Biosurfactanții sunt metaboliți secretați de microorganisme în timpul proceselor lor metabolice în condiții specifice de cultivare. Comparativ cu surfactanții sintetizați chimic, biosurfactanții posedă multe atribute unice, cum ar fi diversitatea structurală, biodegradabilitatea, activitatea biologică largă și respectul pentru mediu. Datorită unor factori precum disponibilitatea materiilor prime, costul și limitările de performanță ale surfactanților sintetici - coroborate cu tendința lor de a provoca poluare severă a mediului și de a prezenta riscuri pentru sănătatea umană în timpul producției și utilizării - cercetarea asupra biosurfactanților a crescut semnificativ în ultimele două decenii, pe măsură ce a crescut gradul de conștientizare a problemelor de mediu și de sănătate. Domeniul s-a dezvoltat rapid, cu numeroase brevete depuse la nivel internațional pentru diverși biosurfactanți și procesele lor de producție. În China, cercetarea s-a concentrat în principal pe aplicarea biosurfactanților în recuperarea îmbunătățită a petrolului și bioremediere.
1. Tipuri de biosurfactanți și tulpini producătoare
1.1 Tipuri de biosurfactanți
Agenții tensioactivi sintetizați chimic sunt de obicei clasificați în funcție de grupările lor polare, în timp ce biosurfactanții sunt clasificați în funcție de proprietățile lor biochimice și de microorganismele producătoare. Aceștia sunt în general împărțiți în cinci tipuri: glicolipide, fosfolipide și acizi grași, lipopeptide și lipoproteine, surfactanți polimerici și surfactanți specializați.
1.2 Producerea de tulpini de biosurfactanți
Majoritatea biosurfactanților sunt metaboliți ai bacteriilor, drojdiilor și ciupercilor. Aceste tulpini producătoare sunt selectate predominant din lacuri, sol sau medii marine contaminate cu petrol.
2. Producerea de biosurfactanți
În prezent, biosurfactanții pot fi produși prin două metode principale: fermentația microbiană și sinteza enzimatică.
În fermentație, tipul și randamentul biosurfactanților depind în principal de tulpina microorganismului, stadiul său de creștere, natura substratului de carbon, concentrațiile de N, P și ioni metalici (cum ar fi Mg²⁺ și Fe²⁺) din mediul de cultură, precum și de condițiile de cultivare (pH, temperatură, viteză de agitare etc.). Avantajele fermentației includ costurile de producție reduse, diversitatea produselor și procesele simple, ceea ce o face potrivită pentru producția industrială la scară largă. Cu toate acestea, costurile de separare și purificare pot fi ridicate.
În schimb, surfactanții sintetizați enzimatic au adesea structuri moleculare relativ mai simple, dar prezintă o activitate de suprafață la fel de excelentă. Beneficiile abordării enzimatice includ costuri de extracție mai mici, ușurința modificării structurale, purificarea simplă și reutilizarea enzimelor imobilizate. În plus, surfactanții sintetizați enzimatic pot fi utilizați pentru a produce produse cu valoare adăugată ridicată, cum ar fi componentele farmaceutice. Deși costurile enzimelor sunt în prezent ridicate, se așteaptă ca progresele în ingineria genetică pentru îmbunătățirea stabilității și activității enzimelor să reducă cheltuielile de producție.
Data publicării: 04 septembrie 2025