Les biosurfactants sont des métabolites sécrétés par les micro-organismes au cours de leurs processus métaboliques dans des conditions de culture spécifiques. Comparés aux tensioactifs de synthèse chimique, ils possèdent de nombreuses caractéristiques uniques, telles que la diversité structurale, la biodégradabilité, une large activité biologique et le respect de l'environnement. En raison de facteurs tels que la disponibilité des matières premières, le coût et les limites de performance des tensioactifs synthétiques, ainsi que leur tendance à provoquer une grave pollution environnementale et à présenter des risques pour la santé humaine lors de leur production et de leur utilisation, la recherche sur les biosurfactants a connu un essor considérable au cours des deux dernières décennies, parallèlement à une sensibilisation accrue aux questions environnementales et sanitaires. Ce domaine a connu un développement rapide, avec de nombreux brevets déposés à l'échelle internationale 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 synthétisés chimiquement sont généralement classés selon leurs groupes polaires, tandis que les biosurfactants sont classés selon leurs propriétés biochimiques et les micro-organismes producteurs. Ils sont généralement divisés en cinq types : glycolipides, phospholipides et acides gras, lipopeptides et lipoprotéines, tensioactifs polymères et tensioactifs spécialisés.
1.2 Production de souches de biosurfactants
La plupart des biosurfactants sont des métabolites de bactéries, de levures et de champignons. Ces souches productrices sont principalement issues de lacs, de sols ou de milieux marins contaminés par des hydrocarbures.
2. Production de biosurfactants
Actuellement, les biosurfactants peuvent être produits via 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 en N, P et en ions métalliques (tels que Mg²⁺ et Fe²⁺) du milieu de culture, ainsi que des conditions de culture (pH, température, vitesse d'agitation, etc.). Les avantages de la fermentation comprennent de faibles coûts de production, une diversité de produits et des procédés simples, ce qui la rend adaptée à la production industrielle à grande échelle. Cependant, les coûts de séparation et de purification peuvent être élevés.
En revanche, les tensioactifs synthétisés par voie enzymatique présentent souvent des structures moléculaires relativement plus simples, mais une activité de surface tout aussi excellente. Les avantages de l'approche enzymatique comprennent des coûts d'extraction réduits, une modification structurelle aisée, une purification simple et la réutilisation des enzymes immobilisées. De plus, les tensioactifs synthétisés par voie enzymatique peuvent être utilisés pour produire des 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 réduire les coûts de production.
Date de publication : 4 septembre 2025