Биосурфактант

Биосурфактанты обычно относятся к поверхностно-активным веществам микробного происхождения. [1] Большинство биосурфактантов, производимых микробами, синтезируются внеклеточно, и известно, что многие микробы производят биосурфактанты в относительно больших количествах. [2] Некоторые из них представляют коммерческий интерес. [3] Как вторичный метаболит микроорганизмов, биосурфактанты могут быть обработаны путем культивирования микроорганизмов, продуцирующих биосурфактанты, в стационарной фазе на многих видах недорогих субстратов, таких как биоуголь , растительные масла, углеводы, отходы и т. д. Высокоуровневое производство биосурфактантов можно контролировать путем регулирования факторов окружающей среды и условий роста. [4]

Классификация

Биосурфактанты обычно классифицируются по их молекулярной структуре. Как и синтетические поверхностно-активные вещества, они состоят из гидрофильной части, состоящей из аминокислот, пептидов, (поли)сахаридов или сахарных спиртов, и гидрофобной части, состоящей из жирных кислот. Соответственно, значимые классы биосурфактантов включают гликолипиды , липопептиды и липопротеины, а также полимерные поверхностно-активные вещества, а также твердые поверхностно-активные вещества. [5]

Примеры

Фосфатидилхолин , также известный как лецитин, является распространенным биологическим поверхностно-активным веществом. Показано красным цветом — холин и фосфатная группа; черным — глицерин ; зеленым — мононенасыщенная жирная кислота ; синим — насыщенная жирная кислота .

К распространенным биосурфактантам относятся:

  • Соли желчных кислот представляют собой смеси мицеллообразующих соединений, которые инкапсулируют пищу, обеспечивая ее всасывание через тонкий кишечник. [6]
  • Лецитин , который можно получить из соевых бобов или яичного желтка, является распространенным пищевым ингредиентом.
  • Рамнолипиды , которые могут вырабатываться некоторыми видами Pseudomonas , например, Pseudomonas aeruginosa . [7]
  • Софоролипиды вырабатываются различными непатогенными дрожжами.
  • Эмульсан, вырабатываемый Acinetobacter calcoaceticus . [3]
  • Сурфактин — нерибосомальный липопептид, вырабатываемый Bacillus subtilis.

Микробные биосурфактанты получают путем включения несмешивающихся жидкостей в питательную среду. [8]

Приложения

Потенциальные области применения включают гербициды и пестицидные составы, моющие средства, здравоохранение и косметику, целлюлозно-бумажную, угольную, текстильную, керамическую и пищевую промышленность, переработку урановой руды и механическое обезвоживание торфа. [8] [1] [2]

Ликвидация разливов нефти

Биосурфактанты усиливают эмульгирование углеводородов, поэтому они обладают потенциалом растворять углеводородные загрязнители и повышать их доступность для микробного разложения. [9] [10] Кроме того, биосурфактанты могут модифицировать клеточную поверхность бактерий, которые биоразлагают углеводороды, что также может повысить биоразлагаемость этих загрязнителей в клетках. [11] Эти соединения также могут использоваться для повышения нефтеотдачи и могут рассматриваться для других потенциальных применений в области защиты окружающей среды. [12]

Ссылки

  1. ^ ab Маллиган, Кэтрин Н. (2005). «Применение биосурфактантов в окружающей среде». Загрязнение окружающей среды . 133 (2): 183–198. doi :10.1016/j.envpol.2004.06.009. PMID  15519450.
  2. ^ ab Рон, Элиора З.; Розенберг, Юджин (2001). "Естественные роли биосурфактантов. Миниобзор". Environmental Microbiology . 3 (4): 229–236. doi :10.1046/j.1462-2920.2001.00190.x. PMID  11359508.
  3. ^ ab Gutnick, DL; Bach, H. (2000). «Разработка бактериальных биополимеров для биосорбции тяжелых металлов; новые продукты и новые формулы». Прикладная микробиология и биотехнология . 54 (4): 451–460. doi :10.1007/s002530000438. PMID  11092618. S2CID  23991659.
  4. ^ Zahed MA, Matinvafa MA, Azari A, Mohajeri L (апрель 2022 г.). «Биосурфактант — экологичное и эффективное решение для биоремедиации нефтяных углеводородов в водной среде». Discover Water . 2 (1): 5. Bibcode : 2022DiWat...2....5Z. doi : 10.1007/s43832-022-00013-x .
  5. ^ Desai JD, Banat IM (1997). «Микробное производство поверхностно-активных веществ и их коммерческий потенциал». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 61 (1): 47–64. doi :10.1128/mmbr.61.1.47-64.1997. ISSN  1092-2172. PMC 232600. PMID 9106364  . 
  6. ^ Бхагаван, Н. В.; Ха, Чунг-Ын (2015). «Желудочно-кишечное пищеварение и всасывание». Основы медицинской биохимии . С. 137–164. doi :10.1016/B978-0-12-416687-5.00011-7. ISBN 9780124166875.
  7. ^ Оливейра, FJS; Васкес, Л.; де Кампос, Северная Каролина; де Франса, Ф.П., Производство рамнолипидов штаммом Pseudomonas alcaligenes. Технологическая биохимия 2009, 44 (4), 383-389.
  8. ^ ab Desai, Jitendra D.; Banat, Ibrahim M. (1997). «Микробное производство поверхностно-активных веществ и их коммерческий потенциал». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 61 (1): 47–64. doi :10.1128/mmbr.61.1.47-64.1997. PMC 232600. PMID  9106364 . 
  9. ^ Розенберг Э., Рон Э.З. (август 1999 г.). «Микробные поверхностно-активные вещества с высокой и низкой молекулярной массой». Appl. Microbiol. Biotechnol . 52 (2): 154–162. doi :10.1007/s002530051502. PMID  10499255. S2CID  23857287.
  10. ^ Del'Arco JP, de França FP (2001). «Влияние уровней загрязнения нефтью на биодеградацию углеводородов в песчаных отложениях». Environ. Pollut . 112 (3): 515–519. doi :10.1016/S0269-7491(00)00128-7. PMID  11291458.
  11. ^ Kaczorek, Ewa; Pacholak, Amanda; Zdarta, Agata; Smułek, Wojciech (2018-08-26). «Влияние биосурфактантов на свойства микробных клеток, приводящее к повышению биодоступности углеводородов». Коллоиды и интерфейсы . 2 (3): 35. doi : 10.3390/colloids2030035 . ISSN  2504-5377.
  12. ^ Шульга А., Карпенко Е., Вильданова-Марцишин Р., Туровский А., Солтыс М. (1999). "Биосурфактант, усиливающий очистку загрязненных нефтью сред". Adsorpt. Sci. Technol . 18 (2): 171–176. doi : 10.1260/0263617001493369 .
  • Производство и характеристика биосурфактантов с использованием бактерий, выделенных из кислых горячих источников
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Биосурфактант&oldid=1239811877"