Biosurfaktanty

Biosurfaktanty są związkami biologicznymi emulgatorami wytwarzanymi przez mikroorganizmy, które mogą czyścić zanieczyszczone wody i gleby

Co to są biosurfaktanty?

Biosurfaktanty Są to amfifyliczne związki biologiczne wytwarzane przez mikroorganizmy, takie jak drożdże, bakterie i grzyby nitkowate. Są wydalane lub zatrzymywane w ramach błony komórkowej drobnoustrojów. Mówi się mu biosurfaktant, ponieważ pochodzą z żywego organizmu. 

Również niektóre biosurfaktanty są wytwarzane przez procesy biotechnologiczne, przy użyciu enzymów, które działają na biologiczny związek chemiczny lub produkt naturalny.

Wśród naturalnych biosurfaktantów można wymienić saponiny roślinne, takie jak kwiat Cayena (Poślubnik sp.), Lecytyna, soki żółciowe ssaków lub ludzki środek powierzchniowo czynny (z bardzo ważnymi funkcjami fizjologicznymi).

Ponadto aminokwasy i ich pochodne, betain i fosfolipidy, naturalne produkty pochodzenia biologicznego są biosurfaktantem.

Klasyfikacja biosurfaktantów

Zgodnie z charakterem ładunku elektrycznego w polarnej lub głowie

Biosurfaktanty można pogrupować w następujące kategorie, zgodnie z ładunkiem elektrycznym ich polarnej głowy:

Anionowe biosurfaktanty

Mają ujemne obciążenie na końcu polarnym, często z powodu obecności grupy sulfonianowej -So₃^-.

Kationowe biosurfaktanty

Mają ładunek dodatni w głowie, ogólnie czwartorzędowa grupa amonowa NR₄⁺, gdzie R reprezentuje łańcuch węgla i wodoru.

Biosurfaktant Amphotoros

Mają dwa ładunki, dodatnie i negatywne w tej samej cząsteczce.

Biosurfaktanty nie -jooniczne

Nie mają w głowach jonów elektrycznych ani ładunków.

Według jego chemicznego charakteru

Według ich chemicznego charakteru biosurfaktanty są podzielone na następujące typy:

Biosurfaktants glucoolipids

Glikolipidy to cząsteczki, które mają część lipidów lub tłuszczu oraz część cukru w ​​ich strukturze chemicznej.

Najbardziej znane biosurfaktanty to glikolipidy. Te ostatnie składają się z cukrów siarczany, takich jak glukoza, galaktoza, Cloen, Ramnosa i galaktoza.

Może ci służyć: relacje międzywcześnie: typy i przykłady

Wśród glukolipidów najbardziej znanymi są Ramnolipidy, bio -emulsyjne, które zostały bardzo zbadane, o wysokiej aktywności emulgującej i wysokie powinowactwo przez hydrofobowe cząsteczki organiczne (które nie rozpuszczają się w wodzie).

Uwzględniono najskuteczniejsze środki powierzchniowo czynne do usuwania związków hydrofobowych w zanieczyszczonych glebach.

Jako przykłady ramnolipidów, środki powierzchniowo czynne, które wytwarzają bakterie gatunku Pseudomonas.

Istnieją inne glucoolipidy, wytwarzane przez Torulopsis sp., Z aktywnością biobójczą i stosowaną w kosmetykach, antypica, produktach bakteriostatycznych i jako dezodoranty ciała.

Lipoproteiny i lipopeptydy biosurfaktowe

Lipoproteiny to związki chemiczne, które mają część lipidów lub tłuszczu, a inna część białka w ich strukturze.

Na przykład, Bacillus subtilis Jest to bakteria, która wytwarza lipopeptydy zwane surfaktinami. Są to jeden z najpotężniejszych biosurfaktantów, które zmniejszają napięcie powierzchniowe.

Surfaktiny mają zdolność do wytwarzania lizy erytrocytów (pęknięcie czerwonych krwinek). Ponadto mogą być stosowane jako biocydy szkodników, takie jak małe gryzonie.

Biosurfaktanty kwasy tłuszczowe

Niektóre mikroorganizmy mogą utleniać alkany (łańcuch węgla i wodoru) do kwasów tłuszczowych, które mają właściwości środka powierzchniowo czynnego.

Fosfolipidy biosurfaktowe

Fosfolipidy to związki chemiczne, które mają grupy fosforanowe (PO₄^3-), Zjednoczone z częścią ze strukturą lipidową. Są częścią błon mikroorganizmu.

Niektóre bakterie i drożdże, które żywią się węglowodorami, gdy rosną w podłożach alceum, zwiększają ilość fosfolipidów w błonie. Na przykład, Acinetobacter sp., Thiobacillus thoxidans I Rhodococcus erytropolis.

Biosurfaktanty polimerowe

Biosurfaktanty polimerowe to makrocząsteczki o wysokiej masie cząsteczkowej. Najczęściej badane biosurfaktanty tej grupy to: Emulina, Liposan, mannoproteina i kompleksy polisacharydowe-białko.

Na przykład bakterie Acinetobacter calcoaceticus Produkuje emulki polianionowe. Jest to również jeden z najpotężniejszych znanych stabilizatorów emulsji.

Może ci służyć: fototrofos

Liposan jest pozakomórkowym emulgatorem, rozpuszczalnym w wodzie, utworzonym przez polisacharydy i białko Candida Lipolytica.

Saccharomyces cerevisae Wytwarza duże ilości amnoproteiny o doskonałej aktywności emulgującej oleje organiczne, alkanów i rozpuszczalników.

Według jego masy cząsteczkowej

Biosurfaktanty są podzielone na dwie kategorie:

Biosurfaktanty o niskiej masie cząsteczkowej

Z niewielkimi napięciami powierzchniowymi i międzyfazowymi. Na przykład Ramnolipids.

Wysokie cząsteczkowe biosurfaktanty polimerowe

Które są silnie połączone z powierzchniami, takimi jak bioemuls żywności.

Produkcja biosurfaktantów

Do produkcji biosurfaktantów kultury mikroorganizmu stosuje się w bioreaktorach. Większość z tych mikroorganizmów jest izolowana od zanieczyszczonych mediów, takich jak miejsca odpadów przemysłowych lub groby węglowodorowe odrzucone przez przemysł naftowy.

Efektywna produkcja biosurfaktantów zależy od kilku czynników, takich jak charakter podłoża lub źródła węgla używanego jako pożywka hodowlana i jego stopień zasolenia. Ponadto zależy to od takich czynników, jak temperatura, pH i dostępność tlenu.

Zastosowania biosurfaktantów

Obecnie istnieje ogromne komercyjne zapotrzebowanie na biosurfaktanty, ponieważ środki powierzchniowo czynne uzyskane przez syntezę chemiczną (z pochodnych ropy) są toksyczne, a nie biodegradowalne, a zatem mają przepisy środowiskowe do ich stosowania do ich użycia.

Problemy te wywołały znaczne zainteresowanie biosurfaktantami jako biodegradowalne, nietoksyczne alternatywy.

Biosurfaktanty mają zastosowania w wielu dziedzinach, takich jak:

Przemysł naftowy

Biosurfaktanty są stosowane w ekstrakcji oleju i bioremediacji (odkażanie żywych organizmów) węglowodorów. Przykład: biosurfaktant Arthrobacter sp.

Są one również stosowane w procesach biodosulfuracji (eliminacja siarki za pomocą mikroorganizmów) oleju. Zastosowano gatunki rodzaju Rhodococcus.

Santacja środowiskowa

Biosurfaktanty są stosowane w bioremediacji gleb zanieczyszczonych metali toksycznych, takich jak uran, kadm i ołów (biosurfaktanty z Pseudomonas spp. I Rhodococcus spp.).

Są one również stosowane w procesach biorremediacji i biorremediacji wody zanieczyszczonych wyciekami benzyny lub ropy.

Może ci podać: Ziemia łańcuch pokarmowy: linki i przykład

Na przykład, Aeromonas sp. Produkuje biosurfaktanty, które umożliwiają degradację oleju lub redukcję dużych cząsteczek do mniejszych, które służą jako składniki odżywcze do mikroorganizmów, bakterii i grzybów.

W procesach przemysłowych

Biosurfaktanty są stosowane w branży detergentów i czyszczących, ponieważ poprawiają działanie czyszczące podczas rozpuszczenia tłuszczów, które brudne ubrania lub powierzchnie, w wodzie myjącej.

Są również stosowane jako pomocnicze związki chemiczne w przemyśle tekstylnym, papieru i posiadaniu.

W branży kosmetycznej i farmaceutycznej

W branży kosmetycznej, Bacillus licheniformis Wytwarza biosurfaktanty, które są stosowane jako produkty przeciwpica, bakteriostatyczne i dezodorantowe.

Niektóre biosurfaktanty są stosowane w przemyśle farmaceutycznym i biomedycznym ze względu na ich aktywność przeciwdrobnoustrojową i/lub przeciwgrzybicą.

W branży spożywczej

W branży spożywczej biosurfaktanty są stosowane w produkcji majonezu (która jest emulsją wody, jaj i oleju). Te biosurfaktanty pochodzą z lektin i ich pochodnych, które poprawiają jakość i dodatkowo smak.

W rolnictwie

W biosurfaktanci w rolnictwie są stosowane do biologicznej kontroli patogenów (grzyby, bakterii, wirusów) upraw.

Innym zastosowaniem biosurfaktantów w rolnictwie jest wzrost dostępności mikroelementów gleby.

Bibliografia

1. Comeotra, s.S. I Makkar, r.S. (2004). Ostatnie zastosowania biosurfaktantów jako cząsteczek biologicznych i immunologicznych. Obecne opinie w mikrobiologii. 
2. Mulligan, c.N. (2005). Zastosowania środowiskowe dla biosurfaktantów. Środowisko zanieczyszczenia.