3.12 Tenside
Tenside sind amphiphile Moleküle, die aus einer hydrophilen und einer hydrophoben Domäne bestehen. Sie trennen sich in einem heterogenen System zwischen zwei Phasen und erhöhen die scheinbare Löslichkeit einer hydrophoben Verbindung in Wasser (Georgiou et al., 1992; Pizzul, 2006; Wang und Keller, 2009). Die drei allgemeinen Eigenschaften der Tenside sind die Anreicherung an Grenzflächen, die Senkung der Grenzflächenspannung und die Bildung von Mizellen (Neu, 1996; Li et al., 2007)., Sie können synthetisch oder mikrobiellen Ursprungs (biotenside). Es wurde festgestellt, dass die Kohlenstoffquelle eine wichtige Rolle bei der Herstellung von oberflächenaktiven Verbindungen spielt. Üblicherweise ist das Vorhandensein von wasserunmischbaren Substanzen, z.B. Kohlenwasserstoffen, erforderlich (Rapp et al., 1979; Robert et al., 1989; Hommel, 1990; Abu-Ruwaida et al., 1991; Bredholt et al., 1998; Kumar et al., 2006), aber einige Bakterien produzieren sogar Tenside, wenn sie auf komplexen Kohlenwasserstoffen wie Kohle (Singh und Tripathi, 2013) und Rohöl (Das und Mukherjee, 2007a; Ali et al.,, 2014); gewöhnliche Kohlenstoffquelle, wie Glycerin (Das et al., 2008; Putri und Hertadi, 2015) und Olivenöl (Khopade et al., 2012a); Kohlenhydrate, wie cashew-Apfelsaft (Freitas de Oliveira et al., 2013), trehalose, dextrose, fructose und Saccharose (Khopade et al., 2012b); und einige organische Abfälle wie CSL, Zuckerrohrmelasse, Bratölabfälle, Käsemolkenabfälle usw. (Guerra-Santos et al., 1984; Person und Molin, 1987; Banat et al., 2010; Rocha e Silva et al., 2014)., Es wurden verschiedene Arten von Biosurfaktionsmitteln isoliert und charakterisiert, darunter Lipolipide, Glycolipide, Phospholipide, neutrale Lipide, Fettsäuren, Peptidolipide, Lipopolysaccharide, Biopolymerkomplexe und andere (Janek et al., 2010).Es wird berichtet, dass
Biosurfaktanten die Schwermetalltoxizität an verschmutzten Stellen verringern und die Biotransformationseffizienz verbessern (Sandrin et al., 2000; Hegazi et al., 2007)., Dies würde durch die Komplexation der freien Form des in Lösung befindlichen Metalls geschehen, was die Lösungsphasenaktivität des Metalls verringert und auch die Schwermetalldesorption fördern würde. Es würde auch durch die reduzierten Grenzflächenspannungsbedingungen auftreten, die durch die Biosurfaktanten ausgedrückt werden, die sich an der Festlösungsschnittstelle ansammeln würden, was den direkten Kontakt zwischen dem Biosurfaktanten und dem sorbierten Metall ermöglicht. Sie sind wirksamer als chemische bei der Verbesserung der Löslichkeit organischer Schadstoffe (Bai et al.,, 1997) und Biotransformation von Erdölkohlenwasserstoffen einschließlich der widerspenstigen hochmolekularen polynuklearen aromatischen Kohlenwasserstoffe (Cybulski et al., 2003; Wong et al., 2005; Das und Mukherjie, 2007a,b; Li und Chen, 2009). Es wird berichtet, dass Biosurfactant die einheimische mikrobielle Population dazu anregt, Kohlenwasserstoffe abzubauen, während der gesamten Zunahme der Oberfläche hydrophoben wasserunlöslichen Substrats und / oder erhöhen Sie die Bioverfügbarkeit von hydrophoben wasserunlöslichen Substanzen, darüber hinaus während der Zunahme der Oberflächenzellhydrophobie (Kaczorek et al., 2008).,
Biosurfaktanten können auch das mikrobielle Wachstum auf gebundenen Substraten verstärken, indem sie von Oberflächen desorbiert oder ihre scheinbare Wasserlöslichkeit erhöht werden. Darüber hinaus berichteten Das und Mukherjie (2007a), dass die Produktion von Biosurfaktanten die Desorption von Kohlenwasserstoffen aus dem Boden in die wässrige Phase von Bodenschlämmen induziert, was zu einer erhöhten mikrobiellen Mineralisierung führt, entweder durch Erhöhung der Kohlenwasserstofflöslichkeit oder durch Erhöhung der Kontaktfläche mit hydrophoben Verbindungen, was auch zu einer Zunahme der Bakterienpopulation führt., Folglich erhöht die biosurfaktorische Produktion die Zugänglichkeit von Erdölkohlenwasserstoffen zu Bodenbakterien und verbessert den Biotransformationsprozess. Es wird berichtet, dass Biosurfactants allein die Biotransformation von Rohöl in hohem Maße ohne Zugabe von Düngemitteln fördert, was die Kosten des Bioremediationsprozesses senken und die Verdünnungs-oder Abwaschprobleme minimieren würde, die auftreten, wenn wasserlösliche Düngemittel während der Bioremediation von aquatischen Umgebungen verwendet werden (Thavasi et al., 2011).,
Obwohl Biosurfactant von den guten Vorteilen her attraktiver zu sein scheint als seine synthetischen Gegenstücke, sind Biosurfactants aus funktionellen Gründen und hohen Produktionskosten, insbesondere in Bezug auf Substrate, die 10% -30% der gesamten Produktionskosten ausmachen, auf dem Markt noch nicht wettbewerbsfähig (Rocha e Silva et al., 2014)., Somit hat die Verwendung von biologisch abbauenden Mikroorganismen, die die Fähigkeit zur Herstellung von Biosurfaktanten oder Emulgatoren haben, den Vorteil einer kontinuierlichen Versorgung mit natürlichen, ungiftigen und biologisch abbaubaren Tensiden zu geringen Kosten für die Lösung der hydrophoben Erdölkohlenwasserstoffe. Darüber hinaus können sie der erhöhten Viskosität und verminderten Wasserlöslichkeit von Kohlenwasserstoffen selektiv entgegenwirken und so die Biotransformationsraten erhöhen (Bento et al., 2005; El-Mendy et al., 2014; Ali et al., 2014; Chandankere et al., 2014).,
Es ist anzumerken, dass die meisten Biosurfaktanten während der stationären Phase des mikrobiellen Wachstums produziert werden und einige mikrobielle Arten während ihrer exponentiellen Wachstumsphase eine geringe biosurfaktante Produktivität aufweisen können (Ron und Rosenberg, 2001; Urum und Pekdemir, 2004). Jain et al. (1991) berichtete, dass die Zugabe von Pseudomonas biosurfactant die Biotransformation von Tetradecan, Pristane und Hexadezican in einem Spaltlehm verstärkte. Zhang und Miller (1995) berichteten über die verstärkte Octadecandispersion und den biologischen Abbau durch ein Pseudomonas-Rhamnolipid-Tensid. Herman et al., (1997) berichtete, dass die Rhamnolipids-Biosurfaktanten den In-situ-biologischen Abbau in der porösen Matrix verstärkten.
Nach Straube et al. (1999) stimuliert Leichtöl theoretisch die Produktion von Biosurfaktanten und wirkt als Co-Lösungsmittel, wodurch die Bioverfügbarkeit hydrophober Verunreinigungen erhöht wird, indem es dazu beiträgt, sie von Bodenpartikeln zu desorbieren., Die Zunahme der mikrobiellen Population kann auf die Produktion von Biosurfaktanten zurückzuführen sein, die, wie bereits erwähnt, die Desorption von Kohlenwasserstoffen aus dem Boden in die wässrige Phase von Bodenschlämmen induzierten, was zu einer erhöhten mikrobiellen Mineralisierung führte, entweder durch Erhöhung der Kohlenwasserstofflöslichkeit oder durch Erhöhung der Kontaktfläche mit hydrophoben Verbindungen (Moran et al., 2000; Christofi und Ivshina, 2002; Rahman et al., 2003; Maier, 2003; Mukherjie und Das, 2005; Das und Mukerjie, 2007a, b). Dazu et al. (1996) berichtete über den Anstieg der wässrigen Naphthalinlöslichkeit durch Biosurfactant., Zhang et al. (1997) berichtete auch, dass Rhamnolipidbiosurfaktanten die Löslichkeit und Biotransformation von Phenanthren erhöhen. Es wird berichtet, dass rohe Biosurfaktionsmittel, die aus den thermophilen Stämmen B. subtilis DM-04, P. aeruginosa M oder P. aeruginosa NM hergestellt werden, die Löslichkeit von Pyren, Anthracen und Phenanthren erhöhen (Das und Mukerjie, 2007a). Lipopeptide biosurfactant produziert von Kohlenwasserstoff-abbauenden und biosurfactant producing B., es wird berichtet, dass Subtilis CN2, isoliert aus Kreosot-kontaminiertem Boden, innerhalb von 24 h etwa 85% des gebrauchten Motoröls aus kontaminiertem Sand zurückgewinnt (Bezza und Cheraw, 2015). Es wird berichtet, dass das vom marinen Isolat Bacillus licheniformis MTCC 5514 produzierte Biosurfaktant mehr als 85% des adsorbierten Rohöls aus verschiedenen Bodentypen entfernt (Kavitha et al., 2015). Hegazi et al. (2007) berichtet, dass die produktion von biosurfactant durch C. hominis stamm N2 erhöht seine schwermetall toleranz, die phenanthrene wässrige festigkeit, und biotransformation effizienz. Das et al., (2008) berichtet, dass ein marine Isolat Bacillus circulans Anthracen abbauen und Biosurfactant in einem Glycerin-ergänzten Mineralsalzmedium produzieren kann. Es wird berichtet, dass ein Biosurfaktant, das aus einem erdölabbauenden Bakterienstamm B. licheniformis Y-1 hergestellt wird, die Bioremediation von erdölverunreinigtem Boden durch Pleurotus ostreatus verbessert, insbesondere die 16-polyaromatischen Kohlenwasserstoffe, die von US-EPA als vorrangige Schadstoffe aufgeführt sind (Liu et al., 2016)., Es wird jedoch berichtet, dass sie in einem simulierten Bioremediationsexperiment für Meeresöle unter Verwendung eines Bakterienkonsortiums, das mit Rhamnolipiden modifiziert wurde, eine positive Rolle bei der Biotransformation von langkettigen Kohlenwasserstoffen, Biomarkern und polyaromatischen Kohlenwasserstoffen spielen, aber sie spielen eine negative Rolle bei der Biotransformation von Kohlenwasserstoffen mit relativ flüchtigen Eigenschaften wie kurzkettigen n-Alkanen, niedermolekularen polynuklearen aromatischen Kohlenwasserstoffen und Sesquiterpenen mit einfacher Struktur (Chen et al., 2013). Das Biosurfaktant, das Streptomyces spp. produziert., es wird berichtet, dass die Isolate AB1, AH4 und AM2 innerhalb von 12 Tagen 82,36%, 85,23% und 81,03% von 100 mg/L Naphthalin und 76,65%, 80,96% und 67,94% der aliphatischen Fraktion von Rohöl (1% v/v) innerhalb von 30 Tagen abbauen (Ferradji et al., 2014).
