Els biotensioactius són metabòlits secretats pels microorganismes durant els seus processos metabòlics en condicions de cultiu específiques. En comparació amb els tensioactius sintetitzats químicament, els biotensioactius posseeixen molts atributs únics, com ara la diversitat estructural, la biodegradabilitat, l'àmplia activitat biològica i el respecte pel medi ambient. A causa de factors com la disponibilitat de matèries primeres, el cost i les limitacions de rendiment dels tensioactius sintètics, juntament amb la seva tendència a causar contaminació ambiental greu i a representar riscos per a la salut humana durant la producció i l'ús, la recerca sobre biotensioactius ha crescut significativament durant les dues últimes dècades a mesura que ha augmentat la consciència ambiental i sanitària. El camp s'ha desenvolupat ràpidament, amb nombroses patents presentades internacionalment per a diversos biotensioactius i els seus processos de producció. A la Xina, la recerca s'ha centrat principalment en l'aplicació de biotensioactius en la recuperació millorada de petroli i la biorremediació.
1. Tipus de biotensioactius i soques productores
1.1 Tipus de biotensioactius
Els tensioactius sintetitzats químicament es classifiquen normalment segons els seus grups polars, mentre que els biotensioactius es classifiquen segons les seves propietats bioquímiques i els microorganismes productors. Generalment es divideixen en cinc tipus: glicolípids, fosfolípids i àcids grassos, lipopèptids i lipoproteïnes, tensioactius polimèrics i tensioactius especialitzats.
1.2 Producció de soques de biotensioactius
La majoria dels biotensioactius són metabòlits de bacteris, llevats i fongs. Aquestes soques productores es cribren predominantment a partir de llacs, sòls o ambients marins contaminats amb petroli.
2. Producció de biotensioactius
Actualment, els biotensioactius es poden produir mitjançant dos mètodes principals: la fermentació microbiana i la síntesi enzimàtica.
En la fermentació, el tipus i el rendiment dels biotensioactius depenen principalment de la soca del microorganisme, la seva fase de creixement, la naturalesa del substrat de carboni, les concentracions de N, P i ions metàl·lics (com ara Mg²⁺ i Fe²⁺) en el medi de cultiu, així com les condicions de cultiu (pH, temperatura, velocitat d'agitació, etc.). Els avantatges de la fermentació inclouen baixos costos de producció, diversitat de productes i processos senzills, cosa que la fa adequada per a la producció industrial a gran escala. Tanmateix, els costos de separació i purificació poden ser elevats.
En canvi, els tensioactius sintetitzats enzimàticament sovint tenen estructures moleculars relativament més simples, però presenten una activitat superficial igualment excel·lent. Els beneficis de l'enfocament enzimàtic inclouen costos d'extracció més baixos, facilitat de modificació estructural, purificació senzilla i la reutilització dels enzims immobilitzats. A més, els tensioactius sintetitzats enzimàticament es poden utilitzar per produir productes d'alt valor afegit, com ara components farmacèutics. Tot i que els costos dels enzims són actualment elevats, s'espera que els avenços en l'enginyeria genètica per millorar l'estabilitat i l'activitat dels enzims redueixin les despeses de producció.
Data de publicació: 04-09-2025