CN102399644A - 鼠李糖脂作为生物清洗剂的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鼠李糖脂作为生物清洗剂的应用，主要应用于膜组件和蔬菜水果的清洗，清洗效率高于目前普通的膜清洗剂和果蔬清洗剂。该清洗剂可以是鼠李糖脂的单独使用或者与其它化学清洗剂复配使用，清洗效果显著，另外，清洗条件温和，对洗涤对象不存在破坏，同时具有非常好的环境友好特性。

Description

鼠李糖脂作为生物清洗剂的应用

技术领域

    本发明涉及鼠李糖脂技术领域，尤其涉及一种鼠李糖脂作为生物清洗剂的应用。

背景技术

膜分离技术因其具有操作方便、设备紧凑、过滤安全、分离效果好和能耗低等优点，在市政给水、污水、海水淡化、中水回用、化工和石化等领域，迅速发展成为实用化的高新技术。但在膜分离过程中，分离介质中存在的蛋白、油等疏水性物质易堵塞膜孔道，造成膜的通量（处理量）和分离效率急剧下降，使膜污染成为膜分离技术实际应用中的一个关键问题，这也制约膜分离技术的发展与应用范畴。解决膜污染的一个有效途径是进行膜清洗，除去膜表面和膜结合较为紧密的污染物和膜孔内部的吸附物、堵塞物，从而恢复膜通量、过滤等性能，延长膜的使用寿命。无论是有机膜还是无机膜均往往采用化学清洗，所用药剂以酸或碱为最多，最近几年转向使用以表面活性剂为主成为的洗涤剂。酸、碱清洗都会给膜带来不可逆的损坏，从而影响到膜的使用寿命。同时，化学表面活性剂由于其不可降解性，会给环境造成二次污染。理想的膜清洗原则追求高的清洗效率、大的膜通量恢复率，同时避免新的膜污染和对膜的损伤，另外还需要环境友好特性。可见，目前所用的膜清洗剂有待改进。

蔬菜水果是世界上农药残留污染最严重的农产品之一，食用含有农药残留的蔬菜水果有时会导致急性中毒，每年类似中毒时间屡屡发生，严重危害人体健康。但更可怕的是其引起的慢性危害。我国的蔬菜水果生产高度分散，施药不便管理，上市前实施农药残留量检测。当人们买回蔬菜水果后，只能用清水泡泡，或用普通的清洗剂清洗，往往达不到有效去除残留农药的效果。国外有用椰子油或油酸来生产水果蔬菜洗涤剂的，此类洗涤剂虽然安全，但低温洗涤能力差，本身还残存油脂的不良气味。国内市场的果蔬清洗剂以洗涤碗碟为主，对残留农药的实际清洗效果并不十分了解，同时消费者对此类产品普遍存在安全性的顾虑。开发绿色、安全并能有效洗除农药残留和杀灭有害细菌的蔬菜水果专用清洗剂，对于保护人民的身体健康是很有意义的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种鼠李糖脂作为生物清洗剂的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种鼠李糖脂作为生物清洗剂的应用。

进一步地，鼠李糖脂配制质量百分比0.01-5%的鼠李糖脂溶液，配制溶液所用的水可以是纯净水、蒸馏水或自来水。

进一步地，所述鼠李糖脂溶液中可以加入十二烷基硫酸钠、吐温类非离子表面活性剂和烷基糖苷中的一种或几种，每一种表面活性剂质量百分比浓度为0.01-5%。

进一步地，所述鼠李糖脂溶液pH可以用酸或碱调节成5.0-10.0。

进一步地，所述鼠李糖脂溶液用于清洗膜组件或蔬菜水果。

本发明的有益效果是，鼠李糖脂是生物分泌的一种兼有阴离子型和非离子型的表面活性剂，对环境极其友好，自身可生物降解，不会对环境造成危害。不仅如此，生物表面活性剂鼠李糖脂具有多种化学基团，是化学无法合成的，也因此集润湿、增溶、螯合、乳化和渗透等多种清洗功能。本发明利用鼠李糖脂的以上特性，将鼠李糖脂应用在清洗膜组件、蔬菜中农药清洗等清洗领域中，实现高效清洗和环境友好特性。本发明以鼠李糖脂为主要成分进行常规的膜清洗和蔬菜清洗，清洗效果显著，且洗涤条件温和，对洗涤对象不存在破坏，同时对环境非常友好。

具体实施方式

本发明鼠李糖脂作为膜清洗剂的使用方法具体如下：

1、配制质量百分比0.01-5%的鼠李糖脂溶液。

在该溶液中，溶质可以是鼠李糖脂单独一种或者与别的表面活性剂（膜清洗剂可选择任何一种表面活性剂，如十二烷基硫酸钠等，果蔬清洗剂选择如吐温类非离子表面活性剂和烷基糖苷等食品级表面活性剂），每一种表面活性剂浓度为0.01-5%（质量）。配制溶液所用的水可以是纯净水、蒸馏水或自来水。溶液pH可以用酸碱调节成5.0-10.0。

2、鼠李糖脂溶液的生物清洗。

采用配制的鼠李糖脂溶液清洗膜组件和蔬菜水果。其中，清洗步骤同各自的常规清洗，如膜组件是在其膜装置内保证合适的跨膜压差和膜两侧清洗液流动速度下进行30-60分钟的清洗，而蔬菜水果清洗浸泡入2-10倍体积的鼠李糖脂溶液中，期间手动搅动，共浸泡5-30分钟。所清洗的膜可以是任何一种材料的膜，包括所有的无机膜和有机膜。蔬菜水果也不受任何品种的限制。

3、鼠李糖脂溶液生物清洗的后处理。

采用水重复洗涤，去除清洗液和污染物。鼠李糖脂的清洗次数不受限制。也可以多次重复上述清洗。

以下例具体应用说明本发明的具体实施方式并对本发明作进一步阐述。

实施例1  

清洗剂1的配制：将鼠李糖脂溶解在水中，配制成100 g/L的鼠李糖脂溶液，此溶液直接作为清洗剂。

实施例 2  

清洗剂2的配制：将鼠李糖脂和十二烷基硫酸钠溶解在水中，配制成含100 g/L鼠李糖脂及500 g/L十二烷基硫酸钠的复配溶液，此溶液直接作为清洗剂。

实施例 3 

清洗剂3的配制：将鼠将鼠李糖脂和烷基糖苷溶解在水中，配制成各含100 g/L的鼠李糖脂与烷基糖苷复配溶液，此溶液直接作为清洗剂。

实施例 4

聚砜中空超滤膜（截留分子量100KD，膜面积）组件安装在超滤装置中，在恒定跨膜压力（0.1MPa）下测定污染前水通量Jww（即每小时单位膜面积所经过的水通量L/m2·h)，然后用5%牛血清白蛋白水溶液进行30分钟循环处理，造成膜的人为污染，污染结束后，更换成纯水测定污染后水通量Jwf。然后，开展膜的生物清洗，将清洗剂1加入到水中配制成含0.3g/L鼠李糖脂的洗涤水溶液，并用氢氧化钠调节洗涤水溶液pH至8.0，同样在恒定跨膜压力0.1MPa和流速下，进行生物清洗30分钟，然后更换成去离子水清洗15分钟，最后同样测定清洗后的膜纯水通量Jwc。水通量恢复率ＦＲ采用如下方程进行计算：

按上式计算得到的水通量恢复率为95%，说明鼠李糖脂具有显著的膜清洗效果。

实施例5

聚醚砜平板膜安装在污染指数评价仪中，在恒定跨膜压力（0.1MPa）下测定其纯水通量，用含0.1%大豆油的水去处理膜30分钟，然后更换为纯水进行污染前膜通量测定。采用常规的碱液、化学表面活性剂SDS以及含鼠李糖脂的清洗液（实施例1鼠李糖脂清洗液和实施2 鼠李糖脂与SDS的复配液），进行油污染膜的清洗，清洗液pH调节成9（碱液洗涤除外），每种清洗液均30分钟，然后更换成去离子水清洗15分钟，最后同样测定清洗后的膜纯水通量。同实施例4，计算各种清洗剂的水通量恢复率，结果如下表所示。

表1：鼠李糖脂和不同洗涤剂清洗效果比较

2000转离心，取上清进行HPLC分析（条件：甲醇：水=50:50，流速1，进样量20uL，检测波长210nm）。与清水清洗的甲胺磷稀和甲萘威残留相比较，1g/L鼠李糖脂溶液的清洗去除率（同实施例7计算）均可以达到92%以上。因此可知，鼠李糖脂清洗残留农药的效果也适用于水果。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

从该实施例来看，常规化学清洗如碱液和十二烷基硫酸钠的效果不如鼠李糖脂溶液的清洗效果，但鼠李糖脂与化学表面活性剂的配伍使用可以有增效的作用。

实施例 6 

为了模拟工业上的清洗，对聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜进行反复污染和清洗之后，比较清洗效果。由于工业上膜清洗大多采用碱液，所以本次实验将采用pH为13的NaOH溶液和pH为7.0的0.1g/L的鼠李糖脂溶液进行反复污染和洗涤对比。同实例4，进行膜的白蛋白污染和清洗，污染和清洗循环重复6次后，测定膜的水通量恢复率。根据结果来看，在反复的污染和清洗中，pH为7.0的0.1g/L的鼠李糖脂溶液其清洗的的效果完全优于pH=13的NaOH清洗的效果，反复6次之后鼠李糖脂清洗的膜的通量还有初始通量的93%，而NaOH清洗的膜组件通量只有初始通量的52%。由此可见,鼠李糖脂清洗表现出良好的去污染性能，其在膜清洗方面具有较大的应用前景。

实施例 7

蔬菜清洗中，采用实施例1清洗剂1鼠李糖脂溶液以及不含任何鼠李糖脂的去离子水清洗蔬菜农药残留。栽种的未曾喷试过农药的青菜一部分喷洒稀释1000倍的市售乐果，一星期之后采集青菜，擦干表面的泥土，然后分成20g四份并各置于100ml的烧杯中；往每个烧杯中分别加入由实施例1清洗剂1稀释而成的三种鼠李糖脂剂量（0.5 、1.0和2.0 g/L）的水溶液和去离子水各40ml，静置30分钟之后，取出青菜叶片，用自来水冲洗40秒，然后晾干。在测定农药残留量时，分别将不同清洗剂清洗的的青菜样品剪成大约1cm²左右的碎片，把这些碎片分别放入试管中；然后加入20mL乙腈进行超声萃取15min，取上清液，用滤膜过滤后使用高效液相色谱法测定（分析条件：乙腈：水=30:70，流速1，进样量20uL，检测波长210nm，出峰时间约3.8min）。鼠李糖脂水溶液的洗涤去除量（鼠李糖脂洗涤残留量-去离子水洗涤残留量）表示成相对于去离子水洗涤过的农药残留量的百分率，以该值（去除率）表征洗涤效果。结果见下表2。

表2：鼠李糖脂溶液去除青菜残留农药的效果

由上面结果可知，鼠李糖脂清洗液能洗去70%多的农药，并且1g/L的鼠李糖脂清洗效果要好于0.5g/L的鼠李糖脂，说明该剂量可以去除大部分的残留农药。

实施例 8  烷基糖苷虽然由化学合成得到但仍属于无健康毒性的化学表面活性剂。国内研究普遍认为烷基糖苷具有很强的清除农药残留的功效。因此，本实施例采用鼠李糖脂清洗液与烷基糖苷及两者复配液进行清洗效果的比较。所采用的清洗剂共有四种：纯水、由实施例1配制的鼠李糖脂清洗剂1、烷基糖苷、以及由实施例3配制得到的鼠李糖脂与烷基糖苷复配液。栽种的空心菜一部分喷洒稀释1000倍的敌敌畏， 5天后采集空心菜，拭去表面泥土，然后分成20g一份并放置于100ml的烧杯中；往加入了空心菜的烧杯中分别加入洗涤剂40ml，静置30分钟之后，取出空心菜叶片，用自来水冲洗40秒，然后晾干；测定：分别将不同清洗剂清洗的的空心菜样品和未清洗过的空心菜样品剪成大约1cm²左右的碎片，把这些碎片分别放入试管中；然后加入10mL对应的萃取剂（乐果农药使用乙腈，敌敌畏使用甲醇）进行超声5-15min，取上清液，用滤膜过滤，然后使用高效液相色谱法测定（分析条件：甲醇：水=50:50，流速1，进样量20uL，检测波长211nm，出峰时间约4.5min）。各清洗剂的洗涤去除率计算相同于实施例7。各清洗剂的洗涤效果如表3所示。

表3空心菜中农药残留浓度

实施例 9

苹果采用甲胺磷稀释液（1000倍）和氨基甲酸酯类甲萘威分别浸泡5min，晾干，分别采用清水和1g/L鼠李糖脂溶液（由实施例1清洗剂1稀释得到）进行10min浸泡，冲洗1 min，晾干，取100g剪碎，100mL甲醇超声+振荡萃取， 12000转离心，取上清进行HPLC分析（条件：甲醇：水=50:50，流速1，进样量20uL，检测波长210nm）。与清水清洗的甲胺磷稀和甲萘威残留相比较，1g/L鼠李糖脂溶液的清洗去除率（同实施例7计算）均可以达到92%以上。因此可知，鼠李糖脂清洗残留农药的效果也适用于水果。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种鼠李糖脂作为生物清洗剂的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，鼠李糖脂加水配制成质量百分比为0.01-5%的鼠李糖脂溶液，配制溶液所用的水可以是纯净水、蒸馏水或自来水。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述鼠李糖脂溶液中可以加入十二烷基硫酸钠、吐温类非离子表面活性剂和烷基糖苷中的一种或几种，每一种表面活性剂质量百分比浓度为0.01-5%。

4.根据权利要求2和3所述的应用，其特征在于，所述鼠李糖脂溶液pH可以用酸或碱调节成5.0-10.0。

5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述鼠李糖脂溶液用于清洗膜组件或蔬菜水果。