Biosurfactanti

Biosurfactanti

Surfactatii sunt molecule amfipatice cu jumatati hidrofile si hidrofobe (in general hidrocarbonate), care se asaza preferential la interfata dintre fazele fluide cu grade diferite de polaritate, ca de exemplu interfata apa/petrol sau apa/lipide si la interfata aer/apa. Aceste proprietati fac ca surfactantii sa reduca tensiunea de suprafata si la interfata sa formeze o microemulsie, in care hidrocarburile se pot solubiliza in apa sau apa se poate solubiliza in hidrocarburi. Aceste caracteristici confera calitati de detergenti, emulsificatori, spumanti si de agenti de dispersie. Aproape toti sufactantii utilizabili sunt derivati chimic din petrol.

Exista posibilitatea obtinerii biosurfactantilor prin procese de fermentatie, cu aplicatii potentiale in protectia mediului, in recuperarea petrolului brut, in medicina si in industria alimentara.

Biosurfactantii sunt un grup structural heterogen de molecule cu activitate de suprafata^*, (tensioactive) sintetizate de microorgnisme.

Tensiunea superfciala se manifesta la nivelul suprafetei de separare dintre un lichid si un gaz sau intre doua lichide nemiscibile si consta in aceea ca suprafata lichidului se comporta ca o membrana elastica, care tinde sa se stranga si sa se micsoreze.

Moleculele tensioactive reduc tensiunea de suprafata la interfata amestecului apa-hidrocarburi, ceea ce le face candidati potentiali pentru cresterea randamentului recuperarii petrolului si in procesele de deemulsificare.

Biosurfactantii au avantajele toxicitatii mai scazute, biodegradabilitatii mai inalte, proprietatii spumante superioare, selectivitatii inalte si activitatii specifice la temperaturi extreme.

Structura moleculara a biosurfactantilor include o jumatate hidrofila ce consta din aminoacizi sau peptide anionice sau cationice, mono-, di- sau polizaharide si o jumatate hidrofoba ce consta din aminoacizi nesaturati, saturati sau grasi.

Clasele majore de biosurfactanti: glicolipide, lipopeptide, lipoproteine, fosfolipide si acizi grasi, surfactanti polimerici, surfactanti particulati (J. D. Desai, 1997).

Cei mai cunoscuti biosurfactanti sunt glicolipidele: glucide in combinatie cu acizii alifatici cu lant lung sau hidroxialifatici. Cele mai cunoscute glicolipide sunt ramnolipidele, trehalolipidele si soforolipidele.

Ramnolipidele, produse de Ps. aeruginosa, contin 1-2 molecule de ramnoza, legate de 1-2 molecule de acid β-hidroxidecanoic.

Trehalolipidele sunt formate din dizaharide de trehaloza, la al caror C6 si C6' se leaga acizi micolici. Sunt produse de cele mai multe specii de Mycobacterium, Nocardia si Corynebacterium. Acizii micolici sunt acizi grasi β-hidroxilati, cu ramificare α, cu catena lunga. Trehalolipidele de la diferite organisme difera prin lungimea catenei, gradul de nesaturare si structura acidului micolic.

Soforolipidele, produse in special de levuri (Torulopsis bombicola), constau din glucidul dimeric soforoza, legat de un acid gras hidroxilat, cu catena lunga.

Unele lipopeptide ciclice (gramicidinele - antibiotice decapeptidice) produse de B. brevis si antibioticele lipopeptidice (polimixine) produse de B. polymyxa sunt molecule tensioactive.

Cei mai studiati biosurfactanti polimerici sunt emulsan, liposan, manoproteina si alte complexe polizaharide-proteina. Emulsanul este un agent foarte activ de emulsificare pentru hidrocarburi in apa, la o concentratie de pana la 0,01%. Este un stabilizator puternic al emulsiei apa-petrol.

Liposanul este un emulsificator solubil in apa, sintetizat de Candida lipolytica, alcatuit din 83% glucide si 17% proteine. Portiunea glucidica este un heteropolizaharid alcatuit din glucoza, galactoza, galactozamina si acid galacturonic.