بیوسورفکتانت ها
بیوسورفکتانت ها[1] ترکیبات آمفی فیلیکی[2] هستند که توسط سطوح زنده و عمدتاً بر روی سطوح میکروارگانیسم ها تولید شده یا بصورت خارج سلولی ترشح می شوند و حاوی نیمه های هیدروفیل و هیدروفوب[3] هستند که میزان کشش سطحی و بین سطحی سطوح و واسط ها را به ترتیب کاهش می دهند. از آنجایی که بیوسورفکتانت ها و بیوامولسیفایرها[4] هر دو دارای خاصیت امولسیفیه کنندگی (مخلوط کننده ذرات ریز در مایع) هستند، معمولاً بیوامولسیفایرها را بیوسورفکتانت در نظر می گیرند هرچند که دارای ویژگی کاهش کشش سطحی نیستند. یک بیوسورفکتانت دارای یکی از ساختارهای زیر است: گلیکولیپید، مایکولیک اسید[5]، ترکیب پلی ساکارید – لیپید، لیپوپروتئین / لیپوپپتید، فسفولیپید، یا خود سطح سلولی میکربی (توسی و همکاران[6]، 2010).
در گذشته توجه زیادی به سنتز ملکول های فعال سطحی از منابع بیولوژیک شده است زیرا مصارف بالقوه زیادی در صنایع پردازش غذا، صنایع نفت، و داروسازی دارند(رامانا و کارانث، 1989). گرچه نوع و کمیت سورفکتانت میکروبی تولید شده بستگی زیادی به ارگانیسم تولید کننده دارد، عواملی از قبیل نیتروژن و کربن، درجه حرارت، هوادهی و اجزا و عناصر کمیاب نیز روی تولیدات این ارگانیسم ها موثرند.
آلوده کننده های هیدروفوبیک در داخل هیدروکربن های نفتی وجود دارد، و تجزیه و منحط شدن آنها توسط سلول های میکروبی در محیط آبی و خاکی مستلزم قابل حل شدن آنها در آب می باشد. کانی سازی این مواد توسط بازجذب هیدروکربن ها از خاک می باشد. سورفکتانت ها می توانند سطح منابع هیدروکربی را افزایش داده، بطوری که قابلیت حل شدن در آب آنها افزایش یابد. از اینرو است که وجود سورفکتانت ها موجب افزایش تجزیه و انحطاط میکروبی آلاینده می گردد. برای نمونه، استفاده از بیوسورفکتانت ها برای تجزیه و انحطاط حشره کش ها در خاک و آب اخیراً اهمیت زیادی پیدا کرده است. شناسایی و مشخص نمودن بیوسورفکتانت های تولید شده توسط میکروارگانیسم های مختلف زیاد بازنگری شده است (لین[7]، 1996؛ دسایی[8]، 1987؛ پارکینسون[9]، 1985).
میکروارگانیسم ها از دامنه وسیعی از ترکیبات ارگانیک به عنوان منبع کربن و انرژی لازم برای رشدشان، استفاده می کنند. وقتی که منبع کربنی به شکل غیر قابل حل باشد مثل هیدروکربن (CxHy)، میکروارگانیسم ها انتقال این نوع منبع کربنی را از طریق تنوعی از مواد تولیدی سلول به داخل سلول تسهیل می کند که به آنها بیوسوفکتانت ها گفته می شود. بعضی از باکتری ها و مخمر ها سورفکتانت یونی ترشح می کنند که ماده CxHy را در ماده رشد خود امولسیفیه می کند. چند نمونه از این گروه بیوسورفکتانت عبارتند از: رامنولیپیدها[10] که توسط گونه های مختلف سودوموناس[11] ترشح می شوند یا سافورولیپیدها[12] که توسط چندین سویه از گونه های ترولوپسیس[13] ترشح می شود. بعضی از میکروارگانیسم ها قادر به تغییر دیواره سلولی خود هستند و این کار را از طریق سورفکتانت های غیر یونی یا لیپوپلی سارکاریدی انجام می دهند مثل کاندیدا لیپولیتیکا[14] و سی. تروپیکالیس[15] (چاکرابارتی[16]، 2013) گروه های دیگر نیز وجود دارد که در فصل دوم مفصلاً بحث می شوند.
خواص و ویژگی های بیوسورفکتانت ها شامل توانایی بالای تجزیه، امولسیفیه کردن، کف سازی، تفکیک کنندگی، مرطوب کنندگی، نفوذ، تغلیظ، بهینه سازی رشد میکروبیال، استخراج فلزات و بازیافت منابع می باشند که به آنها توانایی جایگزینی تعدادی از مواد و پروسه های شیمیایی را داده است. علاوه براین، بیوسورفکتانت ها سورفکتانت های آینده دار طبیعی هستند که مزایای زیادی نسبت به سورفکتانت های شیمیایی صناعی دارند از قبیل سمیت کمتر، تجزیه و انحطاط زیستی و پذیرش اکولوژیک (توسی و همکاران، 2010).
هرچند بیوسورفکتانت ها دارای چنین مزایای زیاد و مهمی هستند، اما هنوز بطور وسیع در صنایع بکار گرفته نشده اند زیرا هزینه تولید آنها خیلی بالا است. یک راهبرد محتمل برای کاهش هزینه ها بکارگیری عصاره های بدیلی از قبیل فاضلاب کشاورزی – صنعتی می باشد. مشکل اصلی بکارگیری این مواد بدیل به عنوان محیط کشت، پیدا کردن زایدات کشاورزی – صنعتی با تعادل مواد مغذی است که امکان رشد سلولی و تجمع محصول میکروبی را بدهد. همچنین این تولیدات تحت تأثیر فاکتورهای محیطی زیادی از جمله شوری و اسیدیته و همچنین درجه حرارت محل رشد باکتری ها می باشد (توسی و همکاران، 2010).
سورفکتانت ها یا عوامل فعال سطحی را می توان در دو گروه اصلی تقسیم بندی کرد: سورفکتانت های صناعی و سورفکتانت های زیستی. سورفکتانت های صناعی از واکنش های شیمیایی ساخته می شوند، در حالی که سورفکتانت های زیستی حاصل فرآیندهای بیولوژیک هستند، به صورت خارج سلولی توسط میکروارگانیسم هایی از قبیل باکتری، قارچ و مخمر ترشح می شوند (جیریز و همکاران[17]، 2011). سورفکتانت های صناعی مدت زیادی است در صنایع نفتی برای کمک به تمیز کردن حوضچه های نفتی و همچنین بهینه سازی بازیافت نفت از ذخائر نفتی استفاده می شوند. این ترکیبات قابلیت تجزیه و تخریب زیستی نداشته و برای محیط سمی هستند. در مقایسه با نوع صنعتی، بیوسورفکتانت ها دارای چندین مزیت هستند از جمله تجزیه زیستی، سمیت کم، تحریک کنندگی کمتر، پذیرش زیستی، سازگاری با پوست انسان و توانایی تولید آن از مواد قابل تجدید و ارزان. بنابراین، منطقی است که خاصیت ها و عملکردهای فیزیولوژیک متنوعی از بیوسورفکتانت ها انتظار داشته باشیم از جمله، افزایش محدوده سطح عمل، حضور زیستی عصاره های غیرقابل حل در آب هیدروفوبیک، باند شدن با فلزات، پاتوژنز باکتریال، کروم سنسینگ، و تشکیل بیوفیلم (چیوما و همکاران[18]، 2013).
لیست منابع مورد استفاده در www.tarjomac.com موجود است. می توانید از ترجمک درخواست کنید (کد مقاله: 110012).
| [3] Hydrophilic and Hydrophobic | [2] Amphiphilic | [1] Biosurfactants |
| [6] Thavasi et al. | [5] Mycolic Acid | [4] Bioemulsifiers |
| [9] Parkinson | [8] Desai | [7] Lin |
| [12] Sophorolipids | [11] Pseudomonas Sp. | [10] Rhamnolipids |
| [15] C. Tropicalis | [14] Candida Lipolytica | [13] Torulopsis Sp. |
| [18] Chioma et al. | [17] Jayrees et al. | [16] Chakrabarti |
