Os biosurfactantes son metabolitos segregados polos microorganismos durante os seus procesos metabólicos en condicións de cultivo específicas. En comparación cos surfactantes sintetizados quimicamente, os biosurfactantes posúen moitos atributos únicos, como a diversidade estrutural, a biodegradabilidade, unha ampla actividade biolóxica e o respecto polo medio ambiente. Debido a factores como a dispoñibilidade de materias primas, o custo e as limitacións de rendemento dos surfactantes sintéticos, xunto coa súa tendencia a causar unha grave contaminación ambiental e supoñer riscos para a saúde humana durante a produción e o uso, a investigación sobre biosurfactantes creceu significativamente nas últimas dúas décadas a medida que aumentou a conciencia ambiental e sanitaria. O campo desenvolveuse rapidamente, con numerosas patentes presentadas internacionalmente para varios biosurfactantes e os seus procesos de produción. Na China, a investigación centrouse principalmente na aplicación de biosurfactantes na recuperación mellorada de petróleo e na biorremediación.
1. Tipos de biosurfactantes e cepas produtoras
1.1 Tipos de biosurfactantes
Os surfactantes sintetizados quimicamente clasifícanse normalmente segundo os seus grupos polares, mentres que os biosurfactantes se clasifican segundo as súas propiedades bioquímicas e os microorganismos produtores. Xeralmente divídense en cinco tipos: glicolípidos, fosfolípidos e ácidos graxos, lipopéptidos e lipoproteínas, surfactantes poliméricos e surfactantes especializados.
1.2 Produción de cepas de biosurfactantes
A maioría dos biosurfactantes son metabolitos de bacterias, lévedos e fungos. Estas cepas produtoras son examinadas principalmente en lagos, solos ou ambientes mariños contaminados con petróleo.
2. Produción de biosurfactantes
Actualmente, os biosurfactantes pódense producir mediante dous métodos principais: a fermentación microbiana e a síntese encimática.
Na fermentación, o tipo e o rendemento dos biosurfactantes dependen principalmente da cepa do microorganismo, da súa fase de crecemento, da natureza do substrato de carbono, das concentracións de N, P e ións metálicos (como Mg²⁺ e Fe²⁺) no medio de cultivo, así como das condicións de cultivo (pH, temperatura, velocidade de axitación, etc.). As vantaxes da fermentación inclúen os baixos custos de produción, a diversidade de produtos e os procesos sinxelos, o que a fai axeitada para a produción industrial a grande escala. Non obstante, os custos de separación e purificación poden ser elevados.
En contraste, os surfactantes sintetizados encimaticamente adoitan ter estruturas moleculares relativamente máis simples, pero presentan unha actividade superficial igualmente excelente. Os beneficios do enfoque encimático inclúen custos de extracción máis baixos, facilidade de modificación estrutural, purificación sinxela e a reutilizabilidade de encimas inmobilizados. Ademais, os surfactantes sintetizados encimaticamente pódense usar para producir produtos de alto valor engadido, como compoñentes farmacéuticos. Aínda que os custos dos encimas son actualmente elevados, espérase que os avances na enxeñaría xenética para mellorar a estabilidade e a actividade dos encimas reduzan os gastos de produción.
Data de publicación: 04-09-2025