생물계면활성제는 특정 배양 조건에서 미생물의 대사 과정에서 분비되는 대사산물입니다. 화학적으로 합성된 계면활성제와 비교하여 생물계면활성제는 구조적 다양성, 생분해성, 광범위한 생물학적 활성, 그리고 환경 친화성과 같은 여러 고유한 특성을 가지고 있습니다. 합성 계면활성제의 원료 가용성, 비용 및 성능 한계와 더불어 생산 및 사용 과정에서 심각한 환경 오염을 유발하고 인체 건강에 위험을 초래할 수 있다는 점 때문에, 환경 및 건강에 대한 인식이 높아짐에 따라 지난 20년 동안 생물계면활성제 연구가 크게 증가했습니다. 이 분야는 빠르게 발전하여 다양한 생물계면활성제와 그 생산 공정에 대한 수많은 특허가 국제적으로 출원되었습니다. 중국에서는 주로 생물계면활성제를 이용한 석유 회수 증진 및 생물복원 연구에 중점을 두고 있습니다.
1. 생물계면활성제의 종류와 생산균주
1.1 생물계면활성제의 종류
화학적으로 합성된 계면활성제는 일반적으로 극성기를 기준으로 분류되는 반면, 생물계면활성제는 생화학적 특성과 생성 미생물에 따라 분류됩니다. 생물계면활성제는 일반적으로 당지질, 인지질 및 지방산, 리포펩타이드 및 리포단백질, 고분자 계면활성제, 특수 계면활성제의 다섯 가지 유형으로 나뉩니다.
1.2 생물계면활성제 균주 생산
대부분의 생물계면활성제는 박테리아, 효모, 곰팡이의 대사산물입니다. 이러한 생물계면활성제를 생성하는 균주는 주로 기름으로 오염된 호수, 토양 또는 해양 환경에서 추출됩니다.
2. 생물계면활성제 생산
현재 생물계면활성제는 미생물 발효와 효소 합성이라는 두 가지 주요 방법을 통해 생산할 수 있습니다.
발효에서 생물계면활성제의 종류와 수율은 주로 미생물 균주, 생장 단계, 탄소 기질의 특성, 배양액 내 질소(N), 인(P), 금속 이온(예: Mg²⁺, Fe²⁺)의 농도, 그리고 배양 조건(pH, 온도, 교반 속도 등)에 따라 달라집니다. 발효는 생산 비용이 낮고, 제품의 다양성이 높으며, 공정이 간단하다는 장점이 있어 대규모 산업 생산에 적합합니다. 그러나 분리 및 정제 비용이 높을 수 있습니다.
이와 대조적으로, 효소 합성 계면활성제는 비교적 단순한 분자 구조를 가지면서도 우수한 표면 활성을 나타내는 경우가 많습니다. 효소적 접근법의 장점은 추출 비용 절감, 구조 변형의 용이성, 정제 과정의 간편함, 그리고 고정화된 효소의 재사용성입니다. 또한, 효소 합성 계면활성제는 의약품 성분과 같은 고부가가치 제품을 생산하는 데 사용될 수 있습니다. 현재 효소 가격은 높지만, 효소의 안정성과 활성을 향상시키는 유전 공학 기술의 발전으로 생산 비용이 절감될 것으로 예상됩니다.
게시 시간: 2025년 9월 4일