Biosurfactanți cu Aplicații în Industria Alimentară

Introducere

Surfactanţii sunt compuşi amfifilici care poseda grupãri hidrofile şi lipofile. Acestea pot reduce tensiunea superficialã prin acumularea la interfaţa dintre douã fluide nemiscibile stabilizând astfel emulsiile, sau crescând solubilitatea compuşilor organici insolubili în medii apoase. Pot fi de origine sinteticã sau biologicã şi piaţa pentru aceşti compuşi este în crestere.

Biosurfactanţii sunt substanţe tensioactive care provin din surse biologice, de regulã extracelulare, preduse de bacterii, drojdii sau fungi. Cercetãrile privind producţia surfactanţilor biologici au crescut semnificativ datoritã avantajelor pe care aceste subtanţe le prezintã faţã de compuşii sintetici, cum ar fi biodegradabilitatea, toxicitatea redusã, diversitatea aplicaţiilor şi funcţionarea în condiţii extreme. Totuşi majoritatea surfactanţilor microbieni au fost raportaţi în cazul bacteriilor, natura patogenã a unor producãtori restrânge aplicabilitatea acestor compuşi.

Clasificarea biosurfactanţilor

Biosurfactanţii se pot clasifica în funcţie de structura chimicã. Principalele clase de biosurfactanţi sunt glicolipidele, lipopeptidele şi lipoproteinele, acizi graşi, fosfolipide şi lipide neutre şi surfactanţi polimerici.

1. Glicolipidele. Printre cei mai cunoscuţi biosurfactanţi sunt glicolipidele. Acestea sunt compuşi formaţi din carbohidraţi în combinaţie cu acizi sau hidroxiacizi alifatici cu lanţ lung. Dintre glicolipide cele mai cunoscute sunt ramnolipidele, trehalolipidele şi sofrolipidele.

1.1. Ramnolipide. Un grup de biosurfactanţi care au fost studiate intensive sunt ramnolipidele produse de Pseudomonas aeruginosa. Au fost identificaţi şapte omologi pânã în prezent. Tensiuni superficiale de 29 mN/m sunt caracteristice acestor compuşi. Douã tipuri de ramnolipide conţin fie douã resturi de ramnozã legate de acid α-hidroxi decanoic fie un singur rest legat de acelaşi acid. Structurile ramnolipidelor produse de P. aeruginosa pe manitol şi naftalinã au fost comparate. S-a determinat cã pentru manitol cele mai commune ramnolipide conţin douã resturi de ramnozã şi douã grupe de acid 3-hidroxidecanoic în timp ce pentru naftalinã ramnolipidele conţin douã resturi de ramnozã şi un rest de acid 3-hidroxidecanoic. În figura de mai jos sunt prezentate structurile a patru ramnolipide produse de P. aeruginosa.

Fig 1: structurile a patru ramnolipide produse de P. aeruginosa

1.2. Trehalolipide. Structura surfactanţilor trehalolipidici este formatã din trehalozã de care sunt legaţi în poziţiile C-6 şi C’-6 acizi micolici. Acizii micolici sunt acizi graşi α-ramificaţi-β-hidrxilici cu catenã lungã. Trehalolipidele din diferite organisme diferã în dimensiunea şi structura acizilor micolici, numãrul de atomi de carbon şi gradul de nesaturare.trehaloz-dimicolatul produs de Rhodococcus erythropolis a fost studiat intensiv. Trehalolipidele produse de Arthrobacter sp. au redus tensiunea superficial în mediul de culturã pânã la 1-5 mN/m.

1.3 Sofrolipide. Sofrolopidele, care sunt produse în principal de drojdii ca Torulopsis bombicola (Cooper şi Paddock, 1984; Gobert şi colaboratorii, 1984) şi Torulopsis petrophillum (Cooper şi Paddock, 1983), sunt formate dintr-un carbohidrat dimer, sofrozã, legat de un hidroxiacid gras cu lanţ lung. Aceşti biosurfactanţi sunt un amestec de celputin 6-9 sofrolipide hidrofobe.