بیوسورفکتانت‌ها متابولیت‌هایی هستند که توسط میکروارگانیسم‌ها در طول فرآیندهای متابولیکی خود تحت شرایط کشت خاص ترشح می‌شوند. در مقایسه با سورفکتانت‌های سنتز شده شیمیایی، بیوسورفکتانت‌ها دارای ویژگی‌های منحصر به فرد بسیاری مانند تنوع ساختاری، زیست‌تخریب‌پذیری، فعالیت بیولوژیکی گسترده و سازگاری با محیط زیست هستند. با توجه به عواملی مانند در دسترس بودن مواد اولیه، هزینه و محدودیت‌های عملکرد سورفکتانت‌های مصنوعی - همراه با تمایل آنها به ایجاد آلودگی شدید زیست‌محیطی و ایجاد خطرات برای سلامت انسان در طول تولید و استفاده - تحقیقات در مورد بیوسورفکتانت‌ها در طول دو دهه گذشته با افزایش آگاهی در مورد محیط زیست و سلامت، به طور قابل توجهی افزایش یافته است. این حوزه به سرعت توسعه یافته است و اختراعات متعددی در سطح بین‌المللی برای بیوسورفکتانت‌های مختلف و فرآیندهای تولید آنها ثبت شده است. در چین، تحقیقات در درجه اول بر کاربرد بیوسورفکتانت‌ها در افزایش بازیافت نفت و زیست‌پالایی متمرکز بوده است.
۱. انواع بیوسورفکتانت‌ها و سویه‌های تولیدکننده
۱.۱ انواع بیوسورفکتانت‌ها
سورفکتانت‌های سنتز شده شیمیایی معمولاً بر اساس گروه‌های قطبی خود طبقه‌بندی می‌شوند، در حالی که بیوسورفکتانت‌ها بر اساس خواص بیوشیمیایی و میکروارگانیسم‌های تولیدکننده آنها طبقه‌بندی می‌شوند. آنها عموماً به پنج نوع تقسیم می‌شوند: گلیکولیپیدها، فسفولیپیدها و اسیدهای چرب، لیپوپپتیدها و لیپوپروتئین‌ها، سورفکتانت‌های پلیمری و سورفکتانت‌های تخصصی.
۱.۲ تولید سویه‌های بیوسورفکتانت
بیشتر بیوسورفکتانت‌ها متابولیت‌های باکتری‌ها، مخمرها و قارچ‌ها هستند. این سویه‌های تولیدکننده عمدتاً از دریاچه‌ها، خاک یا محیط‌های دریایی آلوده به نفت غربالگری می‌شوند.
۲. تولید بیوسورفکتانت‌ها
در حال حاضر، بیوسورفکتانت‌ها را می‌توان از طریق دو روش اصلی تولید کرد: تخمیر میکروبی و سنتز آنزیمی.
در تخمیر، نوع و میزان تولید بیوسورفکتانت‌ها در درجه اول به سویه میکروارگانیسم، مرحله رشد آن، ماهیت بستر کربنی، غلظت N، P و یون‌های فلزی (مانند Mg²⁺ و Fe²⁺) در محیط کشت و همچنین شرایط کشت (pH، دما، سرعت همزدن و غیره) بستگی دارد. مزایای تخمیر شامل هزینه‌های تولید پایین، تنوع محصولات و فرآیندهای ساده است که آن را برای تولید صنعتی در مقیاس بزرگ مناسب می‌کند. با این حال، هزینه‌های جداسازی و خالص‌سازی می‌تواند بالا باشد.
در مقابل، سورفکتانت‌های سنتز شده به روش آنزیمی اغلب ساختارهای مولکولی نسبتاً ساده‌تری دارند اما فعالیت سطحی به همان اندازه عالی از خود نشان می‌دهند. مزایای رویکرد آنزیمی شامل هزینه‌های استخراج کمتر، سهولت اصلاح ساختاری، خالص‌سازی ساده و قابلیت استفاده مجدد از آنزیم‌های تثبیت‌شده است. علاوه بر این، سورفکتانت‌های سنتز شده به روش آنزیمی می‌توانند برای تولید محصولات با ارزش افزوده بالا، مانند اجزای دارویی، استفاده شوند. اگرچه هزینه‌های آنزیم در حال حاضر بالا است، اما انتظار می‌رود پیشرفت در مهندسی ژنتیک برای افزایش پایداری و فعالیت آنزیم، هزینه‌های تولید را کاهش دهد.
زمان ارسال: سپتامبر-04-2025