3.12 felületaktív anyagok
a felületaktív anyagok amfifil molekulák, amelyek hidrofil és hidrofób doménből állnak. Heterogén rendszerben két fázis között osztódnak, és növelik a hidrofób vegyület vízben való látszólagos oldhatóságát (Georgiou et al., 1992; Pizzul, 2006; Wang and Keller, 2009). A felületaktív anyagok három általános jellemzője az interfészek dúsítása, az interfészek közötti feszültség csökkentése és a micellák kialakulása (Neu, 1996; Li et al., 2007)., Ezek lehetnek szintetikus vagy mikrobiális eredetűek (biosurfactants). Megállapítást nyert, hogy a szénforrás fontos szerepet játszik a felületaktív vegyületek előállításában. Általában vízmentes anyagok, például szénhidrogének jelenléte szükséges (Rapp et al., 1979; Robert et al., 1989; Hommel, 1990; Abu-Ruwaida et al., 1991; Bredholt et al., 1998; Kumar et al., 2006) de néhány baktérium még felületaktív anyagokat is termel komplex szénhidrogéneken, például szénen (Singh and Tripathi, 2013) és nyersolajon (Das and Mukherjee, 2007a; Ali et al.,, 2014); közönséges szénforrás, például glicerin (das et al., 2008; Putri és Hertadi, 2015) és olívaolaj (Khopade et al., 2012a); szénhidrátok, például kesudió almalé (Freitas de Oliveira et al., 2013), trehalóz, dextróz, fruktóz és szacharóz (Khopade et al., 2012b); valamint néhány szerves hulladék, például CSL, cukornád melasz, hulladék sütőolaj, sajtsavó hulladék stb. (Guerra-Santos et al., 1984; személy és Molin, 1987; Banat et al., 2010; Rocha e Silva et al., 2014)., Többféle bioszurfaktant izoláltak és jellemeztek, beleértve a lipolipideket, glikolipideket, foszfolipideket, semleges lipideket, zsírsavakat, peptidolipideket, lipopoliszacharidokat, biopolimer komplexeket és másokat (Janek et al., 2010).
Biosurfactants are reported to decrease heavy metal toxicity in szennyezett sites and enhance biotransformation efficiency (Sandrin et al., 2000; Hegazi et al., 2007)., Ez az oldatban élő fém szabad formájának összetettségén keresztül történne, ami csökkenti a fém oldatfázis-aktivitását, és elősegítené a nehézfémek deszorpcióját is. Ez a Biosurfactants által kifejezett csökkentett interfacialis feszültségfeltételekkel is előfordulna, amelyek a szilárd oldatos felületen felhalmozódnának, lehetővé téve a biosurfaktáns és a szorbed fém közötti közvetlen érintkezést. Hatékonyabbak, mint a vegyi anyagok a szerves szennyező anyagok oldhatóságának növelésében (Bai et al.,, 1997) és ásványolaj szénhidrogének biotranszformációja, beleértve a nagy molekulatömegű polinukleáris aromás szénhidrogéneket (Cybulski et al., 2003; Wong et al., 2005; Das and Mukherjie, 2007a,b; Li and Chen, 2009). Bioszurfaktánsról számoltak be, hogy a hidrofób vízben oldhatatlan szubsztrát felületének növekedése során az őslakos mikrobiális populációt szénhidrogének lebontására serkenti, és / vagy növeli a hidrofób vízben oldhatatlan anyagok biohasznosulását, továbbá a felszíni sejt hidrofobicitásának (Kaczorek et al., 2008).,
Biosurfactants is fokozza a mikrobiális növekedés kötött szubsztrátok desorbing őket felületekről vagy növeli a látszólagos vízoldékonyság. Sőt, Das, valamint Mukherjie (2007a) arról számolt be, hogy a termelés biosurfactant indukálja a deszorpciós szénhidrogén-a talaj, hogy a vizes fázisban a talaj iszapszerű hulladékok ami növeli a mikrobiális mineralizáció, vagy növelésével szénhidrogén-oldhatóság, vagy azáltal, hogy növeli az érintkező felület hidrofób vegyületek, ami szintén növeli a bakteriális lakosság., Következésképpen a bioszulfaktáns-termelés növeli a kőolaj-szénhidrogének talajbaktériumokhoz való hozzáférését, növelve a biotranszformációs folyamatot. Biosurfactants egyedül az jelentett, hogy támogassák nyersolaj biotranszformáció nagy mértékben hozzáadása nélkül műtrágyák, amely csökkentené a költségeket a biológiai tisztítási folyamat, illetve minimalizálja a hígítás vagy lemosni problémák, ha a vízben oldható műtrágyák során használt bioremediation a vízi környezetben (Thavasi et al., 2011).,
bár a biosurfactant jó előnyei és úgy tűnik, hogy vonzóbb, mint a szintetikus társaik, a biosurfactants még nem versenyképesek a piacon funkcionális okok és magas termelési költségek miatt, különösen a szubsztrátok tekintetében, amelyek a teljes termelési költség 10-30% – át teszik ki (Rocha e Silva et al., 2014)., Így a biodegradáló mikroorganizmusok használata, amelyek képesek bioszűrő(k) vagy emulgeálószer(ek) előállítására, azzal az előnnyel jár, hogy a hidrofób ásványolaj-szénhidrogének szolubilizálásához alacsony költséggel folyamatosan biztosítják a természetes, nem toxikus és biológiailag lebomló felületaktív anyagokat. Ezenkívül szelektíven ellensúlyozhatják a szénhidrogének megnövekedett viszkozitását és csökkent vízoldhatóságát, ezáltal növelve a biotranszformációs arányokat (Bento et al., 2005; El-Gendy et al., 2014; Ali et al., 2014; Chandankere et al., 2014).,
meg kell jegyezni, hogy a bioszurfaktánsok nagy részét a mikrobiális növekedés helyhez kötött fázisában állítják elő, és néhány mikrobiális faj az exponenciális növekedési fázisban alacsony bioszurfaktáns termelékenységet mutathat (Ron and Rosenberg, 2001; Urum and Pekdemir, 2004). Jain et al. (1991) arról számolt be, hogy a Pseudomonas bioszurfaktáns fokozza a tetradekán, prisztán és hexadekán biotranszformációját egy hasított vályogban. Zhang and Miller (1995) a Pseudomonas rhamnolipids felületaktív anyag fokozott oktadekán diszperziójáról és biodegradációjáról számolt be. Herman et al., (1997) számolt be, hogy a rhamnolipids biosurfactants fokozott in-situ biodegradáció porózus mátrix.
Straube et al. (1999), a könnyűolaj elméletileg serkenti a bioszulfaktáns termelését, és oldószerként működik, növelve a hidrofób szennyező anyagok biohasznosulását azáltal, hogy segíti őket a talajrészecskékből., A mikrobiális populáció növekedése a bioszurfaktáns termelésének tudható be, amely-amint azt korábban említettük-a szénhidrogének deszorpcióját a talajból a talaj iszapjainak vizes fázisába indukálta, ami fokozott mikrobiális mineralizációhoz vezet, akár a szénhidrogének oldhatóságának növelésével, akár a hidrofób vegyületekkel való érintkezési felület növelésével (Moran et al., 2000; Christofi and Ivshina, 2002; Rahman et al., 2003; Maier, 2003; Mukherjie and Das, 2005; Das and Mukerjie, 2007A,b). Daziel et al. (1996) a naftalin vizes oldhatóságának biofaktáns általi növekedéséről számolt be., Zhang et al. (1997) arról is beszámolt, hogy a rhamnolipid bioszurfaktánsok növelik a fenantrén oldhatóságát és biotranszformációját. A B. subtilis DM-04, P. aeruginosa M vagy P. aeruginosa NM törzsekből előállított nyers bioszurfaktánsok a pirén, antracén és fenantrén (Das and Mukerjie, 2007a) oldhatóságát növelik. A B-t előállító szénhidrogén-lebontó és bioszurfaktáns által termelt lipopeptid bioszurfaktáns., a kreozottal szennyezett talajból izolált subtilis CN2 a jelentések szerint a használt motorolaj körülbelül 85% – át 24 órán belül visszanyeri a szennyezett homokból (Bezza and Cheraw, 2015). A Bacillus licheniformis MTCC 5514 tengeri izolátum által termelt bioszurfaktánsról számoltak be, hogy az adszorbeált nyersolaj több mint 85% – át eltávolítja a különböző talajfajtákból (Kavitha et al., 2015). Hegazi et al. (2007) arról számolt be, hogy a C. hominis N2 törzs bioszurfaktánsának előállítása növeli a nehézfém toleranciáját, a fenantrén vizes szilárdságát és a biotranszformációs hatékonyságot. Das et al., (2008) arról számolt be, hogy a Bacillus circulans tengeri izolátum lebonthatja az antracént, és biosurfaktantot állíthat elő glicerinnel kiegészített ásványi sók közegben. A B. licheniformis Y-1 baktériumtörzsből származó ásványolaj-degradáló baktériumból előállított biofaktánsról számoltak be, hogy fokozza a Pleurotus ostreatus által szennyezett talaj bioremediációját, különösen az US-EPA által felsorolt 16-poliaromatikus szénhidrogéneket, mint elsődleges szennyező anyagokat (Liu et al., 2016)., Azonban egy szimulált tengeri olajszennyezés biológiai tisztítási kísérlet segítségével egy bakteriális konzorcium módosítani rhamnolipids, ők jelentették, hogy gyakoroljon pozitív szerepet a biotranszformáció hosszú szénláncú szénhidrogének, biomarkerek, valamint poliaromás szénhidrogének, de fejtenek ki negatív szerepet biotranszformációja szénhidrogének viszonylag volatilis tulajdonság, mint például a rövid láncú n-alkánok, alacsony molekulatömegű polynuclear aromás szénhidrogének, valamint szeszkviterpének egyszerű szerkezet (Chen et al., 2013). A Streptomyces spp. – t előállító biosurfaktáns, az AB1, AH4 és AM2 izolátumok a jelentések szerint 12 napon belül 82,36% – kal, 85,23% – kal, a 100 mg/l naftalin 81,03% – ával, illetve 76,65% – kal, 80,96% – kal, illetve 67,94% – kal (1% v/v) 30 napon belül lebontják a nyersolaj alifatikus frakcióját (Ferradji et al., 2014).
