糖脂类生物表面活性剂——鼠李糖脂、海藻糖脂和槐糖脂的研究和应用最多，特别是它们在石油开采、原油污染修复、油田防腐等方面的室内和现场应用研究效果。一方面，生物表面活性剂可以降低油水混合物的表面张力，剥离地层岩石表面原油，增大原油的流动性，提高油水混合物的运移效率，达到提高原油采收率的目的。另一方面，生物表面活性剂可以增强原油污染土壤中疏水烃类污染物的生物可利用性。石油中大分子量烃类如多环芳烃(PAHs)等难溶于水相，会牢牢地吸附在固相土粒上而难以降解。生物表面活性剂能有效地解除这种吸附，使石油烃分散成液滴，并进一步降解，从而促进石油污染的生物修复，减少其对环境造成的污染与破坏。

在微生物修复石油污染中的作用机制

随着石油生产量和消费量的不断提高，石油类物质进入环境所造成的污染问题日益严重。由于人类对环境以及人类社会可持续发展的重视，生物修复已成为净化石油烃类污染物的主要方向之一。该技术本质是微生物以石油烃类作为生长基质，将其分解代谢为CO2和水，减轻其对环境的影响。由于不同开采地区的原油组分差别较大且生产过程不同，所以随之形成的石油烃化学成分也相差较大，因此，生物降解石油烃类污染物的速率也有明显差别。

近年来，许多学者在微生物修复石油污染中引入糖脂类生物表面活性剂来提高石油烃的降解率。糖脂类生物表面活性剂促进微生物对石油烃的降解有其独特的机制：①降低菌体周围介质的表面张力、菌体细胞壁与烃类分子之间的界面张力，增大石油烃溶解度，增强混合力，使疏水性物质更多地与菌体和O2接触，从而提高微生物对疏水底物的生物利用度，使其更易被生物降解；

②与细胞膜相互作用。在不破坏细胞膜结构的条件下对细胞膜进行修饰，该修饰主要使蛋白质组成发生改变，或使脂多糖减少，从而引起细胞壁疏水性的增加，进而促进微生物细胞对烃类的摄取。

微生物在烃类环境下的细胞结构明显不同。胞内的烃类物质累积，在其外部形成特殊的膜状复合物导致外表面变得不规整，出现褶皱。在表面活性剂的作用下，细胞壁的外表面出现一种特殊的吸收系统，将胶团直接运至与膜结合的酶系统或运入细胞内部。研究鼠李糖脂在铜绿假单胞菌NY3代谢烃过程中的生理作用时发现，在该过程中鼠李糖脂会造成菌体表面脂多糖的减少，而细胞中疏水性物质含量增加，菌体细胞Zeta电位明显降低，表面负电荷增加，菌体表面斥力增加，这使得菌体在培养体系中更易分散，增加其与疏水性物质烃类的接触机会，从而提高烃类降解率。在研究鼠李糖脂促进菌体代谢正十六烷过程时亦发现：菌体表面脂的多糖含量减少；扫描电镜结果显示在代谢初期，鼠李糖脂可促进菌体自身蛋白合成，随后胞内蛋白含量趋于稳定，在代谢后期，胞内蛋白含量降低，说明鼠李糖脂明显加快十六烷的传质速度。糖脂类生物表面活性剂除具有上述功能外，其具有的可生物降解性、低毒性、应用范围广等优点亦使其在表面活性物质的选择中脱颖而出。

在提高原油采收率方面的作用机制

我国大部分油田都具有低孔、低渗和非均质性强的特点。因此，如何更加高效地开发油藏资源，成为目前亟待解决的问题。虽然已经开展了调驱、聚合物驱等应用研究，但因采出液含有较高浓度的聚合物，导致乳液稳定性高，油水分离难度大，严重影响采出液的脱水和原油的外输，同时加大污水的处理难度，也增加了成本，而微生物采油是利用微生物或其代谢产物提高原油产量的一种绿色采油方式，能有效地缓解油田“零排放”的环保压力。

糖脂类生物表面活性剂作为微生物代谢产物的一种，其作用对象主要是油藏孔隙中的残余油和剩余油，可有效降低界面张力，降低喉道处油滴的毛细管压力，减小油滴运动阻力，改变岩石表面的润湿性，同时还可以提高混合流体的渗流能力，所以也能降低启动压力和注水压力，提高驱油效率，从而提高原油采收率，在三次采油领域具有广阔的应用前景。提高原油采收率的原理主要有以下几点：

①调节油水极性，降低油水界面张力。糖脂类生物表面活性剂吸附于油水界面上，可降低油水界面的表面张力。油水混合物界面张力越小，残余油和剩余油的混合物液滴越易聚集，聚集后的油水混合物流动性增强，在油藏孔隙中越容易运移。

②增强岩石润湿性。油水混合物流经亲油油层时，混合物中的油相很容易吸附在岩石表面上，从而降低了油水混合物的流动性。糖脂类生物表面活性剂可以使油藏中的亲油岩石转变为亲水岩石，降低岩石表面对油水混合物的吸附力，减小油水混合物在油藏孔隙中流动时损失的能量，从而增强油水混合物在油藏孔隙中的驱替效率。

③乳化作用。糖脂类生物表面活性剂溶入油水混合物后会吸附在油水界面上并形成乳状液体。乳状液体不易吸附在油藏中的岩石表面上，从而增强油水混合物的流动性，使其在油藏孔喉中更好地聚集并且运移。

④改变原油在油藏空隙中的运动特征和性能。由于原油是非牛顿流体，其黏度随剪切应力变化而变化，同时，原油中的胶质、沥青质和石蜡等高分子化合物易形成空间网状结构，该结构在原油流动时被破坏，且其破坏程度与流动速度有关，当原油静止时又重新恢复网状结构。糖脂类生物表面活性剂可吸附在沥青质上，增强其溶剂化外壳的牢固性，减弱沥青质点之间的相互作用，削弱原油中的大分子网状结构，从而降低原油的极限动剪切应力，提高采收率。

⑤提高表面电荷密度。糖脂类生物表面活性剂吸附在油滴和岩石表面上，提高表面电荷密度，增加油滴与岩石表面之间的静电斥力，使油滴更易被驱替介质带走，从而提高采收率。