A biosurfaktánsok a mikroorganizmusok által az anyagcsere-folyamataik során, meghatározott tenyésztési körülmények között kiválasztott metabolitok. A kémiailag szintetizált felületaktív anyagokhoz képest a biosurfaktánsok számos egyedi tulajdonsággal rendelkeznek, mint például a szerkezeti sokféleség, a biológiai lebonthatóság, a széleskörű biológiai aktivitás és a környezetbarát tulajdonság. Az olyan tényezők miatt, mint a szintetikus felületaktív anyagok nyersanyag-elérhetősége, költsége és teljesítménykorlátai – párosulva azzal, hogy hajlamosak súlyos környezetszennyezést okozni és kockázatot jelenteni az emberi egészségre a gyártás és felhasználás során –, a biosurfaktánsokkal kapcsolatos kutatások az elmúlt két évtizedben jelentősen megnőttek, ahogy a környezeti és egészségügyi tudatosság nőtt. A terület gyorsan fejlődött, számos szabadalmat nyújtottak be nemzetközi szinten különböző biosurfaktánsokra és előállítási folyamataikra. Kínában a kutatás elsősorban a biosurfaktánsok fokozott olajkinyerésben és bioremediációban való alkalmazására összpontosított.
1. Biosurfaktánsok típusai és termelő törzsek
1.1 Biosurfaktánsok típusai
A kémiailag szintetizált felületaktív anyagokat jellemzően poláris csoportjaik alapján osztályozzák, míg a biofelületaktív anyagokat biokémiai tulajdonságaik és a termelő mikroorganizmusok szerint. Általában öt típusba sorolják őket: glikolipidek, foszfolipidek és zsírsavak, lipopeptidek és lipoproteinek, polimer felületaktív anyagok és speciális felületaktív anyagok.
1.2 Biosurfaktáns törzsek előállítása
A legtöbb biosurfaktáns baktériumok, élesztőgombák és gombák metabolitjai. Ezeket a termelő törzseket túlnyomórészt olajjal szennyezett tavakból, talajból vagy tengeri környezetből szűrik.
2. Biofelületaktív anyagok előállítása
Jelenleg a biosurfaktánsok két fő módszerrel állíthatók elő: mikrobiális fermentációval és enzimes szintézissel.
A fermentáció során a biosurfaktánsok típusa és hozama elsősorban a mikroorganizmus törzsétől, növekedési szakaszától, a szénszubsztrát jellegétől, a táptalajban lévő nitrogén-, foszfor- és fémionok (például Mg²⁺ és Fe²⁺) koncentrációjától, valamint a tenyésztési körülményektől (pH, hőmérséklet, keverési sebesség stb.) függ. A fermentáció előnyei közé tartozik az alacsony termelési költségek, a termékek sokfélesége és az egyszerű folyamatok, amelyek alkalmassá teszik nagyméretű ipari termelésre. Az elválasztás és a tisztítás költségei azonban magasak lehetnek.
Ezzel szemben az enzimatikusan szintetizált felületaktív anyagok gyakran viszonylag egyszerűbb molekulaszerkezettel rendelkeznek, de ugyanolyan kiváló felületaktivitást mutatnak. Az enzimes megközelítés előnyei közé tartozik az alacsonyabb extrakciós költségek, a szerkezeti módosítás egyszerűsége, az egyszerű tisztítás és az immobilizált enzimek újrafelhasználhatósága. Ezenkívül az enzimatikusan szintetizált felületaktív anyagok felhasználhatók nagy hozzáadott értékű termékek, például gyógyszerészeti összetevők előállítására. Bár az enzimköltségek jelenleg magasak, a géntechnológia területén elért eredmények, amelyek az enzimek stabilitását és aktivitását fokozzák, várhatóan csökkentik a termelési költségeket.
Közzététel ideje: 2025. szeptember 4.