बायोसर्फॅक्टंट्स म्हणजे काय?

बायोसर्फॅक्टंट्स हे विशिष्ट लागवडीच्या परिस्थितीत सूक्ष्मजीवांद्वारे त्यांच्या चयापचय प्रक्रियेदरम्यान स्रावित होणारे चयापचय असतात. रासायनिक संश्लेषित सर्फॅक्टंट्सच्या तुलनेत, बायोसर्फॅक्टंट्समध्ये संरचनात्मक विविधता, जैवविघटनशीलता, व्यापक जैविक क्रियाकलाप आणि पर्यावरणीय मैत्री असे अनेक अद्वितीय गुणधर्म असतात. कच्च्या मालाची उपलब्धता, किंमत आणि कृत्रिम सर्फॅक्टंट्सच्या कामगिरीच्या मर्यादा यासारख्या घटकांमुळे - उत्पादन आणि वापरादरम्यान गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण निर्माण करण्याची आणि मानवी आरोग्याला धोका निर्माण करण्याची त्यांची प्रवृत्ती - गेल्या दोन दशकांमध्ये पर्यावरण आणि आरोग्य जागरूकता वाढल्यामुळे बायोसर्फॅक्टंट्सवरील संशोधनात लक्षणीय वाढ झाली आहे. विविध बायोसर्फॅक्टंट्स आणि त्यांच्या उत्पादन प्रक्रियांसाठी आंतरराष्ट्रीय स्तरावर असंख्य पेटंट दाखल करून हे क्षेत्र वेगाने विकसित झाले आहे. चीनमध्ये, संशोधन प्रामुख्याने वाढीव तेल पुनर्प्राप्ती आणि बायोरेमेडिएशनमध्ये बायोसर्फॅक्टंट्सच्या वापरावर केंद्रित आहे.

१. बायोसर्फॅक्टंट्सचे प्रकार आणि उत्पादन करणारे स्ट्रेन्स

१.१ बायोसर्फॅक्टंट्सचे प्रकार

रासायनिक संश्लेषित सर्फॅक्टंट्सचे वर्गीकरण सामान्यतः त्यांच्या ध्रुवीय गटांनुसार केले जाते, तर बायोसर्फॅक्टंट्सचे वर्गीकरण त्यांच्या जैवरासायनिक गुणधर्मांनुसार आणि उत्पादक सूक्ष्मजीवांनुसार केले जाते. ते साधारणपणे पाच प्रकारांमध्ये विभागले जातात: ग्लायकोलिपिड्स, फॉस्फोलिपिड्स आणि फॅटी अॅसिड्स, लिपोपेप्टाइड्स आणि लिपोप्रोटीन, पॉलिमरिक सर्फॅक्टंट्स आणि विशेष सर्फॅक्टंट्स.

१.२ बायोसर्फॅक्टंट्सचे स्ट्रेन्स तयार करणे

बहुतेक बायोसर्फॅक्टंट्स हे बॅक्टेरिया, यीस्ट आणि बुरशीचे मेटाबोलाइट्स असतात. हे उत्पादक स्ट्रेन प्रामुख्याने तेल-दूषित तलाव, माती किंवा सागरी वातावरणातून तपासले जातात.

२. बायोसर्फॅक्टंट्सचे उत्पादन

सध्या, बायोसर्फॅक्टंट्स दोन मुख्य पद्धतींनी तयार केले जाऊ शकतात: सूक्ष्मजीव किण्वन आणि एंजाइमॅटिक संश्लेषण.

किण्वन प्रक्रियेत, बायोसर्फॅक्टंट्सचा प्रकार आणि उत्पादन प्रामुख्याने सूक्ष्मजीवांच्या स्ट्रेनवर, त्याच्या वाढीच्या टप्प्यावर, कार्बन सब्सट्रेटचे स्वरूप, कल्चर माध्यमात N, P आणि धातू आयनांचे प्रमाण (जसे की Mg²⁺ आणि Fe²⁺) तसेच लागवडीच्या परिस्थितीवर (pH, तापमान, आंदोलन गती इ.) अवलंबून असते. किण्वन प्रक्रियेच्या फायद्यांमध्ये कमी उत्पादन खर्च, उत्पादनांची विविधता आणि सोप्या प्रक्रियांचा समावेश आहे, ज्यामुळे ते मोठ्या प्रमाणात औद्योगिक उत्पादनासाठी योग्य बनते. तथापि, वेगळे करणे आणि शुद्धीकरणाचा खर्च जास्त असू शकतो.

याउलट, एंजाइमॅटिकली संश्लेषित सर्फॅक्टंट्समध्ये बहुतेकदा तुलनेने सोपी आण्विक रचना असते परंतु ते तितकेच उत्कृष्ट पृष्ठभाग क्रियाकलाप प्रदर्शित करतात. एंजाइमॅटिक दृष्टिकोनाचे फायदे म्हणजे कमी निष्कर्षण खर्च, संरचनात्मक बदल सुलभ करणे, सरळ शुद्धीकरण आणि स्थिर एंजाइमची पुनर्वापरक्षमता. याव्यतिरिक्त, एंजाइमॅटिकली संश्लेषित सर्फॅक्टंट्सचा वापर औषध घटकांसारख्या उच्च-मूल्यवर्धित उत्पादनांच्या निर्मितीसाठी केला जाऊ शकतो. जरी एंजाइमची किंमत सध्या जास्त असली तरी, एंजाइम स्थिरता आणि क्रियाकलाप वाढविण्यासाठी अनुवांशिक अभियांत्रिकीमधील प्रगतीमुळे उत्पादन खर्च कमी होण्याची अपेक्षा आहे.