Biosurfaktanty jsou metabolity vylučované mikroorganismy během jejich metabolických procesů za specifických kultivačních podmínek. Ve srovnání s chemicky syntetizovanými surfaktanty mají biosurfaktanty mnoho jedinečných vlastností, jako je strukturní rozmanitost, biologická odbouratelnost, široká biologická aktivita a šetrnost k životnímu prostředí. Vzhledem k faktorům, jako je dostupnost surovin, cena a omezení výkonu syntetických surfaktantů – spolu s jejich tendencí způsobovat vážné znečištění životního prostředí a představovat rizika pro lidské zdraví během výroby a používání – se výzkum biosurfaktantů v posledních dvou desetiletích výrazně rozrostl, protože se zvýšilo povědomí o životním prostředí a zdraví. Tento obor se rychle rozvíjel a v zahraničí bylo podáno mnoho patentů na různé biosurfaktanty a jejich výrobní procesy. V Číně se výzkum primárně zaměřil na aplikaci biosurfaktantů pro zvýšení výtěžnosti ropy a bioremediaci.
1. Typy biosurfaktantů a produkční kmeny
1.1 Druhy biosurfaktantů
Chemicky syntetizované povrchově aktivní látky se obvykle klasifikují na základě svých polárních skupin, zatímco biosurfaktanty se kategorizují podle svých biochemických vlastností a produkujících mikroorganismů. Obecně se dělí do pěti typů: glykolipidy, fosfolipidy a mastné kyseliny, lipopeptidy a lipoproteiny, polymerní povrchově aktivní látky a specializované povrchově aktivní látky.
1.2 Produkce kmenů biosurfaktantů
Většina biosurfaktantů jsou metabolity bakterií, kvasinek a hub. Tyto produkující kmeny jsou převážně vybírány z jezer, půdy nebo mořského prostředí kontaminovaného ropou.
2. Výroba biosurfaktantů
V současné době lze biosurfaktanty vyrábět dvěma hlavními metodami: mikrobiální fermentací a enzymatickou syntézou.
Při fermentaci závisí typ a výtěžek biosurfaktantů primárně na kmeni mikroorganismu, jeho růstovém stádiu, povaze uhlíkového substrátu, koncentracích N, P a kovových iontů (jako je Mg²⁺ a Fe²⁺) v kultivačním médiu, jakož i na kultivačních podmínkách (pH, teplota, rychlost míchání atd.). Mezi výhody fermentace patří nízké výrobní náklady, rozmanitost produktů a jednoduché postupy, díky čemuž je vhodná pro velkovýrobu. Náklady na separaci a čištění však mohou být vysoké.
Naproti tomu enzymaticky syntetizované povrchově aktivní látky mají často relativně jednodušší molekulární struktury, ale vykazují stejně vynikající povrchovou aktivitu. Mezi výhody enzymatického přístupu patří nižší náklady na extrakci, snadná strukturní modifikace, přímočaré čištění a opětovné použití imobilizovaných enzymů. Kromě toho lze enzymaticky syntetizované povrchově aktivní látky použít k výrobě produktů s vysokou přidanou hodnotou, jako jsou farmaceutické složky. Přestože jsou náklady na enzymy v současnosti vysoké, očekává se, že pokrok v genetickém inženýrství zaměřený na zvýšení stability a aktivity enzymů sníží výrobní náklady.
Čas zveřejnění: 4. září 2025