表面活性剂效果。通过在合成表面活性剂中添加1%的表面活性素，胶束形成浓度下降至十分之一，并且即使当合成表面活性剂的量减少至其原始浓度的十分之一时，仍保持相同或更大的表面活性剂效果（表面张力降低能力）。此外，当向合成表面活性剂中添加10％表面活性素时，即使当合成表面活性剂的量减少到百分之一时，也显示出相同或更大的表面活性剂效果。

图1：表面活性素在减少直链烷基苯磺酸盐量中的作用

此外，还研究了十二烷基硫酸钠（另一种石油衍生的合成表面活性剂）中添加表面活性素的效果（表 1）。结果，当十二烷基硫酸钠中添加10％表面活性剂时，胶束形成浓度降至百分之一，并且发现即使合成表面活性剂的浓度降低至百分之一左右，也可以保持同等或更大的表面活性剂效果。

表1：表面活性素在减少合成表面活性剂用量方面的效果

将表面活性剂添加到洗涤剂和洗发水等日常产品以及各种化学产品中，预计将显着减少产品中合成表面活性剂的含量。

将对surfactin的功能进行进一步评估，以促进surfactin在各个领域的使用。此外，还应继续发现和开发具有新结构和新特性的氨基酸和肽材料，为石油衍生化工产品向生物衍生化工产品的转变，促进生物衍生化工产品的生产和使用做出贡献。