3.12 Povrchově aktivní látky
Surfaktanty jsou amfifilní molekuly se skládá z hydrofilní a hydrofobní doménu. Rozdělují se mezi dvě fáze v heterogenním systému a zvyšují zdánlivou rozpustnost hydrofobní sloučeniny ve vodě (Georgiou et al., 1992; Pizzul, 2006; Wang a Keller, 2009). Tři obecné vlastnosti povrchově aktivních látek jsou obohacení na rozhraní, snížení mezifázové napětí a tvorbě micel (Neu, 1996; Li et al., 2007)., Mohou být syntetické nebo mikrobiálního původu (biosurfaktanty). Bylo zjištěno, že zdroj uhlíku hraje důležitou roli při výrobě povrchově aktivních sloučenin. Obvykle je nutná přítomnost vody nemísitelných látek, např. uhlovodíků (Rapp et al., 1979; Robert et al., 1989; Hommel, 1990; Abu-Ruwaida et al., 1991; Bredholt et al., 1998; Kumar et al., 2006), ale některé bakterie dokonce produkují povrchově aktivní látky při pěstování na složitých uhlovodících, jako je uhlí (Singh a Tripathi, 2013) a ropa (Das a Mukherjee, 2007a; Ali et al.,, 2014); běžný zdroj uhlíku, jako je glycerol (Das et al., 2008; Putri a Hertadi, 2015) a olivový olej (Khopade et al., 2012a); sacharidy, jako je jablečná šťáva z kešu (Freitas de Oliveira et al., 2013), trehalóza, dextróza, fruktóza a sacharóza (Khopade et al., 2012b); a některé organické odpady, jako je CSL, melasa cukrové třtiny, olej na smažení odpadu, sýrový syrovátkový odpad atd. (Guerra-Santos et al., 1984; osoba a Molin, 1987; Banat et al., 2010; Rocha e Silva et al., 2014)., Několik typů biosurfactants byly izolovány a charakterizovány včetně lipolipids, glykolipidy, fosfolipidy, neutrální lipidy, mastné kyseliny, peptidolipids, lipopolysacharidů, biopolymerní komplexy, a další (Janka et al., 2010).
Biosurfaktanty jsou hlášeny ke snížení toxicity těžkých kovů ve znečištěných místech a ke zvýšení účinnosti biotransformace (Sandrin et al., 2000; Hegazi et al., 2007)., To by mohlo dojít prostřednictvím komplexů volné formě kovu s bydlištěm v roztoku, což snižuje řešení-fáze činnosti kovu a to by také podporovat těžkých kovů desorpce. To by také dojít ke snížení mezifázové napětí podmínky vyjádřené biosurfactants, které by se hromadí na solid-řešení rozhraní, což umožňuje přímý kontakt mezi biosurfactant a sorbovaného kovu. Jsou účinnější než chemické při zvyšování rozpustnosti organických znečišťujících látek (Bai et al.,, 1997) a biotransformace ropných uhlovodíků včetně neposlušných o vysoké molekulové hmotnosti polyjaderných aromatických uhlovodíků (Cybulski et al., 2003; Wong et al., 2005; Das and Mukherjie, 2007a, b; Li and Chen, 2009). Biosurfactant je hlásil, stimulovat domácí mikrobiální populace rozkládat uhlovodíky, po zvýšení povrchu hydrofobní, ve vodě nerozpustné substrátu a/nebo zvýšení biologické dostupnosti hydrofobních ve vodě nerozpustné látky, kromě toho, po celé zapouzdřit povrchu buňky hydrofobicita (Kaczorek et al., 2008).,
Biosurfaktanty mohou také zvýšit mikrobiální růst na vázaných substrátech tím, že je desorbují z povrchů nebo zvyšují jejich zdánlivou rozpustnost ve vodě. Navíc, Das a Mukherjie (2007a) uvádí, že výroba biosurfactant indukuje desorpce uhlovodíků z půdy do vodné fáze půdy kalů vedoucích ke zvýšení mikrobiální mineralizace, a to buď tím, že zvyšuje rozpustnost uhlovodíků nebo zvýšením kontaktní plochy s hydrofobní sloučeniny, které vede také ke zvýšení bakteriální populace., V důsledku toho produkce biosurfaktantů zvyšuje Přístupnost ropných uhlovodíků k půdním bakteriím a zvyšuje biotransformační proces. Biosurfactants sám se hlásil na podporu ropy biotransformace do značné míry bez přidání hnojiv, což by snížilo náklady na biodegradační proces a minimalizovat ředění nebo odplavit problémy při vodě rozpustná hnojiva se používají při bioremediaci vodních prostředích (Thavasi et al., 2011).,
i když z dobré výhody biosurfactant, a to se zdá být více atraktivní než jejich protějšky syntetické, biosurfactants ještě nejsou konkurenceschopné na trhu v důsledku funkčních důvodů a vysoké výrobní náklady, zejména pokud jde o substráty, které tvoří 10%-30% z celkové výrobní náklady (Rocha e Silva et al., 2014)., Tedy, s použitím biologicky rozložitelných mikroorganismy, které mají schopnost produkovat biosurfactant(s) nebo emulgátor(s) má tu výhodu, že neustálý přísun přírodní, netoxické a biologicky rozložitelné povrchově aktivní látky(s) při nízkých nákladech pro rozpouštění hydrofobních ropných uhlovodíků. Kromě toho mohou selektivně proti zvýšení viskozity a snížení rozpustnosti uhlovodíků, čímž se zvyšuje biotransformace sazby (Bento et al., 2005; El-Gendy et al., 2014; Ali et al., 2014; Chandankere et al., 2014).,
Je třeba poznamenat, že většina biosurfactants jsou hlášeny být produkován během stacionární fáze růstu mikroorganismů a několik mikrobiálních druhů může zobrazovat nízkou biosurfactant produktivitu během exponenciální fáze růstu (Ron a Rosenberg, 2001; Urum a Pekdemir, 2004). Jain et al. (1991) hlášeno přidání Pseudomonas biosurfaktantu zvýšilo biotransformaci tetradekanu, pristanu a hexadekanu v štěrbinové hlíně. Zhang a Miller (1995) hlásili zvýšenou oktadekanovou disperzi a biodegradaci povrchově aktivní látkou Pseudomonas rhamnolipidy. Herman et al., (1997) uvádí, že biosurfaktanty rhamnolipidů zvýšily biodegradaci in situ v porézní matrici.
podle Straube et al. (1999), lehký olej teoreticky stimuluje produkci biosurfactant a působí jako ko-rozpouštědlo, zvýšení biologické dostupnosti hydrofobních kontaminantů tím, že pomáhá desorb je z půdních částic., Zvýšení mikrobiální populace může být vzhledem k produkci biosurfactant, které, jak již bylo zmíněno dříve, indukované desorpce uhlovodíků z půdy do vodné fáze půdy kalů vedoucích ke zvýšení mikrobiální mineralizace, a to buď tím, že zvyšuje rozpustnost uhlovodíků nebo zvýšením kontaktní plochy s hydrofobní sloučeniny (Moran et al., 2000; Christofi a Ivshina, 2002; Rahman et al., 2003; Maier, 2003; Mukherjie and Das, 2005; Das and Mukerjie, 2007a,b). Daziel et al. (1996) hlášeny zvýšení naftalenové vodné rozpustnosti biosurfaktantem., Čang et al. (1997) také uvádí, že rhamnolipidové biosurfaktanty zvyšují rozpustnost a biotransformaci fenanthrenu. Surové biosurfactants vyrobené z termofilní kmeny B. subtilis DM-04, P. aeruginosa, M, nebo P. aeruginosa NM kmenů, jsou hlášeny zvýšit rozpustnost pyren, anthracen a fenanthren (Das a Mukerjie, 2007a). Biosurfaktant lipopeptidu produkovaný degradujícím uhlovodíkem a biosurfaktantem produkujícím B., subtilis CN2 izolované z kreosotového-kontaminované půdy je hlášeno obnovit přibližně 85% použité motorové oleje z kontaminovaného písku do 24 h (Kámoš a Cheraw, 2015). The biosurfactant produkován mořské izolátu Bacillus licheniformis MTCC 5514 je hlášeno, chcete-li odebrat více než 85% adsorbované ropy z různých typů půdy (Kavithy et al., 2015). Hegazi et al. (2007) uvádí, že produkce biosurfaktantu kmenem C.hominis N2 zvyšuje toleranci těžkých kovů, vodnou pevnost fenanthrenu a účinnost biotransformace. Das et al., (2008) uvádí, že mořský izolát Bacillus circulans může degradovat antracen a produkovat biosurfaktant v prostředí minerálních solí doplněných glycerolem. A biosurfactant vyráběných z ropné degradující bakterie kmen B. licheniformis Y-1 je hlášen k posílení bioremediace ropných znečištěné půdy tím, Pleurotus ostreatus, speciálně 16-polyaromatické uhlovodíky uvedeny podle US-EPA, jako prioritní znečišťující látky (Liu et al., 2016)., Nicméně, v simulované námořní ropné skvrny biodegradační experiment s použitím bakteriální konsorcium mění s rhamnolipids, jsou hlášeny vyvíjet pozitivní roli v biotransformaci dlouhé řetězce uhlovodíků, biomarkery, a polyaromatických uhlovodíků, ale vykazují negativní roli v biotransformaci uhlovodíků s relativně volatilní majetku, jako jsou krátké řetězce n-alkany, low-molecular-weight polyjaderných aromatických uhlovodíků a seskviterpeny s jednoduchou strukturou (Chen et al., 2013). Biosurfaktant produkující Streptomyces spp., izoláty AB1, AH4, a AM2 jsou hlášeny snížit 82.36%, 85.23%, a 81.03% 100 mg/L naftalenu do 12 dnů a 76.65%, 80.96%, a 67.94% alifatické frakce ropy (1% v/v) do 30 dnů, respektive (Ferradji et al., 2014).
