3.12 tensioactivos
los tensioactivos son moléculas anfifílicas que consisten en un dominio hidrofílico y un dominio hidrofóbico. Se dividen entre dos fases en un sistema heterogéneo y aumentan la solubilidad aparente de un compuesto hidrofóbico en el agua (Georgiou et al., 1992; Pizzul, 2006; Wang y Keller, 2009). Las tres características generales de los surfactantes son el enriquecimiento en las interfaces, la disminución de la tensión interfacial y la formación de micelas (Neu, 1996; Li et al., 2007)., Pueden ser sintéticos o de origen microbiano (biosurfactantes). Se ha establecido que la fuente de carbono desempeña un papel importante en la producción de compuestos tensoactivos. Por lo general, se requiere la presencia de sustancias inmiscibles en agua, por ejemplo, hidrocarburos (Rapp et al., 1979; Robert et al., 1989; Hommel, 1990; Abu-Ruwaida et al., 1991; bredholt et al., 1998; Kumar et al., 2006) pero algunas bacterias incluso producen surfactantes cuando crecen en hidrocarburos complejos, como el carbón (Singh y Tripathi, 2013) y el petróleo crudo (Das y Mukherjee, 2007a; Ali et al.,, 2014); fuente ordinaria de carbono, como El glicerol (Das et al., 2008; Putri y Hertadi, 2015) y aceite de oliva (Khopade et al., 2012a); carbohidratos, como el jugo de manzana de anacardo (Freitas de Oliveira et al., 2013), trehalosa, dextrosa, fructosa y sacarosa (Khopade et al., 2012b); y algunos residuos orgánicos, como CSL, melaza de caña de azúcar, residuos de aceite de fritura, residuos de suero de queso, etc. (Guerra-Santos et al., 1984; Person y Molin, 1987; Banat et al., 2010; Rocha e Silva et al., 2014)., Varios tipos de biosurfactantes han sido aislados y caracterizados incluyendo lipolípidos, glicolípidos, fosfolípidos, lípidos neutros, ácidos grasos, peptidolípidos, lipopolisacáridos, complejos de biopolímeros, y otros (Janek et al., 2010).
Los biosurfactantes disminuyen la toxicidad por metales pesados en sitios contaminados y mejoran la eficiencia de la biotransformación (Sandrin et al., 2000; Hegazi et al., 2007)., Esto ocurriría a través de la complejación de la forma libre del metal que reside en la solución, lo que disminuye la actividad de la fase de solución del metal y también promovería la desorción de metales pesados. También ocurriría por las condiciones de tensión interfacial reducidas expresadas por los biosurfactantes, que se acumularían en la interfaz de solución sólida, permitiendo el contacto directo entre el biosurfactante y el metal absorbido. Son más eficaces que los químicos para mejorar la solubilidad de los contaminantes orgánicos (Bai et al.,, 1997) y la biotransformación de hidrocarburos de petróleo, incluidos los hidrocarburos aromáticos polinucleares recalcitrantes de alto peso molecular (Cybulski et al., 2003; Wong et al., 2005; Das y Mukherjie, 2007a, b; Li y Chen, 2009). Se ha informado que el biosurfactante estimula a la población microbiana autóctona a degradar los hidrocarburos, a lo largo del aumento de la superficie del sustrato hidrofóbico insoluble en agua y/o aumenta la biodisponibilidad de sustancias hidrofóbicas insolubles en agua, además, a lo largo del caso de hidrofobicidad de las células superficiales (Kaczorek et al., 2008).,
Los biosurfactantes también pueden mejorar el crecimiento microbiano en sustratos Unidos desorbiéndolos de las superficies o aumentando su solubilidad aparente en agua. Además, Das y Mukherjie (2007a) informaron de que la producción de biosurfactantes induce la desorción de hidrocarburos del suelo a la fase acuosa de los lodos del suelo, lo que conduce a un aumento de la mineralización microbiana, ya sea al aumentar la solubilidad de los hidrocarburos o al aumentar la superficie de contacto con compuestos hidrofóbicos, lo que también conduce al aumento de la población bacteriana., En consecuencia, la producción de biosurfactantes aumenta la accesibilidad de los hidrocarburos de petróleo a las bacterias del suelo, mejorando el proceso de biotransformación. Se informa que los biosurfactantes por sí solos promueven la biotransformación del petróleo crudo en gran medida sin agregar fertilizantes, lo que reduciría el costo del proceso de biorremediación y minimizaría los problemas de dilución o lavado que se encuentran cuando se usan fertilizantes solubles en agua durante la biorremediación de ambientes acuáticos (Thavasi et al., 2011).,
aunque de las buenas ventajas del biosurfactante y parece ser más atractivo que sus homólogos sintéticos, los biosurfactantes aún no son competitivos en el mercado debido a razones funcionales y altos costos de producción, especialmente en lo que respecta a los sustratos, que representan el 10% -30% del costo total de producción (Rocha e Silva et al., 2014)., Por lo tanto, el uso de microorganismos biodegradables que tienen la capacidad de producir biosurfactantes o emulsionantes tiene la ventaja de un suministro continuo de surfactantes naturales, no tóxicos y biodegradables a bajo costo para solubilizar los hidrocarburos hidrofóbicos de petróleo. Además, pueden contrarrestar selectivamente el aumento de la viscosidad y la disminución de la solubilidad en agua de los hidrocarburos, mejorando así las tasas de biotransformación (Bento et al., 2005; el-Gendy et al., 2014; Ali et al., 2014; Chandankere et al., 2014).,
cabe señalar que la mayoría de los biosurfactantes se producen durante la fase estacionaria de crecimiento microbiano y algunas especies microbianas pueden mostrar una baja productividad biosurfactante durante su fase de crecimiento exponencial (Ron y Rosenberg, 2001; Urum y Pekdemir, 2004). Jain et al. (1991) informaron que la adición de Pseudomonas biosurfactant mejoró la biotransformación de tetradecano, pristano y hexadecano en un sustrato de hendidura. Zhang y Miller (1995) informaron sobre el aumento de la dispersión del octadecano y la biodegradación por un surfactante de Pseudomonas rhamnolípidos. Herman et al., (1997) informaron de que los biosurfactantes de los ramnolípidos aumentaban la biodegradación in situ en la matriz porosa.
según Straube et al. (1999), el aceite ligero estimula teóricamente la producción de biosurfactante y actúa como co-solvente, aumentando la biodisponibilidad de contaminantes hidrofóbicos al ayudar a desorberlos de las partículas del suelo., El aumento de la población microbiana puede deberse a la producción de biosurfactante, que, como se mencionó anteriormente, indujo la desorción de hidrocarburos del suelo a la fase acuosa de lodos del suelo, lo que conduce a un aumento de la mineralización microbiana, ya sea al aumentar la solubilidad de los hidrocarburos o al aumentar la superficie de contacto con compuestos hidrofóbicos (Moran et al., 2000; Christofi e Ivshina, 2002; Rahman et al., 2003; Maier, 2003; Mukherjie y Das, 2005; Das y Mukerjie, 2007a, b). Daziel et al. (1996) informaron del aumento de la solubilidad acuosa de naftaleno por biosurfactante., Zhang et al. (1997) informaron también que los biosurfactantes de rhamnolipid aumentan la solubilidad y la biotransformación del fenantreno. Los biosurfactantes crudos producidos a partir de las cepas termofílicas, B. subtilis DM-04, P. aeruginosa m o P. aeruginosa NM, aumentan la solubilidad del pireno, el antraceno y el fenantreno (Das y Mukerjie, 2007a). Lipopéptido biosurfactantes producidos por hidrocarburos y degradantes, la producción de biosurfactantes B., se informa que subtilis CN2 aislado de suelo contaminado con creosota recupera aproximadamente el 85% del aceite de motor usado de arena contaminada en 24 h (Bezza y Cheraw, 2015). Se ha informado que el biosurfactante producido por el aislado Marino Bacillus licheniformis MTCC 5514 elimina más del 85% del petróleo crudo adsorbido de diferentes tipos de suelo (Kavitha et al., 2015). Hegazi et al. (2007) informaron que la producción de biosurfactante por la cepa n2 de C. hominis aumenta su tolerancia a metales pesados, la solidez acuosa de fenantreno y la eficiencia de biotransformación. Das et al., (2008) informaron que un aislado Marino Bacillus circulans puede degradar el antraceno y producir biosurfactante en un medio de sales minerales suplementado con glicerol. Se informa que un biosurfactante producido a partir de una bacteria degradante del petróleo cepa B. licheniformis Y-1 mejora la biorremediación del suelo contaminado por el petróleo por Pleurotus ostreatus, especialmente los hidrocarburos 16-poliaromáticos enumerados por la US-EPA, como contaminantes prioritarios (Liu et al., 2016)., Sin embargo, en un experimento simulado de biorremediación de derrames de petróleo Marino utilizando un consorcio bacteriano enmendado con ramnolípidos, se informa que ejercen un papel positivo en la biotransformación de hidrocarburos de cadena larga, biomarcadores e hidrocarburos poliaromáticos, pero ejercen un papel negativo en la biotransformación de hidrocarburos con propiedades relativamente volátiles, como n-alcanos de cadena corta, hidrocarburos aromáticos polinucleares de bajo peso molecular y sesquiterpenos con estructura simple (Chen et al., 2013). El biosurfactante que produce Streptomyces spp., se informa que los aislados AB1, AH4 y AM2 degradan 82,36%, 85,23% y 81,03% de 100 mg/L de naftaleno en 12 días y 76,65%, 80,96% y 67,94% de la fracción alifática del petróleo crudo (1% v/v) en 30 días, respectivamente (Ferradji et al., 2014).
