Los biosurfactantes son metabolitos secretados por microorganismos durante sus procesos metabólicos en condiciones específicas de cultivo. En comparación con los surfactantes sintetizados químicamente, los biosurfactantes poseen muchas características únicas, como diversidad estructural, biodegradabilidad, amplia actividad biológica y respeto al medio ambiente. Debido a factores como la disponibilidad de materias primas, el costo y las limitaciones de rendimiento de los surfactantes sintéticos, junto con su tendencia a causar una grave contaminación ambiental y representar riesgos para la salud humana durante su producción y uso, la investigación sobre biosurfactantes ha crecido significativamente en las últimas dos décadas a medida que aumenta la concienciación ambiental y sanitaria. El campo se ha desarrollado rápidamente, con numerosas patentes presentadas internacionalmente para diversos biosurfactantes y sus procesos de producción. En China, la investigación se ha centrado principalmente en la aplicación de biosurfactantes en la recuperación mejorada de petróleo y la biorremediación.
1.Tipos de biosurfactantes y cepas productoras
1.1 Tipos de biosurfactantes
Los surfactantes sintetizados químicamente se clasifican generalmente según sus grupos polares, mientras que los biosurfactantes se clasifican según sus propiedades bioquímicas y los microorganismos que los producen. Generalmente se dividen en cinco tipos: glicolípidos, fosfolípidos y ácidos grasos, lipopéptidos y lipoproteínas, surfactantes poliméricos y surfactantes especializados.
1.2 Producción de cepas de biosurfactantes
La mayoría de los biosurfactantes son metabolitos de bacterias, levaduras y hongos. Estas cepas productoras se seleccionan principalmente de lagos, suelos o ambientes marinos contaminados con petróleo.
2. Producción de biosurfactantes
Actualmente, los biosurfactantes se pueden producir mediante dos métodos principales: fermentación microbiana y síntesis enzimática.
En la fermentación, el tipo y el rendimiento de los biosurfactantes dependen principalmente de la cepa del microorganismo, su etapa de crecimiento, la naturaleza del sustrato de carbono, las concentraciones de N, P e iones metálicos (como Mg²⁺ y Fe²⁺) en el medio de cultivo, así como de las condiciones de cultivo (pH, temperatura, velocidad de agitación, etc.). Las ventajas de la fermentación incluyen bajos costos de producción, diversidad de productos y procesos sencillos, lo que la hace adecuada para la producción industrial a gran escala. Sin embargo, los costos de separación y purificación pueden ser elevados.
En cambio, los surfactantes sintetizados enzimáticamente suelen presentar estructuras moleculares relativamente más simples, pero presentan una actividad superficial igualmente excelente. Las ventajas del enfoque enzimático incluyen menores costos de extracción, facilidad de modificación estructural, purificación sencilla y la reutilización de las enzimas inmovilizadas. Además, los surfactantes sintetizados enzimáticamente pueden utilizarse para producir productos de alto valor añadido, como componentes farmacéuticos. Si bien los costos de las enzimas son actualmente elevados, se espera que los avances en ingeniería genética para mejorar la estabilidad y la actividad enzimática reduzcan los costos de producción.
Hora de publicación: 04-sep-2025