Les biosurfactants sont des métabolites sécrétés par les micro-organismes lors de leurs processus métaboliques dans des conditions de culture spécifiques. Comparés aux tensioactifs de synthèse, les biosurfactants possèdent de nombreux atouts uniques, tels que la diversité structurale, la biodégradabilité, une large activité biologique et leur caractère écologique. En raison de facteurs comme la disponibilité des matières premières, le coût et les performances limitées des tensioactifs de synthèse — sans oublier leur tendance à engendrer une pollution environnementale importante et les risques pour la santé humaine liés à leur production et à leur utilisation — la recherche sur les biosurfactants a connu un essor considérable ces vingt dernières années, parallèlement à une prise de conscience accrue des enjeux environnementaux et sanitaires. Ce domaine s'est développé rapidement, avec de nombreux brevets déposés à l'international pour divers biosurfactants et leurs procédés de production. En Chine, la recherche s'est principalement concentrée sur l'application des biosurfactants à la récupération assistée du pétrole et à la bioremédiation.
1. Types de biosurfactants et souches productrices
1.1 Types de biosurfactants
Les tensioactifs de synthèse sont généralement classés selon leurs groupements polaires, tandis que les biosurfactants sont catégorisés selon leurs propriétés biochimiques et les micro-organismes qui les produisent. On les divise généralement en cinq types : les glycolipides, les phospholipides et les acides gras, les lipopeptides et les lipoprotéines, les tensioactifs polymères et les tensioactifs spécialisés.
1.2 Souches productrices de biosurfactants
La plupart des biosurfactants sont des métabolites de bactéries, de levures et de champignons. Les souches productrices sont principalement isolées de lacs, de sols ou de milieux marins contaminés par des hydrocarbures.
2. Production de biosurfactants
Actuellement, les biosurfactants peuvent être produits par deux méthodes principales : la fermentation microbienne et la synthèse enzymatique.
En fermentation, le type et le rendement des biosurfactants dépendent principalement de la souche du micro-organisme, de son stade de croissance, de la nature du substrat carboné, des concentrations d'azote (N), de phosphore (P) et d'ions métalliques (tels que Mg²⁺ et Fe²⁺) dans le milieu de culture, ainsi que des conditions de culture (pH, température, vitesse d'agitation, etc.). La fermentation présente l'avantage d'offrir de faibles coûts de production, une grande diversité de produits et des procédés simples, ce qui la rend adaptée à une production industrielle à grande échelle. Cependant, les coûts de séparation et de purification peuvent être élevés.
À l'inverse, les tensioactifs synthétisés par voie enzymatique présentent souvent des structures moléculaires relativement plus simples, tout en conservant une activité de surface tout aussi excellente. L'approche enzymatique offre plusieurs avantages : des coûts d'extraction réduits, une modification structurale aisée, une purification simple et la réutilisation des enzymes immobilisées. De plus, les tensioactifs synthétisés par voie enzymatique peuvent servir à la production de produits à haute valeur ajoutée, tels que des composants pharmaceutiques. Bien que le coût des enzymes soit actuellement élevé, les progrès du génie génétique visant à améliorer leur stabilité et leur activité devraient permettre de réduire les coûts de production.
Date de publication : 4 septembre 2025