A tensid är en kemisk förening som kan reducera ytspänningen hos ett flytande ämne, som verkar vid ett gränssnitt eller kontaktyta mellan två faser, till exempel vatten-luft eller vattenolja.
Termen surfaktant kommer från det engelska ordet tensid, vilket i sin tur härrör från uttryckets akronym surfaess aktiv agent, vilket betyder på spansk agent med gränsöverskridande eller ytaktivitet.
På spanska används ordet "tensid", som hänvisar till förmågan hos en kemisk förening att verka på ytans eller gränsytans spänning. Ytspänning kan definieras som ett motstånd som vätskor har för att öka sin yta.
Vatten har en hög ytspänning eftersom dess molekyler är mycket tätt bundna och motstår separering när tryck utövas på deras yta..
Till exempel kan vissa vattenlevande insekter, såsom "skomakaren" (Gerris lacustris), de kan röra sig på vattnet utan att sjunka, tack vare vattens ytspänning, vilket möjliggör bildandet av en film på dess yta.
Dessutom förblir en stålnål på vattenytan och sjunker inte på grund av vattens ytspänning..
Artikelindex
Alla kemiska ämnen för ytaktivt ämne eller ytaktivt medel är av naturlig natur. amfifil, det vill säga, de har ett dubbelt beteende, eftersom de kan lösa upp polära och icke-polära föreningar. Tensider har två huvuddelar i sin struktur:
Polarhuvudet kan vara nonjoniskt eller joniskt. Den ytaktiva substansen eller den apolära delen kan vara en alkyl- eller alkylbensenkol och vätgaskedja.
Denna mycket speciella struktur ger ytaktiva kemiska föreningar ett dubbelt, amfifilt beteende: affinitet för polära föreningar eller faser, löslig i vatten och även affinitet för icke-polära föreningar, olöslig i vatten..
I allmänhet minskar ytaktiva medel vattens ytspänning, vilket gör att denna vätska expanderar och strömmar i större grad, vilket vätar angränsande ytor och faser..
Ytaktiva kemikalier utövar sin aktivitet på ytor eller gränssnitt.
När de löses i vatten migrerar de till gränssnittet vatten-olja eller vatten-luft, till exempel där de kan fungera som:
När det ytaktiva medlet kommer från en levande organism kallas det ett biosurfaktant..
I strängare mening anses biosurfaktanter vara amfifila biologiska föreningar (med dubbelt kemiskt beteende, lösliga i vatten och fett), producerade av mikroorganismer som jäst, bakterier och trådformiga svampar..
Biosurfaktanter utsöndras eller kvarhålls som en del av det mikrobiella cellmembranet.
Vissa biosurfaktanter produceras också genom bioteknologiska processer med enzymer som verkar på en biologisk kemisk förening eller en naturlig produkt..
Naturliga biosurfaktanter inkluderar saponiner från växter som cayenneblomma (Hibiskus sp.), lecitin, däggdjursgalljuicer eller humant lungtensid (med mycket viktiga fysiologiska funktioner).
Dessutom är aminosyror och deras derivat, betainer och fosfolipider biosurfaktanter, alla dessa naturliga produkter av biologiskt ursprung..
Biosurfaktanter kan grupperas i följande kategorier, baserat på den elektriska laddningen av deras polarhuvud:
De har en negativ laddning vid den polära änden, ofta på grund av närvaron av en sulfonatgrupp -SO3-.
De har en positiv laddning på huvudet, vanligtvis en kvartär ammoniumgrupp NR4+, där R representerar en kedja av kol och väte.
De har både positiva och negativa laddningar på samma molekyl.
De har inte joner eller elektriska laddningar i huvudet.
Enligt deras kemiska natur klassificeras biosurfaktanter i följande typer:
Glykolipider är molekyler som i sin kemiska struktur har en del av lipid eller fett och en del av socker. De flesta av de kända biosurfaktanterna är glykolipider. De senare består av sulfater av sockerarter såsom glukos, galaktos, mannos, rhamnos och galaktos..
Bland glykolipiderna är de mest kända rhamnolipiderna, bioemulgeringsmedel som har studerats ingående, med hög emulgerande aktivitet och hög affinitet för hydrofoba organiska molekyler (som inte löser sig i vatten).
Dessa anses vara de mest effektiva ytaktiva medlen för avlägsnande av hydrofoba föreningar i förorenade jordar..
Exempel på rhamnolipider innefattar ytaktiva medel producerade av bakterier av släktet Pseudomonas.
Det finns andra glykolipider, producerade av Torulopsis sp., med biocidaktivitet och används i kosmetika, mjällprodukter, bakteriostatika och som kroppsdeodoranter.
Lipoproteiner är kemiska föreningar som i sin struktur har en del av lipid eller fett och en annan del av protein.
Till exempel, Bacillus subtilis det är en bakterie som producerar lipopeptider som kallas surfaktiner. Dessa är en av de mest kraftfulla ytspänningsminskande biosurfaktanterna..
Surfaktiner har förmågan att producera erytrocytlys (nedbrytning av röda blodkroppar) hos däggdjur. Dessutom kan de användas som biocider för skadedjur som små gnagare..
Vissa mikroorganismer kan oxidera alkaner (kol- och vätekedjor) till fettsyror som har ytaktiva egenskaper..
Fosfolipider är kemiska föreningar som har fosfatgrupper (PO43-), fäst vid en del med en lipidstruktur. De är en del av mikroorganismernas membran.
Vissa bakterier och jäst som matar kolväten ökar mängden fosfolipider i membranet när de växer på alkan substrat. Till exempel, Acinetobacter sp., Thiobacillus thioxidans och Rhodococcus erythropolis.
Polymera biosurfaktanter är makromolekyler med hög molekylvikt. De mest studerade biosurfaktanterna i denna grupp är: emulgerings-, liposan-, mannoprotein- och polysackarid-proteinkomplex.
Till exempel bakterierna Acinetobacter calcoaceticus producerar polyanjoniskt emulgeringsmedel (med olika negativa laddningar), ett mycket effektivt bioemulgeringsmedel för kolväten i vatten. Det är också en av de mest kraftfulla emulsionsstabilisatorerna som är kända..
Liposan är ett extracellulärt emulgeringsmedel, lösligt i vatten, bildat av polysackarider och protein av Candida lipolytica.
Saccharomyces cereviseae producerar stora mängder mannoproteiner med utmärkt emulgerande aktivitet för oljor, alkaner och organiska lösningsmedel.
Biosurfaktanter klassificeras i två kategorier:
Med lägre ytspänningar och gränsytespänningar. Till exempel rhamnolipider.
Som binder starkt till ytor, såsom bioemulgeringsmedel för livsmedel.
Mikroorganismkulturer i bioreaktorer används för produktion av biosurfaktanter. De flesta av dessa mikroorganismer är isolerade från förorenade miljöer, såsom industriella avfallsplatser eller kolvätegropar som bortskaffas av oljeindustrin..
Den effektiva produktionen av biosurfaktanter beror på flera faktorer, såsom naturen hos substratet eller kolkällan som används som odlingsmedium och dess salthalt. Dessutom beror det på faktorer som temperatur, pH och syretillgänglighet..
För närvarande finns det en enorm kommersiell efterfrågan på biosurfaktanter, eftersom de ytaktiva ämnen som erhålls genom kemisk syntes (från petroleumderivat) är giftiga, icke-biologiskt nedbrytbara och därför har miljöregler för deras användning..
Dessa problem har genererat stort intresse för biosurfaktanter som giftfria, biologiskt nedbrytbara alternativ..
Biosurfaktanter har applikationer inom många områden, såsom:
Biosurfaktanter används vid oljeextraktion och bioremediering (sanering med levande organismer) av kolväten; exempel: biosurfaktanten av Arthrobacter sp.
De appliceras också i bioavsvavlingsprocesser (avlägsnande av svavel med hjälp av mikroorganismer) från petroleum. Arter av släktet har använts Rhodococcus.
Biosurfaktanter används vid bioremediering av jord som förorenats av giftiga metaller, såsom uran, kadmium och bly (biosurfaktanter av Pseudomonas spp. Y Rhodococcus spp.).
De används också i bioremedieringsprocesser av jord och vatten som förorenats av bensin eller oljeutsläpp..
Till exempel, Aeromonas sp. producerar biosurfaktanter som möjliggör nedbrytning av olja eller minskning av stora molekyler till mindre, som fungerar som näringsämnen för mikroorganismer, bakterier och svampar.
Biosurfaktanter används i tvätt- och rengöringsindustrin, eftersom de förbättrar rengöringsåtgärden genom att lösa upp fetter som smutsar kläder eller ytor i tvättvattnet..
De används också som hjälpkemiska föreningar inom textil-, pappers- och garveribranschen..
I kosmetikindustrin, Bacillus licheniformis producerar biosurfaktanter som används som mjäll, bakteriostatiska och deodorantprodukter.
Vissa biosurfaktanter används inom den farmaceutiska och biomedicinska industrin för deras antimikrobiella och / eller svampdödande aktivitet..
I livsmedelsindustrin används biosurfaktanter vid tillverkning av majonnäs (som är en emulsion av äggvatten och olja). Dessa biosurfaktanter kommer från lektiner och deras derivat, vilket förbättrar kvaliteten och dessutom smakar..
I jordbruket används biosurfaktanter för biologisk bekämpning av patogener (svampar, bakterier, virus) i grödor.
En annan användning av biosurfaktanter i jordbruket är att öka tillgängligheten av mikronäringsämnen från jorden..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.