БІОСУРФАКТАНТИ МОРСЬКИХ МІКРООРГАНІЗМІВ: ІІІ. ЗАСТОСУВАННЯ У ПРОМИСЛОВИХ ТЕХНОЛОГІЯХ

Автор(и)

  • Б. М. Галкін Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна
  • М. О. Фіногенова Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна
  • М. Б. Галкін Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна
  • А. С. Семенець Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна
  • Т. О. Філіпова Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна

DOI:

https://doi.org/10.18524/2307-4663.2022.2(55).262605

Ключові слова:

Біосурфактанти, морські мікроорганізми, промислові технології

Анотація

Поверхнево-активні речовини (ПАР) та емульгатори завдяки здатності зменшувати міжфазне натягнення широко використовуються у різних галузях промисловості. Більшість ПАР, що застосовуються сьогодні, виробляється з невідновлюваних нафтохімічних сировинних ресурсів та є небезпечними для живих істот і довкілля. Біосурфактанти (Біо-ПАР) синтезуються  мікроорганізмами з відновлюваних сировинних ресурсів, зокрема, з відходів харчової промисловості, є  перспективною альтернативою хімічнім ПАР завдяки їх біологічній трансформації та екологічності. Перевагами Біо-ПАР, що продукуються представниками морської мікробіоти, є, що вони проявляють свою активність в широкому діапазоні температур, рН та солоності. Показано, що ці біосурфактанти крім поверхнево-активних властивостей часто чинять також інші види активності: антимікробну, протибіоплівкову, антиоксидантну. Встановлено, що біосурфактанти морських мікроорганізмів можуть широко використовуватися у таких галузях, як виробництво засобів гігієни, фармацевтиці, косметології, харчовій промисловості, сільському господарстві, біоремедіації, нафтовидобуванні.

Посилання

Ahuja K, Singh S. Biosurfactants market size by product. Glob Market Insights.2020; 564.

Al-Mallah M, Goutx M, Mille G, Bertrand J-C. Production of emulsifying agents during growth of a marineAlteromonas in sea water with eicosane as carbon source, a solid hydrocarbon. Oil and Chem Poll. 1990;6(4):289–305.

Amaral PFF, da Silva JM, Lehocky M et al. Production and characterization of a bioemulsifier from Yarrowia lipolytica.Process Biochem. 2006;26(41): 1894–1898.

Bages S, White DA, Winterburn JB et al. Production and separation of a trehalolipidbiosurfactant. Biochem Eng J. 2018;38(1):85–94.

Banat IM, Franzetti A, Gandolfi I et al. Microbial biosurfactants production, applications and future potential. Appl Microbiol Biotechnol. 2010;87(2):427–444.

Bezza FA, Chirwa EMN. Pyrene biodegradation enhancement potential of lipopeptide biosurfactantproduced by Paenibacillus dendritiformis CN5 strain. J Hazard Mater. 2017;321(5):218–227.

Das I, Roy S, Chandni S et al. Biosurfactant from marine actinobacteria and its application in cosmetic formulation of toothpaste. Der Pharm Lett. 2013;5(5): 1–6.

Desai JD, Banat IM. Microbial production of surfactants and their commercial potential. Microbiol Mol Biol Rev. 1997;61(1):47–64.

Dhasayan A, Kiran GS, Selvin J. Production and characterisation of glycolipid biosurfactant by Halomonas sp. MB-30 for potential application in enhanced oil recovery. Appl Biochem Biotechnol. 2014;174(7):2571–2584.

Dubeau D, Deziel E, Woods DE, Lepine F. Burkholderia thailandensis harbors two identical rhl gene clusters responsible for the biosynthesis of rhamnolipids. BMC Microbiol. 2009;9(2):263–274.

Gerard J, Lloyd R, Barsby T et al. Massetolides A-H, antimycobacterial cyclic depsipeptides produced by two Pseudomonads isolated from marine habitats. J. Nat Prod. 1997;60(3):223–229.

Gutierrez T, Mulloy B, Bavington C et al. Partial purification and chemical characterization of a glycoprotein (putative hydrocolloid) emulsifier produced by a marine bacterium Antarctobacter.Appl Microbiol Biotechnol. 2007;76(12):1017–1026.

Gutierrez T, Mulloy B, Black K, Green D.H. Glycoprotein emulsifiers from two marine Halomonasspecies: chemical and physical characterization. J Appl Microbiol. 2007;103(10):1716–1727.

Hamza F, Satpute S, Banpurkar A. Biosurfactant from a marine bacterium disrupts biofilms of pathogenic bacteria in a tropical aquaculture system. FEMS Microbiol Ecol. 2017;93(11):1–11.

Iyer A, Mody K, Jha B. Emulsifying properties of a marine bacterial exopolysaccharide. Enzyme Microb Technol. 2006;38(1-2):220–222.

Janek T, Krasowska A, Radwanska A, Lukaszewicz M. Lipopeptide biosurfactant pseudofactin II induced apoptosis of melanoma A 375 cells by specific interaction with the plasma membrane. PLoS One. 2013;8(3): e57991.

Kiran GS, Ninawe AS, Lipton AN et al. Rhamnolipid biosurfactants: Evolutionaryimplications, applications and future prospects from untapped marine resource. Crit Rev Biotechnol. 2016;36(3):399–415.

Kiran GS, Priyadharsini S, Sajayan A et al. Production of lipopeptide biosurfactant by a Marine Nesterenkonia sp. and its application in food industry. Front Microbiol. 2017;8(1):1–15.

Kitamoto D, Yanagishita H, Endo A et al. Remarkable antiagglomerationeffect of a yeast biosurfactant, diacylmannosylerythritol, on ice-water slurry for cold thermal storage.Biotechnol Prog. 2001;17(2):362–365.

Liu J, Zhu N, Yang J et al. Lipopeptide produced from Bacillus sp. W112improves the hydrolysis of lignocellulose by specifically reducing non-productive binding of cellulases withand without CBMs. Biotechnol Biofuels. 2017;10(1):1–12.

Madihalli C, Sudhakar H, Doble M. Mannosylerythritol lipid-A as a pour point depressant for enhancingthe low-temperature fluidity of biodiesel and hydrocarbon fuels. Energy Fuels. 2016;30(5):4118–4125.

Maneerat S, Bamba T, Harada K et al. A novel crude oil emulsifier excreted in the culture supernatant of a marine bacterium, Myroides sp. strain SM1. Appl Microbiol Biotechnol. 2006;70(2):254–259.

Nikolova Ch, Gutierrez T. Biosurfactants and their applications in the oil and gas industry: current state of knowledge and future perspectives. Front in Bioeng and Biotech. 2021;9(626639):1–19.

Passeri A, Schmidt M, Haffner T et al. Marine biosurfactants. IV. Production,characterization and biosynthesis of an anionic glucose lipid from the marine bacterial strain MM1.Appl Microbiol Biotechnol. 1992;37(3):281–286.

Pepi M, Cesaro A, Liut G, Baldi F. An antarctic psychrotrophic bacterium Halomonas sp. ANT-3b, growingon n-hexadecane, produces a new emulsyfying glycolipid. FEMS Microbiol Ecol. 2005:53(1):157–166.

Perfumo A, Banat IM, Marchant R. Going green and cold: Biosurfactants from low-temperatureenvironments to biotechnology applications. Trends Biotechnol. 2018;36(3):277–289.

Raddadi N, Giacomucci L, Totaro G, Fava F. Marinobacter sp. From marine sediments produce highlystable surface-active agents for combatting marine oil spills. Microb Cell Fact. 2017;16(1):1–13.

Randhawa KKS, Rahman PKS.M. Rhamnolipid biosurfactantspast, present, and future scenario of global market. Front Microbiol. 2014;5(454):1–8.

Roelants SLKW, Ciesielska K, De Maeseneire SL et al. Towards the industrialization of new biosurfactants: Biotechnological opportunities for the lactone esterase gene from Starmerella bombicola.Biotechnol Bioeng.2016; 113(3):550–559.

Rosenberg E, Zuckerberg A, Rubinovitz C, Gutnick DL. Emulsifier of Arthrobacter RAG-1: isolation and emulsifying properties. Appl Environ Microbiol. 1979;37(3):402–408.

Santos DKF, Resende AHM., De Almeida DG et al. Candida lipolytica UCP0988 Biosurfactant: potential as a bioremediation agent and informulating a commercial related product. Front Microbiol. 2017;8(10):767.

Shah A, Shahzad S, Munir A et al.Micelles as soil and water decontamination agents. Chem Rev. 2016;116(10):6042–6074.

Sharma P, Melkania U. Biosurfactant-enhanced hydrogen production from organic fraction of municipalsolid waste using co-culture of Escherichia coli and Enterobacter aerogenes. Bioresour Technol.2017;243:566–572.

Singh P, Patil Y, Rale V. Biosurfactant production: emerging trends and promising strategies. J Appl Microbiol. 2018;126(1):2–13.

Souza, EC, Vessoni-Penna TC, de Souza Oliveira RP. Biosurfactant-enhanced hydrocarbon bioremediation: An overview. Int Biodeterior Biodegradation. 2014;89(1):88–94.

Tripathi L, Irorere VU, Marchant R, Banat IM. Marine derived biosurfactants: A vast potential futureresource Biotechnol Lett. 2018;40(10):1441–1457.

Vecino X, Cruz JM, Moldes AB, Rodrigues LR. Biosurfactants in cosmetic formulations: trends andchallenges. Crit Rev Biotechnol. 2017;37(10):911–923.

VecinoX, Rodríguez-LópezL, CruzJMetal. Sewage sludge polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) decontamination technique based on the utilization of a lipopeptide biosurfactant extracted from corn steep liquor. J Agric Food Chem. 2015;63(32):7143–7150.

White DA, Hird LC, Ali ST. Production and characterization of a trehalolipid biosurfactant produced bythe novel marine bacterium Rhodococcus sp. strain PML026. J Appl Microbiol.2013;115(3):744–755.

Zenati B, Chebbi A, Badis Aet al. A non-toxic microbial surfactant from Marinobacter hydrocarbonoclasticus SdK644 forcrude oil solubilization enhancement. Ecotoxicol Environ Saf. 2018;154(5):100–107.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-09-20

Номер

Розділ

ОГЛЯДОВІ ТА ТЕОРЕТИЧНІ СТАТТІ