3結果與討論

3.1表麵活性素分子結構對其表麵、界麵活性的影響

用吊環法分別測得一係列濃度的表麵活性素，surfactin-C12、C13、C14、C15、C16在0.05 mol·L-1的Tris緩衝溶液中的表麵張力，實驗溫度為25°C,表麵張力和表麵活性素濃度變化關係如圖3所示。由圖可見，表麵張力先隨著表麵活性素濃度的增加急劇降低，在達到臨界膠束濃度，形成膠束以後表麵張力降低幅度變慢，趨於一個定值。從圖3可以得到各個表麵活性素的cmc值（表1），隨著碳鏈的增加各個表麵活性素溶液的cmc值變化在一個較接近的範圍內，脂肪鏈長的表麵活性素有較小的cmc值。各個表麵活性素體係最終達到的最低表麵張力（γcmc）也隨結構的不同而不同，脂肪鏈長的表麵活性素能夠使溶液達到更低的γcmc,表麵活性劑水溶液的表麵張力越低，其潤濕、起泡、乳化、分散等性能越好。因此，γcmc是表麵活性劑的一個主要性質。圖3顯示，表麵活性素surfactin-C16較其他表麵活性素有更低的γcmc.表麵活性素surfactin-C16在親水基團和疏水脂肪酸鏈上都和其他表麵活性素有著不同。對於相同性質的疏水基，結構不同時，表麵活性劑的性質會有顯著差異，有支鏈的結構會顯著降低γcmc.表麵活性素surfactin-C16脂肪鏈比其他表麵活性素多一個碳原子，因此更複雜的支鏈使其γcmc更低。另一方麵，它的氨基酸結構上Asp和Glu的位置和其他表麵活性素不同。表麵活性素分子在溶液中呈馬鞍型結構，Asp和Glu在親水的一麵，其餘四個氨基酸和烴鏈在另一麵。兩個親水氨基酸位置的改變，會使疏水烴鏈受到的鄰近氨基酸的位阻作用變小，對膠束的形成產生一定的影響。而關於氨基酸部分對表麵活性素性質的影響，粉色视频网站還需要改進研究手段做進一步的探索。

表1不同鏈長表麵活性素在氣液界麵的吸附參數

根據Gibbs等溫吸附式，由表麵活性素溶液濃度和表麵張力的關係，可以計算得到表麵活性素的表麵吸附量（Γ）和單位分子在表麵所占麵積（A）。

式中σ為溶液表麵張力，c為溶液濃度，R為摩爾氣體常數，T為熱力學溫度，NA為阿伏伽德羅常數，k為和表麵活性劑結構類型有關的常數，表麵活性素在完全電離的條件下，是二價的離子型表麵活性劑，ksurfactin=3.29對一係列表麵活性素計算結果如表1所示，由表1中的數據可以看出，表麵活性素在溶液表麵的吸附量隨著脂肪鏈長度的增加，單分子表麵活性素表麵麵積從2.7 nm2降到0.89 nm2,表麵活性素膠束化的標準自由能降低。由於碳原子的增加，使得疏水鏈更易於在氣液界麵伸展，界麵上的氨基酸環也隨之變化位置，單位分子所占麵積減少。Gallet14和Song16,30等都用LB膜方法研究了脂肽的界麵性質，由π-A曲線上可以得到表麵活性素的分子麵積在1.5 nm2左右，π為表麵壓，這和粉色视频网站計算得到分子麵積的結果相一致。Maget-Dana和Ptak等也通過表麵張力得到表麵活性素surfactin-C14的分子麵積，為1.32 nm2,略低於粉色视频网站測得的surfactin-C14的結果1.9 nm2.這有可能是溶液電解質、pH值、溫度等實驗條件不同帶來的。Shen等通過氣液界麵中子散射得到的結果為1.47 nm2,並且認為surfactin的脂肪酸鏈和疏水的氨基酸部分產生強烈的相互作用，能夠向後折疊在肽環的亮氨酸裏。

在此基礎上還進行了幾何排列參數的計算，計算中粉色视频网站將β羥基脂肪酸鏈算作疏水部分，氨基酸肽環作為親水部分。為計算幾何排列參數（P）所需的A0、lc和Vc的值可以分別由實驗測定和理論計算得到，計算結果見表1.由初步計算的P值來看，都小於1/3,這一結果說明單純從表麵活性素分子幾何結構來看，表麵活性素趨向於形成球狀膠束。隨著脂肪鏈長度的增加，P增大，趨向於形成其他不對稱膠束結構。粉色视频网站得到的幾何排列參數值和Shen等報道的結果較為相近，他們得到的表麵活性素sufactin-C14的P值為0.21.另外，他們也根據對表麵活性素脂肪酸鏈和疏水氨基酸相互作用情況的推測，估算了另一個幾何堆積常數，將亮氨酸和脂肪酸鏈整體作為疏水部分，得到堆積常數為0.65.這一幾何排列參數的結果大於1/2,表明脂肪酸鏈和疏水基的相互作用，使得分子構型改變，表麵活性素也有可能趨向於形成一個層狀聚集結構。

加入不同鏈長的表麵活性素以後，水/正己烷的界麵張力變化結果如表2所示，表麵活性素可以將緩衝溶液存在的條件下將水/正己烷的界麵張力由25 mN·m-1降低到1 mN·m-1左右。並且隨著表麵活性素脂肪鏈長度的增加，表麵活性素使得水/正己烷的界麵張力降低得更多，這是由於表麵活性素脂肪鏈的增加使得疏水的烴鏈部分更容易進入到正己烷相，與之相互作用，降低了水相和正己烷相的界麵張力。

由一係列表麵活性素溶液表麵和界麵活性實驗可以看出，隨著表麵活性素脂肪鏈長度的增加，使得表麵活性素的表麵、界麵活性加強，更有助於膠束的形成。