બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સ શું છે?

બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સ એ ચોક્કસ ખેતીની પરિસ્થિતિઓમાં સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા તેમની ચયાપચય પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન સ્ત્રાવ થતા ચયાપચય છે. રાસાયણિક રીતે સંશ્લેષિત સર્ફેક્ટન્ટ્સની તુલનામાં, બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સમાં માળખાકીય વિવિધતા, બાયોડિગ્રેડેબિલિટી, વ્યાપક જૈવિક પ્રવૃત્તિ અને પર્યાવરણીય મિત્રતા જેવા ઘણા અનન્ય ગુણો છે. કાચા માલની ઉપલબ્ધતા, કિંમત અને કૃત્રિમ સર્ફેક્ટન્ટ્સની કામગીરી મર્યાદાઓ જેવા પરિબળોને કારણે - ઉત્પાદન અને ઉપયોગ દરમિયાન ગંભીર પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ પેદા કરવાની અને માનવ સ્વાસ્થ્ય માટે જોખમ ઊભું કરવાની તેમની વૃત્તિ સાથે - છેલ્લા બે દાયકામાં પર્યાવરણીય અને આરોગ્ય જાગૃતિમાં વધારો થતાં બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સ પર સંશોધન નોંધપાત્ર રીતે વધ્યું છે. આ ક્ષેત્ર ઝડપથી વિકસિત થયું છે, વિવિધ બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સ અને તેમની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ માટે આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે અસંખ્ય પેટન્ટ ફાઇલ કરવામાં આવ્યા છે. ચીનમાં, સંશોધન મુખ્યત્વે ઉન્નત તેલ પુનઃપ્રાપ્તિ અને બાયોરેમીડિયેશનમાં બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સના ઉપયોગ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.

૧. બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સના પ્રકારો અને ઉત્પાદન કરતા તાણ

૧.૧ બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સના પ્રકારો

રાસાયણિક રીતે સંશ્લેષિત સર્ફેક્ટન્ટ્સને સામાન્ય રીતે તેમના ધ્રુવીય જૂથોના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જ્યારે બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સને તેમના બાયોકેમિકલ ગુણધર્મો અને ઉત્પન્ન કરતા સુક્ષ્મસજીવો અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. તેમને સામાન્ય રીતે પાંચ પ્રકારોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: ગ્લાયકોલિપિડ્સ, ફોસ્ફોલિપિડ્સ અને ફેટી એસિડ્સ, લિપોપેપ્ટાઇડ્સ અને લિપોપ્રોટીન, પોલિમરીક સર્ફેક્ટન્ટ્સ અને વિશિષ્ટ સર્ફેક્ટન્ટ્સ.

૧.૨ બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સના સ્ટ્રેન્સનું ઉત્પાદન

મોટાભાગના બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સ બેક્ટેરિયા, યીસ્ટ અને ફૂગના મેટાબોલાઇટ્સ હોય છે. આ ઉત્પાદક જાતો મુખ્યત્વે તેલ-દૂષિત તળાવો, માટી અથવા દરિયાઈ વાતાવરણમાંથી તપાસવામાં આવે છે.

2. બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સનું ઉત્પાદન

હાલમાં, બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સ બે મુખ્ય પદ્ધતિઓ દ્વારા ઉત્પન્ન કરી શકાય છે: માઇક્રોબાયલ આથો અને એન્ઝાઇમેટિક સંશ્લેષણ.

આથો લાવવામાં, બાયોસર્ફેક્ટન્ટ્સનો પ્રકાર અને ઉપજ મુખ્યત્વે સૂક્ષ્મજીવોના તાણ, તેના વિકાસના તબક્કા, કાર્બન સબસ્ટ્રેટની પ્રકૃતિ, સંસ્કૃતિ માધ્યમમાં N, P અને ધાતુ આયનો (જેમ કે Mg²⁺ અને Fe²⁺) ની સાંદ્રતા, તેમજ ખેતીની સ્થિતિ (pH, તાપમાન, આંદોલન ગતિ, વગેરે) પર આધાર રાખે છે. આથો લાવવાના ફાયદાઓમાં ઓછો ઉત્પાદન ખર્ચ, ઉત્પાદનોની વિવિધતા અને સરળ પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે, જે તેને મોટા પાયે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે યોગ્ય બનાવે છે. જો કે, અલગ કરવા અને શુદ્ધિકરણનો ખર્ચ ઊંચો હોઈ શકે છે.

તેનાથી વિપરીત, ઉત્સેચક રીતે સંશ્લેષિત સર્ફેક્ટન્ટ્સ ઘણીવાર પ્રમાણમાં સરળ પરમાણુ માળખાં ધરાવે છે પરંતુ તે સમાન રીતે ઉત્તમ સપાટી પ્રવૃત્તિ દર્શાવે છે. ઉત્સેચક અભિગમના ફાયદાઓમાં નિષ્કર્ષણ ખર્ચમાં ઘટાડો, માળખાકીય ફેરફારમાં સરળતા, સરળ શુદ્ધિકરણ અને સ્થિર ઉત્સેચકોની પુનઃઉપયોગક્ષમતાનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, ઉત્સેચક રીતે સંશ્લેષિત સર્ફેક્ટન્ટ્સનો ઉપયોગ ફાર્માસ્યુટિકલ ઘટકો જેવા ઉચ્ચ-મૂલ્યવર્ધિત ઉત્પાદનોના ઉત્પાદન માટે થઈ શકે છે. જોકે હાલમાં ઉત્સેચક ખર્ચ ઊંચો છે, ઉત્સેચક સ્થિરતા અને પ્રવૃત્તિને વધારવા માટે આનુવંશિક ઇજનેરીમાં પ્રગતિથી ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘટાડો થવાની અપેક્ષા છે.