Biosurfaktante is metaboliete wat deur mikroörganismes tydens hul metaboliese prosesse onder spesifieke kweektoestande afgeskei word. In vergelyking met chemies gesintetiseerde oppervlakaktiewe stowwe, besit biosurfaktante baie unieke eienskappe, soos strukturele diversiteit, bioafbreekbaarheid, breë biologiese aktiwiteit en omgewingsvriendelikheid. As gevolg van faktore soos die beskikbaarheid van grondstowwe, koste en prestasiebeperkings van sintetiese oppervlakaktiewe stowwe – tesame met hul neiging om ernstige omgewingsbesoedeling te veroorsaak en risiko's vir menslike gesondheid tydens produksie en gebruik in te hou – het navorsing oor biosurfaktante die afgelope twee dekades aansienlik gegroei namate omgewings- en gesondheidsbewustheid toegeneem het. Die veld het vinnig ontwikkel, met talle patente wat internasionaal ingedien is vir verskeie biosurfaktante en hul produksieprosesse. In China het navorsing hoofsaaklik gefokus op die toepassing van biosurfaktante in verbeterde olieherwinning en bioremediëring.
1. Tipes biosurfaktante en produserende stamme
1.1 Tipes biosurfaktante
Chemies gesintetiseerde oppervlakaktiewe stowwe word tipies geklassifiseer op grond van hul polêre groepe, terwyl biosurfaktante gekategoriseer word volgens hul biochemiese eienskappe en die produserende mikroörganismes. Hulle word oor die algemeen in vyf tipes verdeel: glikolipiede, fosfolipiede en vetsure, lipopeptiede en lipoproteïene, polimeer-oppervlakaktiewe stowwe en gespesialiseerde oppervlakaktiewe stowwe.
1.2 Produksie van stamme van biosurfaktante
Die meeste biosurfaktante is metaboliete van bakterieë, giste en swamme. Hierdie produserende stamme word hoofsaaklik gekeur uit olie-besmette mere, grond of mariene omgewings.
2. Produksie van Biosurfaktante
Tans kan biosurfaktante via twee hoofmetodes geproduseer word: mikrobiese fermentasie en ensiematiese sintese.
In fermentasie hang die tipe en opbrengs van biosurfaktante hoofsaaklik af van die stam van die mikro-organisme, die groeistadium daarvan, die aard van die koolstofsubstraat, die konsentrasies van N, P en metaalione (soos Mg²⁺ en Fe²⁺) in die kweekmedium, sowel as kweektoestande (pH, temperatuur, roerspoed, ens.). Die voordele van fermentasie sluit in lae produksiekoste, diversiteit van produkte en eenvoudige prosesse, wat dit geskik maak vir grootskaalse industriële produksie. Die koste van skeiding en suiwering kan egter hoog wees.
In teenstelling hiermee het ensiematies gesintetiseerde oppervlakaktiewe stowwe dikwels relatief eenvoudiger molekulêre strukture, maar vertoon ewe uitstekende oppervlakaktiwiteit. Voordele van die ensiematiese benadering sluit in laer ekstraksiekoste, gemak van strukturele modifikasie, eenvoudige suiwering en die herbruikbaarheid van geïmmobiliseerde ensieme. Daarbenewens kan ensiematies gesintetiseerde oppervlakaktiewe stowwe gebruik word om produkte met 'n hoë waardetoevoeging, soos farmaseutiese komponente, te produseer. Alhoewel ensiemkoste tans hoog is, word verwag dat vooruitgang in genetiese manipulasie om ensiemstabiliteit en -aktiwiteit te verbeter, produksiekoste sal verminder.
Plasingstyd: 4 September 2025