Lamberti集团是一家特种化学品的全球制造商,总部位于意大利,其工厂和分支机构位于北美,拉丁美洲,欧洲,印度和亚太地区。通过其核心技术,包括油化学,天然和合成聚合物,表面活性剂,Lamberti开发了各种旨在提高配方和生物效能的解决方案,同时降低环境影响。有关更多信息,请访问1996年成立的Lamberti.com ABC,ABC是第一家使用微生物学来制造表面活性剂(表面活性剂)的公司之一,并将其用于工业,家庭护理和农业应用。ABC目前正在其Irvine California所在地生产甘露糖基脂醇脂质(MELS)和鼠李糖脂。有关更多信息,请访问abiocat.com
摘要使用可再生底物和自然过程的化学物质生产的可持续替代方法受到了广泛的鼓励。微生物表面活性剂或生物表面活性剂是由真菌,酵母菌和细菌合成的表面活性化合物。由于它们的代谢多功能性,细菌是最传统和著名的微生物表面活性剂生产者,是其典型代表的芽孢杆菌和假单胞菌。要成功地应用于行业,表面活性剂需要在制造过程中存在的恶劣环境条件下保持稳定性;因此,从极端粒子衍生的生物表面活性剂的牙齿是发现新颖和有用分子的一种有希望的策略。细菌表面活性剂显示出有趣的特性,适用于石油工业,食品,农业,药品,化妆品,生物修复以及最近的纳米技术中的一系列应用。此外,可以使用可再生资源作为基材合成它们,从而有助于循环经济和可持续性。本文介绍了对细菌衍生的生物表面活性剂的一般综述,重点介绍了某些仍未被忽视的群体的潜力,以及这些多功能生物分子对循环生物经济学和纳米技术的最新趋势和贡献。
基于石油的产品与土壤,空气和水混合时可能会导致环境污染,这对人类可能是危险的。在当前的研究中,收集了汽油泵的汽油卸载区域的土壤样品,并使用Bushnell和Hass培养基通过富集技术从土壤中分离出9种汽油降解细菌的分离株。孤立的细菌可降解高达5%汽油,并且在在存在汽油的情况下评估其细胞质量后,选择了最好的降解剂。使用228 nm处的UV-VIS双束光谱仪比较不同孵育间隔后的汽油降解百分比。发现,在孵化的第15天到第15天,这两种细菌-Pseudomonas铜绿和burkholderia cepacia分别降解了汽油94.96%和94.74%。降解百分比逐渐下降到第20天。还筛选了两种细菌,以通过溶血生产生物表面活性剂。发现两种细菌都可以产生生物表面活性剂,它们是有效的汽油降解剂。
生活存在于界面。生物细胞的关键特征之一是隔室化,这是由脂质促进的,该脂质促进了水的不可渗透障碍,以控制材料在跨亲水性疏水界面的运输。微生物系统利用脂质以外的大量表面活性剂来适应环境细分市场,修改界面的特性,促进营养物质的代谢和抗菌药物的溶解。因此,它们是一类引人入胜的生物分子类,可以从应用或利基环境中的有效性如何取决于序列,结构和化学性质。此外,人们对基于石化的表面活性剂的负面健康和环境影响越来越多,例如对植物和水生寿命的土壤侵蚀和毒性,以及与石化化学表面活性剂制造相关的碳足迹和相关的温室气体排放。在这篇综述中,我们讨论了生物表面活性剂和应用的特性,并突出了文献中描述的基于独特潜力和应用的生物性生物表面活性剂的示例。随着社会向循环生物经济的过渡,我们对合成生物学开发新材料(例如生物表面活性剂)的潜力感到兴奋,以促进这种重要的过渡。
背景洗涤剂和表面活性剂是一种有助于改善健康和卫生状况的化学品,这得益于它们的清洁性能。但是,它们可能对健康和环境造成风险。洗涤剂行业占欧盟化学工业产值的 4.2%。法国、德国、意大利、波兰和西班牙占欧洲产量的 85%。洗涤剂法规(法规 (EC) No 648/2004)制定了实现洗涤剂和表面活性剂在内部市场自由流动的规则,同时保护环境和人类健康。它制定了洗涤剂安全使用的规则,例如标签(包括香味过敏原)以及生产商必须向成员国主管当局和医务人员提供的信息。它还包括限制其环境影响的条款(生物降解性要求以及对其磷酸盐和其他磷化合物含量的限制)。
sophorolipids,源自微生物(例如Starmerella bombicola)具有独特的表面活性和生物活性特性的微生物的糖脂生物表面活性剂,在化妆品,药品和生物修复中具有潜在的应用。但是,野生型Sophorolipids的结构可变性有限限制其特性和应用。为了解决这个问题,代谢工程工作已允许创建分子组合。在这项研究中,我们通过化学修饰的微生物产生的spolosides迈出了一步,这是由工程的S. bombicola生产的。合成了二十四个新的Sophoroside衍生物,包括在氮原子上具有不同烷基链长(乙基到八甲苯二烷基)及其相应的季铵盐的舍基胺。此外,将六个不同的微生物产生的糖脂生物表面活性剂氢化,以实现完全饱和的脂质尾巴。These derivatives, along with microbially produced glycolipids and three benchmark biosurfactants (di-rhamnolipids, alkyl polyglucosides, cocamidopropyl betaine), were assessed for antimicrobial activity against bacteria ( Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli,铜绿假单胞菌)和酵母(白色念珠菌)。的结果表明,微生物产生的糖脂,例如soperosides,酸性柔脂和酸性葡萄糖脂,表现出针对测试生物的选择性抗菌活性。相反,乳酸柔脂,舍罗胺和季铵盐表现出广泛的抗菌活性。n-辛基,N-二烷基和N-二十烷基衍生物的最低抑制浓度最低,范围为0.014至20.0 mg ml-1。这项研究证明了周到的生物技术的潜在协同作用,并针对精确量身定制的糖脂生物表面活性剂的化学有针对性的化学,以满足跨应用程序的特定需求。
摘要:合成化学表面活性剂(SCSS)是从化石燃料前体合成的一组用途的两亲性化学物质量,这些化石燃料前体已在各种工业应用中发现使用。它们的全球用法估计每年超过1500万吨,这导致环境破坏和对人类和其他生物的潜在毒理学影响均未减弱。当前的社会挑战以确保环境保护并减少对有限资源的依赖,导致人们对可持续和环保替代品(例如生物性活性剂)的需求增加,以取代这些有毒的污染物。生物表面活性剂是可生物降解,无毒的,并且通常在环境上兼容的两亲性化合物。尽管微生物生物表面活性剂替换SCSS的潜力巨大,但与SCS相比,限制其商业化的主要挑战限制其商业化的收益率和生产成本的大量成本。在这篇综述中,我们讨论了SCSS的释放,废水处理厂(WWTPS)是其释放到海洋的主要点来源,然后我们深入研究了这些污染物对海洋生物体和人类的后果。然后,我们探索微生物生物表面活性剂作为SCSS的替代品,重点是鼠尾草脂质,并以对当前和未来的工作进行商业化微生物生物性生物性侵蚀剂的一些观点结束。
表面活性剂浓度与样品液滴的直径成正比。29浊度法是快速量化微生物的另一种方法。该方法基于以下理论:在低pH值下脂肽生物表面活性剂的溶解度将降低,并且该方法适合对高浓度脂肽溶液的定量分析。30高性能液相色谱(HPLC)也用于致命蛋白肽生物表面活性剂的定性和定量分析。通常通过紫外检测器分析,但是脂肽的紫外线吸收相对较弱,并且不适合定量分析较低浓度的脂肽溶液。31 - 33当脂肪肽从1-溴乙酰基苯乙烯衍生而来时,可以通过肾上腺探测器对其进行分析。34尽管改进的HPLC方法克服了脂肽溶液的痕量检测的限制,但脂肽的检测极限较低,但衍生过程很复杂,并且准确的定量阳离子范围受到限制。此外,据报道了一种基于可见的颜色shi s筛查表面上产生的新定量方法。35可以通过颜色变化来筛选表面表面菌株的菌株很方便,但是该方法的定量准确性不是很好。还采用了其他方法或技术来估计通过傅立叶变换红外(FT-IR)表格 - 36个溶血活性37或界面张力测试在筛选菌株期间生物表面活性剂的产量。但是,由于过程的复杂性或不方便的校准,这些方法不适用于生物表面活性剂的快速和准确定量。石油扩散技术是定量分析生物表面活性剂含量的好方法。它依靠生物表面活性剂来减少油LM的表面张力,以在油LM的中心形成一个油扩散环,然后根据扩散环的直径来判断生物表面活性剂的含量。但是,传统石油传播技术的不稳定和巨大错误限制了其进一步的应用。不同的分析方法具有其自身的特征,并且这些分析方法的建立使生物表面活性剂的定量分析和越来越完善的表面活性剂量筛选,这也为本文开发提供了理论基础。这项研究旨在修改先前描述的定性石油扩散技术38,以便将其定期应用以量化生物表面活性剂的浓度。它包括(1)通过优化油性材料,图像采集和计算方法来估计修饰的油扩散技术。(2)完全准确的定量阳离子25 - 300毫克每L rhamnolipid标准溶液,5 - 200 mg每L脂蛋白肽标准溶液,以及快速定量单类生物性活性剂溶液。(3)通过建立不同生物表面活性剂标准解决方案的定量标准曲线,比较和分析了改进的技术和传统技术的优势。最后,判断了油样水样中鼠李糖脂和脂肽的含量。结果为研究微生物油位移技术机制提供了一些理论和数据支持。
工业化产品的开发产生了在食品中引入添加剂的必要性,而在食品制定中插入新元素时,主要的挑战之一就是保持其自动特征。但是,在使用添加剂时,必须考虑除了感觉方面,营养价值,外观和安全性[1,2]。根据欧洲食品安全局(EFSA),食品添加剂是有意添加到食品配方中以执行一定功能的物质。它们可以被描述为防腐剂,营养添加剂,例如维生素,纤维和氨基酸,调味剂,着色剂和纹理剂等[2]。对有意识的消费,将健康和环境联系起来的日益关注,导致需要用自然添加剂代替合成添加剂[3]。在这种情况下,食品行业探索了使用生物表面活性剂(BS)作为食品添加剂,因为美国环境保护署已批准在食品和其他工业应用中使用某些类型的BS [1]。1。BS,例如脂肽,糖脂和脂蛋白可以从植物中分离或由某些微生物(例如细菌,酵母菌或真菌)产生的植物或产生[4,5]。此外,BS的固有生物降解性和可持续性满足了市场的当前需求[3]。例如,来自链霉菌的糖脂BS。rhamnolipids(rl)来自假单胞菌属。是食品中最受剥削的BS之一。使用BS作为食物添加剂的另一个优势包括它们对温度变化,酸性培养基和高盐度的稳定性,这是食物环境中观察到的典型条件[6]。在较宽的pH范围内(5.0和9.0之间)和NaCl浓度(1.5%w / v)提出了稳定性,从而可以维持分子结构和物理性能,从而影响最终产品的质量[7]。此外,BS结构的多样性允许根据所需的应用确定生物分子的选择[8]。除了其表面活性特性外,BS据报道还可以改善面团的质地和稳定性,以避免将油基产品分离,帮助混合成分,改善粘度并通过更换脂肪来降低能量价值[1,8]。它们已被包括在面粉,披萨和蛋糕,黄油奶油以及新鲜或冷冻产品的基于面粉的面团中。更具体地说,在冰淇淋和面包店中,RL可用于一致性控制,脂肪稳定和减少衰老[1]。文献还报告了将BS用作食品添加剂作为芳香油溶解
分子表面活性剂一般为两亲性分子,由亲水基团和疏水基团组成,这些两亲性分子倾向于在水/油界面处进行吸附,亲水基团浸没在水中,疏水基团浸没在油中,可以有效降低界面张力(Ren等,2019;Rosen和Kunjappu,2012)。但分子表面活性剂在界面处的锚定处于吸附-解吸的热平衡状态,因为分子表面活性剂可以在热运动的驱动下从界面处解吸,乳液会缓慢聚结(Borwankar和Wasan,1988)。此外,由于Ostwald熟化,内部压力大的小液滴会变小,而内部压力小的大液滴会变大(Voorhees,1985)。在液滴聚结和Ostwald熟化作用的影响下,乳状液的平均尺寸会随着时间的推移而缓慢增加,从而降低其总界面能,最终导致相分离(Chesters,1991;Evans & Needham,1987),此时体系的总界面面积最小,总界面能最低。另一方面,固体颗粒,也称为胶体表面活性剂,能够长期稳定两个不混溶相的乳状液(Ramsden,1903)。由胶体表面活性剂稳定的稳定乳状液称为Pickering乳状液(Pickering,1907)。与传统分子表面活性剂稳定的乳液相比,胶体表面活性剂稳定的 Pickering 乳液具有许多独特的性质:(i)胶体表面活性剂从水/油界面的解吸能比热能高几个数量级,导致胶体表面活性剂在界面处发生不可逆吸附,从而具有优异的乳液稳定性( Aveyard,Binks,& Clint,2003 ;Binks,2002 ;Pieranski,1 980);(ii)胶体表面活性剂可以由生物相容性材料制成,表现出良好的生物相容性( Yang,Fu,Wei,Liang,& Binks,2015); (三)胶体表面活性剂可以设计用于实现具有多种功能的Pickering乳液,例如pH,温度或光触发响应(Tang,Quinlan和Tam,2015;Wei,Yu,Rui和Wang,2012;Hao等,2018)。Pickering乳液可以为多学科研究提供独特的平台,并将在科学研究和工业应用中发挥越来越重要的作用。这里我们对Pickering乳液系统进行了全面的回顾。主要涵盖三个方面:(i)粒子特性(包括粒子两亲性、浓度、大小和形状)对 Pickering 乳液的影响;(ii)两亲性聚合物的制备