बायोसर्फेक्टेंट्स क्या हैं?

बायोसर्फेक्टेंट्स विशिष्ट कृषि परिस्थितियों में सूक्ष्मजीवों द्वारा अपनी उपापचय प्रक्रियाओं के दौरान स्रावित होने वाले मेटाबोलाइट्स होते हैं। रासायनिक रूप से संश्लेषित सर्फेक्टेंट्स की तुलना में, बायोसर्फेक्टेंट्स में कई विशिष्ट गुण होते हैं, जैसे संरचनात्मक विविधता, जैवनिम्नीकरणीयता, व्यापक जैविक गतिविधि और पर्यावरण मित्रता। कच्चे माल की उपलब्धता, लागत और सिंथेटिक सर्फेक्टेंट्स की प्रदर्शन सीमाओं जैसे कारकों के साथ-साथ उत्पादन और उपयोग के दौरान गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण और मानव स्वास्थ्य के लिए जोखिम पैदा करने की उनकी प्रवृत्ति के कारण, पिछले दो दशकों में पर्यावरण और स्वास्थ्य के प्रति बढ़ती जागरूकता के साथ बायोसर्फेक्टेंट्स पर शोध में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। यह क्षेत्र तेजी से विकसित हुआ है, और विभिन्न बायोसर्फेक्टेंट्स और उनकी उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए अंतरराष्ट्रीय स्तर पर कई पेटेंट दायर किए गए हैं। चीन में, शोध मुख्य रूप से उन्नत तेल प्राप्ति और जैवउपचार में बायोसर्फेक्टेंट्स के अनुप्रयोग पर केंद्रित रहा है।

1. बायोसर्फेक्टेंट्स के प्रकार और उत्पादक उपभेद

1.1 बायोसर्फेक्टेंट्स के प्रकार

रासायनिक रूप से संश्लेषित सर्फेक्टेंट को आमतौर पर उनके ध्रुवीय समूहों के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है, जबकि बायोसर्फेक्टेंट को उनके जैव रासायनिक गुणों और उत्पादक सूक्ष्मजीवों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। इन्हें आम तौर पर पाँच प्रकारों में विभाजित किया जाता है: ग्लाइकोलिपिड्स, फॉस्फोलिपिड्स और फैटी एसिड, लिपोपेप्टाइड्स और लिपोप्रोटीन, पॉलीमेरिक सर्फेक्टेंट और विशिष्ट सर्फेक्टेंट।

1.2 बायोसर्फेक्टेंट्स के स्ट्रेन का उत्पादन

अधिकांश बायोसर्फेक्टेंट बैक्टीरिया, यीस्ट और कवक के मेटाबोलाइट होते हैं। ये उत्पादक उपभेद मुख्यतः तेल-दूषित झीलों, मिट्टी या समुद्री वातावरण से छांटे जाते हैं।

2. बायोसर्फेक्टेंट्स का उत्पादन

वर्तमान में, बायोसर्फेक्टेंट्स का उत्पादन दो मुख्य तरीकों से किया जा सकता है: माइक्रोबियल किण्वन और एंजाइमेटिक संश्लेषण।

किण्वन में, बायोसर्फेक्टेंट्स का प्रकार और उपज मुख्य रूप से सूक्ष्मजीव के प्रकार, उसकी वृद्धि अवस्था, कार्बन सब्सट्रेट की प्रकृति, संवर्धन माध्यम में नाइट्रोजन, फास्फोरस और धातु आयनों (जैसे Mg²⁺ और Fe²⁺) की सांद्रता, और साथ ही खेती की स्थितियों (pH, तापमान, विक्षोभ गति, आदि) पर निर्भर करती है। किण्वन के लाभों में कम उत्पादन लागत, उत्पादों की विविधता और सरल प्रक्रियाएँ शामिल हैं, जो इसे बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन के लिए उपयुक्त बनाती हैं। हालाँकि, पृथक्करण और शुद्धिकरण की लागत अधिक हो सकती है।

इसके विपरीत, एंजाइम द्वारा संश्लेषित सर्फेक्टेंट की आणविक संरचनाएँ अक्सर अपेक्षाकृत सरल होती हैं, लेकिन वे उतनी ही उत्कृष्ट सतही सक्रियता प्रदर्शित करते हैं। एंजाइमी दृष्टिकोण के लाभों में कम निष्कर्षण लागत, संरचनात्मक संशोधन में आसानी, सरल शुद्धिकरण और स्थिर एंजाइमों की पुन: प्रयोज्यता शामिल है। इसके अतिरिक्त, एंजाइम द्वारा संश्लेषित सर्फेक्टेंट का उपयोग उच्च-मूल्य-वर्धित उत्पादों, जैसे कि दवा घटकों, के उत्पादन के लिए किया जा सकता है। हालाँकि एंजाइम की लागत वर्तमान में अधिक है, एंजाइम की स्थिरता और सक्रियता बढ़ाने के लिए आनुवंशिक इंजीनियरिंग में प्रगति से उत्पादन लागत में कमी आने की उम्मीद है।