बायोसर्फैक्टेंट क्या होते हैं?

बायोसरफैक्टेंट सूक्ष्मजीवों द्वारा विशिष्ट संवर्धन परिस्थितियों में उनकी चयापचय प्रक्रियाओं के दौरान स्रावित होने वाले उपापचय पदार्थ हैं। रासायनिक रूप से संश्लेषित सरफैक्टेंट की तुलना में, बायोसरफैक्टेंट में कई अद्वितीय गुण होते हैं, जैसे संरचनात्मक विविधता, जैवअपघटनीयता, व्यापक जैविक गतिविधि और पर्यावरण मित्रता। कच्चे माल की उपलब्धता, लागत और संश्लेषित सरफैक्टेंट 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 प्रवृत्ति के कारण, पिछले दो दशकों में पर्यावरण और स्वास्थ्य जागरूकता में वृद्धि के साथ-साथ बायोसरफैक्टेंट पर अनुसंधान में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। इस क्षेत्र का तेजी से विकास हुआ है, और विभिन्न बायोसरफैक्टेंट और उनकी उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए अंतरराष्ट्रीय स्तर पर कई पेटेंट दायर किए गए हैं। चीन में, अनुसंधान मुख्य रूप से उन्नत तेल पुनर्प्राप्ति और जैव उपचार में बायोसरफैक्टेंट के अनुप्रयोग पर केंद्रित है।

1. बायोसरफैक्टेंट के प्रकार और उत्पादक स्ट्रेन

1.1 बायोसरफैक्टेंट 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 सामान्यतः पाँच प्रकारों में विभाजित किया जाता है: ग्लाइकोलिपिड, फॉस्फोलिपिड और वसा अम्ल, लिपोपेप्टाइड और लिपोप्रोटीन, बहुलक सर्फेक्टेंट और विशिष्ट सर्फेक्टेंट।

1.2 बायोसरफैक्टेंट के उपभेदों का उत्पादन

अधिकांश बायोसरफैक्टेंट बैक्टीरिया, यीस्ट और कवक के मेटाबोलाइट्स होते हैं। इन उत्पादक स्ट्रेन को मुख्य रूप से तेल से दूषित झीलों, मिट्टी या समुद्री वातावरण से छांटा जाता है।

2. बायोसरफैक्टेंट का उत्पादन

वर्तमान में, बायोसरफैक्टेंट का उत्पादन दो मुख्य विधियों के माध्यम से किया जा सकता है: सूक्ष्मजीव किण्वन और एंजाइमेटिक संश्लेषण।

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

इसके विपरीत, एंजाइम द्वारा संश्लेषित सर्फेक्टेंट की आणविक संरचना अपेक्षाकृत सरल होती है, लेकिन वे उतनी ही उत्कृष्ट सतह सक्रियता प्रदर्शित करते हैं। एंजाइम विधि के लाभों में निष्कर्षण की कम लागत, संरचनात्मक संशोधन में आसानी, सरल शुद्धिकरण और स्थिर एंजाइमों की पुन: प्रयोज्यता शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, एंजाइम द्वारा संश्लेषित सर्फेक्टेंट का उपयोग फार्मास्युटिकल घटकों जैसे उच्च मूल्यवर्धित उत्पादों के उत्पादन में किया जा सकता है। यद्यपि वर्तमान में एंजाइमों की लागत अधिक है, लेकिन एंजाइमों की स्थिरता और सक्रियता बढ़ाने के लिए आनुवंशिक अभियांत्रिकी में हुई प्रगति से उत्पादन लागत में कमी आने की उम्मीद है।