3.12界面活性剤
界面活性剤は、親水性ドメインと疎水性ドメインからなる両親媒性分子である。 それらは不均一系において二つの相の間で分配され、水への疎水性化合物の見かけの溶解度を増加させる(Georgiou et al.,1992;Pizzul,2006;Wang and Keller,2009). 界面活性剤の三つの一般的な特徴は、界面での濃縮、界面張力の低下、およびミセルの形成である(Neu、1996;Li et al., 2007)., それらは、合成または微生物起源(バイオサーファクタント)であり得る。 炭素源が界面活性化合物の製造において重要な役割を果たすことが確立されている。 通常、水非混和性物質、例えば炭化水素の存在が必要とされる(Rapp et al.,1979;Robert et al.,1989;Hommel,1990;Abu-Ruwaida et al.,1991;Bredholt et al.,1998;Kumar et al.、2006)しかし、いくつかの細菌は、石炭(Singh and Tripathi、2013)および原油(Das and Mukherjee、2007a;Ali et al.,,2014);グリセロールなどの通常の炭素源(Das et al.,2008;Putri and Hertadi,2015)およびオリーブオイル(Khopade et al.,2012a);炭水化物、例えばカシューリンゴジュース(Freitas de Oliveira et al.,2013)、トレハロース、デキストロース、フルクトース、およびショ糖(Khopade et al.、2012b);そしてCSL、サトウキビの糖蜜、不用な揚がるオイル、チーズ乳しようの無駄、等のようなある有機性無駄。 (Guerra-Santos et al.,1984;Person and Molin,1987;Banat et al.,2010;Rocha e Silva et al., 2014)., 脂質脂質、糖脂質、リン脂質、中性脂質、脂肪酸、ペプチド脂質、リポ多糖、生体高分子複合体、およびその他を含むいくつかのタイプのバイオサーファクタントが単離され、特徴付けられている(Janek et al., 2010).バイオサーファクタントは、汚染された部位における重金属毒性を減少させ、生体内変換の効率を高めることが報告されている(Sandrin et al.,2000;Hegazi et al., 2007)., これは溶液中に存在する金属の遊離形態の錯体形成によって起こり、これは金属の溶液相活性を低下させ、重金属脱離を促進するであろう。 また,固溶界面に蓄積するバイオサーファクタントによって表される界面張力低下条件によっても起こり,バイオサーファクタントと吸収された金属との間の直接接触を可能にする。 それらは、有機汚染物質の溶解度を高めるのに化学的なものよりも効果的である(Bai et al.,,1997)および反抗性高分子量多核芳香族炭化水素を含む石油炭化水素の生体内変換(Cybulski et al.,2003;Wong et al.,2005;Das and Mukherjie,2007a,b;Li and Chen,2009). バイオサーファクタントは、疎水性水不溶性基質の表面積の増加を通じて、および/または疎水性水不溶性物質の生物学的利用能を増加させ、さらに、表面細胞の疎水性の包みを通じて、炭化水素を分解するように土着の微生物集団を刺激することが報告されている(Kaczorek et al., 2008).,
バイオサーファクタントはまた、表面からそれらを脱着することによって、またはそれらの見かけの水溶性を増加させることによって、結合した基 さらに、Das and Mukherjie(2007a)は、バイオサーファクタントの生成が土壌から土壌スラリーの水相への炭化水素の脱離を誘導し、炭化水素の溶解度を増加させるか、疎水性化合物との接触面を増加させることによって、微生物の鉱化を増加させることを報告した。, その結果、biosurfactant生産はbiotransformationプロセスを高める土の細菌に石油の炭化水素の入手の可能性を高める。 バイオサーファクタント単独では、肥料を添加することなく原油生物変換を大幅に促進することが報告されており、バイオレメディエーションプロセスのコストを削減し、水生環境のバイオレメディエーション中にwater性肥料を使用するときに遭遇する希釈または洗い流す問題を最小限に抑えることができる(Thavasi et al., 2011).,
バイオサーファクタントの優れた利点のうち、それらの合成対応物よりも魅力的であるように思われるが、バイオサーファクタントは、特に総生産コストの10%-30%を占める基質に関して、機能的な理由と高い生産コストのために、市場ではまだ競争力がない(Rocha e Silva et al., 2014)., したがって、バイオサーファクタントまたは乳化剤を製造する能力を有する生物分解微生物を使用することは、疎水性石油炭化水素を可溶化するための低コストで天然、無毒、および生分解性の界面活性剤を連続的に供給するという利点を有する。 さらに、それらは、炭化水素の増加した粘度および減少した水溶性に選択的に対抗することができ、したがって生体内変換速度を増強する(Bento et al.,2005;El-Gendy et al.,2014;Ali et al.,2014;Chandankere et al., 2014).,バイオサーファクタントのほとんどは、微生物増殖の固定相中に生成されることが報告されており、いくつかの微生物種は、その指数関数的増殖相中に低いバイオサーファクタント生産性を示すことがあることに留意すべきである(Ron and Rosenberg,2001;Urum and Pekdemir,2004)。 ジャイナ-エット-アル。 (1991)は、シュードモナスバイオサーファクタントの添加は、スリットローム中のテトラデカン、プリスタン、およびヘキサデカンの生体内変換を強化したことを報告した。 Zhang and Miller(1995)は、シュードモナスラムノリピド界面活性剤によるオクタデカン分散と生物分解の強化を報告した。 Herman et al., (1997)はrhamnolipids biosurfactantsが多孔性のマトリックスのin-situの生物学的分解を高めたことを報告しました。Straubeらによる。 (1999)、軽いオイルは理論的にbiosurfactantの生産を刺激し、土の粒子からのそれらを脱着するのを助力によって疎水性汚染物の生物学的利用能を高める共溶媒と, 微生物集団の増加は,バイオサーファクタントの生成によるものと考えられ,これは前述のように,炭化水素の溶解度を増加させるか,疎水性化合物との接触面を増加させることによって,土壌から土壌スラリーの水相への炭化水素の脱離を誘導し,微生物石灰化を増加させた(Moran et al.、2000;ChristofiおよびIvshina、2002;Rahman et al.,2003;Maier,2003;Mukherjie and Das,2005;Das and Mukerjie,2007a,b). Daziel et al. (1996)は、バイオサーファクタントによるナフタレン水溶液の溶解度の増加を報告した。, Zhang et al. (1997)はまたrhamnolipid biosurfactantsがphenanthreneの容解性そしてbiotransformationを高めることを報告しました。 好熱性株、B.subtilis DM-04、p.aeruginosa M、またはp.aeruginosa NM株から産生される粗バイオサーファクタントは、ピレン、アントラセン、およびフェナントレンの溶解度を増加させることが報告されている(DasおよびMukerjie、2007a)。 炭化水素の分解によって作り出されるLipopeptideのbiosurfactantおよびbを作り出すbiosurfactant。, クレオソート汚染土壌から単離されたsubtilis CN2は、汚染された砂から使用済みモーターオイルの約85%を24時間以内に回収することが報告されている(Bezza and Cheraw、2015)。 海洋分離菌Bacillus licheniformis MTCC5514によって産生されるバイオサーファクタントは、異なるタイプの土壌から吸着された原油の85%以上を除去することが報告されている(Kavitha et al., 2015). Hegazi et al. (2007)は、C.hominis株N2によるbiosurfactantの生産は、その重金属耐性、フェナントレン水性固体性、および生体内変換の効率を増加させることを報告しました。 Das et al., (2008)は、海洋分離菌Bacillus circulansがグリセロール添加ミネラル塩培地中でアントラセンを分解し、バイオサーファクタントを生成することができることを報告した。 石油分解細菌株B.licheniformis Y-1から製造されたバイオサーファクタントは、Pleurotus ostreatus、特にUS-EPAによってリストされている16-多芳香族炭化水素による石油汚染土壌のバイオレメディエーションを優先汚染物質として強化することが報告されている(Liu et al., 2016)., しかし、ラムノ脂質を用いたバクテリアコンソーシアムを用いた模擬海洋油流出バイオレメディエーション実験では、長鎖炭化水素、バイオマーカー、多芳香族炭化水素の生体内変換に正の役割を果たすことが報告されているが、短鎖n-アルカン、低分子量多核芳香族炭化水素、セスキテルペンなどの比較的揮発性の炭化水素の生体内変換には負の役割を果たすことが報告されている(Chen et al., 2013). Streptomyces sppを産生するバイオサーファクタント。, 分離株AB1、AH4、およびAM2は、それぞれ82.36%、85.23%、および81.03%の100mg/Lナフタレンを12日以内に分解し、76.65%、80.96%、および67.94%の原油の脂肪族画分(1%v/v)を30日以内に分解することが報告されている(Ferradji et al., 2014).