Biosurfactants

Biosurfaktan adalah sebatian biologi pengemulsi yang dihasilkan oleh mikroorganisma, yang dapat membersihkan perairan dan tanah yang tercemar

Apa itu biosurfactants?

The Biosurfactants Mereka adalah sebatian biologi amphiphylik yang dihasilkan oleh mikroorganisma seperti ragi, bakteria dan kulat filamen. Mereka dikeluarkan atau dikekalkan sebagai sebahagian daripada membran sel mikroba. Dia diberitahu biosurfaktan kerana mereka berasal dari organisma hidup. 

Juga beberapa biosurfaktan dihasilkan oleh proses bioteknologi, menggunakan enzim yang bertindak pada sebatian kimia biologi atau produk semula jadi.

Antara biosurfaktan semulajadi, saponin tumbuhan seperti bunga cayena boleh disebutkan (Hibiscus sp.), Lecitin, jus hempedu mamalia atau surfaktan pulmonari manusia (dengan fungsi fisiologi yang sangat penting).

Di samping itu, asid amino dan derivatif, betainer dan fosfolipid mereka, produk semula jadi asal biologi adalah biosurfaktan.

Klasifikasi Biosurfaktan

Menurut sifat cas elektrik di kutub atau kepala

Biosurfaktan boleh dikelompokkan ke dalam kategori berikut, mengikut caj elektrik kepala kutub mereka:

Biosurfaktan anionik

Mereka mempunyai beban negatif pada hujung kutub, sering disebabkan oleh kehadiran kumpulan sulfonat -berat₃^-.

Biosurfaktan kationik

Mereka mempunyai caj positif di kepala, secara amnya kumpulan ammonium quaternary NR₄⁺, di mana r mewakili rantai karbon dan hidrogen.

Amphotoros Biosurfaktan

Mereka mempunyai dua caj, positif dan negatif dalam molekul yang sama.

Biosurfactants non -Ionic

Mereka tidak mempunyai ion elektrik atau beban di kepala mereka.

Menurut sifat kimianya

Menurut sifat kimia mereka, biosurfaktan diklasifikasikan ke dalam jenis berikut:

Biosurfactants glucolipids

Glikolipid adalah molekul yang mempunyai bahagian lipid atau lemak dan sebahagian gula dalam struktur kimia mereka.

Biosurfaktan yang paling terkenal adalah glikolipid. Yang terakhir terdiri daripada gula sulfat seperti glukosa, galaktosa, jubah, ramnosa dan galaktosa.

Boleh melayani anda: hubungan intra -spesifik: jenis dan contoh

Di antara glucolipid, yang paling terkenal ialah ramnolipid, bio -emulsifying yang telah dikaji, aktiviti pengemulsian yang tinggi dan pertalian yang tinggi oleh molekul organik hidrofobik (yang tidak larut dalam air).

Surfaktan yang paling berkesan untuk penyingkiran sebatian hidrofobik di tanah yang tercemar dianggap.

Sebagai contoh ramnolipid, surfaktan yang menghasilkan bakteria genre dapat disebutkan Pseudomonas.

Terdapat glucolipid lain, yang dihasilkan oleh Torulopsis sp., Dengan aktiviti biokidal dan digunakan dalam kosmetik, anti -pica, produk bakteriostatik dan sebagai deodoran badan.

Biosurfaktan lipoprotein dan lipopeptida

Lipoprotein adalah sebatian kimia yang mempunyai sebahagian daripada lipid atau lemak dan bahagian lain protein dalam struktur mereka.

Sebagai contoh, Bacillus subtilis Ia adalah bakteria yang menghasilkan lipopeptida yang disebut surfaktin. Ini adalah salah satu voltan permukaan biosurfaktan yang paling kuat.

Surfaktin mempunyai keupayaan untuk menghasilkan lisis erythrocyte (pecah sel darah merah). Di samping itu, mereka boleh digunakan sebagai biosida perosak seperti tikus kecil.

Biosurfactants asid lemak

Sesetengah mikroorganisma dapat mengoksidakan alkana (rantai karbon dan hidrogen) hingga asid lemak yang mempunyai sifat surfaktan.

Biosurfactants phospholipids

Fosfolipid adalah sebatian kimia yang mempunyai kumpulan fosfat (PO₄^3-), Bersatu dengan bahagian dengan struktur lipid. Mereka adalah sebahagian daripada membran mikroorganisma.

Bakteria dan ragi tertentu yang memakan hidrokarbon, apabila mereka tumbuh dalam substrat alceum, meningkatkan jumlah fosfolipid dalam membran mereka. Sebagai contoh, Acinetobacter sp., Thiobacillus thioxidans dan Rhodococcus erythropolis.

Biosurfaktan polimer

Biosurfaktan polimer adalah makromolekul berat molekul tinggi. Biosurfaktan yang paling dikaji kumpulan ini ialah: Emulin, Liposan, Mannoprotein dan Kompleks Protein Polysaccharide.

Contohnya, bakteria Acinetobacter calcoaceticus Menghasilkan emul polyianionic. Ia juga merupakan salah satu penstabil emulsi yang paling kuat.

Boleh melayani anda: phototrophos

Liposan adalah pengemulsi ekstraselular, larut air, dibentuk oleh polysaccharides dan protein dari Candida Lipolytica.

Saccharomyces cerevisae Ia menghasilkan jumlah amnoprotein yang besar dengan aktiviti pengemulsian minyak, alkana dan pelarut organik yang sangat baik.

Menurut berat molekulnya

Biosurfaktan diklasifikasikan kepada dua kategori:

Biosurfaktan berat molekul rendah

Dengan permukaan kecil dan ketegangan antara muka. Contohnya, ramnolipids.

Biosurfaktan polimer molekul tinggi

Yang sangat disatukan ke permukaan, seperti bioemul makanan.

Pengeluaran biosurfaktan

Untuk pengeluaran biosurfaktan, budaya mikroorganisma digunakan dalam bioreaktor. Kebanyakan mikroorganisma ini diasingkan dari media yang tercemar, seperti tempat sisa industri atau kubur hidrokarbon yang dibuang oleh industri minyak.

Pengeluaran biosurfaktan yang cekap bergantung kepada beberapa faktor, seperti sifat substrat atau sumber karbon yang digunakan sebagai medium budaya dan tahap kemasinannya. Di samping itu, ia bergantung kepada faktor seperti suhu, pH dan ketersediaan oksigen.

Aplikasi Biosurfactant

Pada masa ini, terdapat permintaan komersial yang besar untuk biosurfaktan, kerana surfaktan yang diperolehi oleh sintesis kimia (dari derivatif minyak) adalah toksik, tidak terbiodegradasi dan, oleh itu, mempunyai peraturan alam sekitar untuk kegunaannya.

Masalah ini telah menghasilkan minat yang besar dalam biosurfaktan sebagai alternatif biodegradable, non -toxic.

Biosurfactants mempunyai aplikasi dalam banyak bidang, seperti:

Industri minyak

Biosurfaktan digunakan dalam pengekstrakan minyak dan bioremediasi (dekontaminasi dengan organisma hidup) hidrokarbon. Contoh: Biosurfaktan dari Arthrobacter sp.

Mereka juga digunakan dalam proses biodesulfurasi (penghapusan sulfur menggunakan mikroorganisma) minyak. Spesies genus telah digunakan Rhodococcus.

Sanitasi alam sekitar

Biosurfaktan digunakan dalam bioremediasi tanah yang tercemar oleh logam toksik, seperti uranium, kadmium dan plumbum (biosurfaktan dari Pseudomonas spp. dan Rhodococcus spp.).

Ia juga digunakan dalam proses biorremediasi dan biorremediasi air yang tercemar oleh petrol atau tumpahan minyak.

Boleh melayani anda: rantaian makanan bumi: pautan dan contoh

Sebagai contoh, Aeromonas sp. Ia menghasilkan biosurfaktan yang membolehkan kemerosotan minyak atau pengurangan molekul besar kepada yang lebih kecil, yang berfungsi sebagai nutrien untuk mikroorganisma, bakteria dan kulat.

Dalam proses perindustrian

Biosurfactants digunakan dalam industri detergen dan pembersih, kerana mereka meningkatkan tindakan pembersihan ketika melarutkan lemak yang pakaian kotor atau permukaan, di dalam air basuh.

Mereka juga digunakan sebagai sebatian kimia tambahan dalam industri tekstil, kertas dan mempunyai.

Dalam industri kosmetik dan farmaseutikal

Dalam industri kosmetik, Bacillus licheniformis Ia menghasilkan biosurfaktan yang digunakan sebagai produk anti -pica, bacteriostatic dan deodoran.

Beberapa biosurfaktan digunakan dalam industri farmaseutikal dan bioperubatan kerana aktiviti antimikrob dan/atau antikulat mereka.

Dalam industri makanan

Dalam industri makanan, biosurfaktan digunakan dalam pembuatan mayonis (yang merupakan emulsi air, telur dan minyak). Biosurfaktan ini berasal dari lectinas dan derivatif mereka, yang meningkatkan kualiti dan tambahan rasa.

Dalam pertanian

Dalam biosurfaktan pertanian digunakan untuk kawalan biologi patogen (kulat, bakteria, virus).

Satu lagi penggunaan biosurfaktan dalam pertanian adalah peningkatan ketersediaan mikronutrien tanah.

Rujukan

1. Cameotra, s.S. Dan Makkar, r.S. (2004). Aplikasi baru -baru ini biosurfaktan sebagai molekul biologi dan imunologi. Pendapat semasa dalam mikrobiologi. 
2. Mulligan, c.N. (2005). Aplikasi Alam Sekitar untuk Biosurfactants. Persekitaran pencemaran.