Ano ang mga biosurfactant?

Ang mga biosurfactant ay mga metabolite na inilalabas ng mga mikroorganismo sa panahon ng kanilang mga proseso ng metabolismo sa ilalim ng mga partikular na kondisyon ng paglilinang. Kung ikukumpara sa mga surfactant na na-synthesize ng kemikal, ang mga biosurfactant ay nagtataglay ng maraming natatanging katangian, tulad ng pagkakaiba-iba ng istruktura, biodegradability, malawak na biological activity, at pagiging environment-friendly. Dahil sa mga salik tulad ng pagkakaroon ng hilaw na materyales, gastos, at mga limitasyon sa pagganap ng mga synthetic surfactant—kasama ang kanilang tendensiyang magdulot ng matinding polusyon sa kapaligiran at magdulot ng mga panganib sa kalusugan ng tao sa panahon ng produksyon at paggamit—ang pananaliksik sa mga biosurfactant ay lumago nang malaki sa nakalipas na dalawang dekada habang tumataas ang kamalayan sa kapaligiran at kalusugan. Mabilis na umunlad ang larangan, na may maraming patente na isinampa sa buong mundo para sa iba't ibang biosurfactant at ang kanilang mga proseso ng produksyon. Sa Tsina, ang pananaliksik ay pangunahing nakatuon sa aplikasyon ng mga biosurfactant sa pinahusay na oil recovery at bioremediation.

1. Mga Uri ng Biosurfactant at Mga Strain na Gumagawa

1.1 Mga Uri ng Biosurfactant

Ang mga surfactant na gawa sa kemikal ay karaniwang inuuri batay sa kanilang mga polar group, samantalang ang mga biosurfactant ay ikinategorya ayon sa kanilang mga biochemical properties at mga mikroorganismong gumagawa. Karaniwan silang nahahati sa limang uri: glycolipids, phospholipids at fatty acids, lipopeptides at lipoproteins, polymeric surfactants, at specialized surfactants.

1.2 Paggawa ng mga Strain ng Biosurfactant

Karamihan sa mga biosurfactant ay mga metabolite ng bacteria, yeast, at fungi. Ang mga strain na ito na gumagawa ng mga ito ay kadalasang sinasala mula sa mga lawa, lupa, o kapaligirang dagat na kontaminado ng langis.

2. Produksyon ng mga Biosurfactant

Sa kasalukuyan, ang mga biosurfactant ay maaaring magawa sa pamamagitan ng dalawang pangunahing pamamaraan: microbial fermentation at enzymatic synthesis.

Sa fermentation, ang uri at ani ng mga biosurfactant ay pangunahing nakadepende sa strain ng mikroorganismo, yugto ng paglaki nito, ang katangian ng carbon substrate, ang konsentrasyon ng N, P, at mga metal ion (tulad ng Mg²⁺ at Fe²⁺) sa culture medium, pati na rin ang mga kondisyon ng paglilinang (pH, temperatura, bilis ng pag-alog, atbp.). Kabilang sa mga bentahe ng fermentation ang mababang gastos sa produksyon, pagkakaiba-iba ng mga produkto, at mga simpleng proseso, na ginagawa itong angkop para sa malakihang industriyal na produksyon. Gayunpaman, ang mga gastos sa paghihiwalay at paglilinis ay maaaring mataas.

Sa kabaligtaran, ang mga surfactant na na-synthesize ng enzymatically ay kadalasang may mas simpleng istrukturang molekular ngunit nagpapakita ng pantay na mahusay na aktibidad sa ibabaw. Kabilang sa mga benepisyo ng enzymatic approach ang mas mababang gastos sa pagkuha, kadalian ng pagbabago sa istruktura, direktang paglilinis, at ang muling paggamit ng mga immobilized enzyme. Bukod pa rito, ang mga enzymatically synthesized surfactant ay maaaring gamitin upang makagawa ng mga produktong may mataas na value-added, tulad ng mga bahagi ng parmasyutiko. Bagama't mataas ang gastos sa enzyme sa kasalukuyan, ang mga pagsulong sa genetic engineering upang mapahusay ang katatagan at aktibidad ng enzyme ay inaasahang makakabawas sa mga gastos sa produksyon.