Surfactants और biosurfactants यह किसके लिए है, उदाहरण और उपयोग

एक पृष्ठसक्रियकारक एक तरल पदार्थ की सतह तनाव को कम करने में सक्षम एक रासायनिक यौगिक है, जो दो चरणों के बीच एक इंटरफ़ेस या संपर्क सतह पर कार्य करता है, उदाहरण के लिए पानी-हवा या पानी-तेल.

सरफैक्टेंट शब्द अंग्रेजी के शब्द से आया है पृष्ठसक्रियकारक, जो बदले में अभिव्यक्ति के संक्षिप्त नाम से लिया गया है सर्फ़िंगऐस सक्रिय एजेंट, जिसका अर्थ है स्पैनिश एजेंट में इंटरसैसिअल या सतह गतिविधि के साथ.

स्पैनिश शब्द में "सर्फेक्टेंट" शब्द का उपयोग किया जाता है, जो सतह पर एक रासायनिक यौगिक की कार्रवाई क्षमता या इंटरफैसिअल तनाव का उल्लेख करता है। सतह तनाव को एक प्रतिरोध के रूप में परिभाषित किया जा सकता है कि तरल पदार्थ को अपनी सतह को बढ़ाना होगा.

पानी में उच्च सतह तनाव होता है क्योंकि इसके अणु बहुत मजबूती से एक साथ बंधे होते हैं और जब इसकी सतह पर दबाव डाला जाता है तो अलग होने का विरोध करते हैं.

उदाहरण के लिए, कुछ जलीय कीड़े, जैसे "मोची" ()गेरिस लाक्रेस्ट्रिस), पानी के डूबने के बिना पानी पर जा सकते हैं, पानी की सतह तनाव के लिए धन्यवाद, जो इसकी सतह पर एक फिल्म के गठन की अनुमति देता है.

इसके अलावा, एक स्टील सुई पानी की सतह के ऊपर आयोजित की जाती है और पानी की सतह के तनाव के कारण डूबती नहीं है.

सूची

• 1 सर्फेक्टेंट की संरचना और संचालन
• 2 सर्फ़ेक्टेंट क्या हैं??
• 3 बायोसर्फैक्टेंट्स: जैविक मूल के सर्फेक्टेंट
  • 3.1 बायोसर्फैक्टेंट्स के उदाहरण
• 4 जैवसंश्लेषण और उदाहरणों का वर्गीकरण
  • ४.१ - ध्रुवीय या सिर वाले भाग में विद्युत आवेश की प्रकृति के अनुसार
  • 4.2 - इसकी रासायनिक प्रकृति के अनुसार
  • 4.3 - अपने आणविक भार के अनुसार
• 5 बायोसर्फैक्टेंट्स का उत्पादन
• बायोसर्फैक्ट्स के 6 अनुप्रयोग
  • 6.1 तेल उद्योग
  • 6.2 पर्यावरण स्वच्छता
  • 6.3 औद्योगिक प्रक्रियाओं में
  • 6.4 कॉस्मेटिक और दवा उद्योग में
  • 6.5 खाद्य उद्योग में
  • 6.6 कृषि में
• 7 संदर्भ

सर्फेक्टेंट की संरचना और संचालन

सभी रासायनिक सर्फेक्टेंट या सर्फेक्टेंट प्रकृति के हैं amphiphilic, यही है, उनके पास एक दोहरा व्यवहार है, क्योंकि वे ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय यौगिकों को भंग कर सकते हैं। सर्फ़ेक्टेंट्स की संरचना में दो मुख्य भाग होते हैं:

• पानी और ध्रुवीय यौगिकों के समान एक हाइड्रोफिलिक ध्रुवीय सिर.
• गैर-ध्रुवीय यौगिकों से संबंधित एक गैर-ध्रुवीय हाइड्रोफोबिक, लिपोफिलिक पूंछ.

ध्रुवीय सिर गैर-आयनिक या आयनिक हो सकता है। सर्फेक्टेंट या अपोलर भाग की पूंछ, कार्बन और हाइड्रोजन अल्काइल या एल्केलेबेनजीन की श्रृंखला हो सकती है.

यह विशेष संरचना सर्फैक्टेंट रासायनिक यौगिकों को एक दोहरी, द्विधा गतिवाला व्यवहार देती है: यौगिकों या ध्रुवीय चरणों के लिए आत्मीयता, पानी में घुलनशील और गैर-ध्रुवीय यौगिकों के लिए आत्मीयता, पानी में अघुलनशील.

सामान्य तौर पर, सर्फेक्टेंट पानी की सतह के तनाव को कम करते हैं, जो इस तरल को अधिक से अधिक डिग्री तक फैलने और प्रवाह करने की अनुमति देता है, पड़ोसी सतहों और चरणों को नम करता है।.

सर्फैक्टेंट किसके लिए हैं??

सर्फ़ैक्टेंट रासायनिक यौगिक सतहों या इंटरफेस पर अपनी गतिविधि को बढ़ाते हैं.

जब वे पानी में घुल जाते हैं, तो वे पानी-तेल या पानी-हवा के इंटरफेस में चले जाते हैं, उदाहरण के लिए, जहां वे कार्य कर सकते हैं:

• पानी में अघुलनशील या खराब घुलनशील यौगिकों के डिस्पेंसर और सॉल्युबलाइज़र.
• Humectants, क्योंकि वे अघुलनशील चरणों में पानी के पारित होने का पक्ष लेते हैं.
• यौगिकों के पायस स्टेबलाइजर्स पानी और पानी में अघुलनशील होते हैं, जैसे तेल और मेयोनेज़ पानी.
• कुछ सर्फेक्टेंट एहसान और अन्य फोम के गठन को रोकते हैं.

बायोसर्फैक्टेंट्स: जैविक मूल के सर्फेक्टेंट

जब सर्फेक्टेंट एजेंट जीवित जीव से आता है, तो इसे बायोसर्फैक्टेंट कहा जाता है.

एक सख्त अर्थ में, बायोसर्फैक्टेंट्स को एम्फ़िफ़िलिक जैविक यौगिक (दोहरे रासायनिक व्यवहार, पानी में और वसा में घुलनशील) के रूप में माना जाता है, जो कि सूक्ष्मजीवों जैसे कि खमीर, बैक्टीरिया और फिलामेंटस कवक द्वारा निर्मित होता है।.

माइक्रोबियल सेल झिल्ली के भाग के रूप में बायोसर्फैक्टेंट्स उत्सर्जित या बनाए रखा जाता है.

इसके अलावा कुछ जैवसंश्लेषण जैव रासायनिक प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित होते हैं, जो एक जैविक रासायनिक यौगिक या प्राकृतिक उत्पाद पर काम करने वाले एंजाइम का उपयोग करते हैं.

बायोसर्फैक्टेंट्स के उदाहरण

प्राकृतिक बायोसर्फैक्टेंट्स के बीच हम पौधों के सैपोनिन का उल्लेख कर सकते हैं जैसे कि केयेन फूल (हिबिस्कुस सपा।), लेसितिण, स्तनधारियों या मानव फुफ्फुसीय सर्फेक्टेंट के पित्त रस (बहुत महत्वपूर्ण शारीरिक मनोवैज्ञानिक के साथ).

इसके अतिरिक्त, अमीनो एसिड और उनके डेरिवेटिव, बेटेन और फॉस्फोलिपिड सभी जैविक मूल के ये सभी प्राकृतिक उत्पाद हैं।.

बायोसर्फैक्टेंट्स और उदाहरणों का वर्गीकरण

-ध्रुवीय या सिर वाले भाग में विद्युत आवेश की प्रकृति के अनुसार

Biosurfactants को आपके ध्रुवीय सिर के विद्युत आवेश के आधार पर निम्नलिखित श्रेणियों में बांटा जा सकता है:

आयनिक बायोसर्फैक्टेंट

ध्रुवीय छोर पर उनके पास नकारात्मक चार्ज होता है, अक्सर एक सल्फॉनेट समूह-एसओएस की उपस्थिति के कारण₃^-.

Cationic biosurfactants

उनके पास सिर पर सकारात्मक चार्ज है, आमतौर पर एक चतुर्धातुक अमोनियम समूह एनआर₄⁺, जहाँ R एक कार्बन और हाइड्रोजन श्रृंखला का प्रतिनिधित्व करता है.

एम्फोटेरिक बायोसर्फैक्टेंट्स

उनके पास एक ही अणु में सकारात्मक और नकारात्मक दो आरोप हैं.

नॉनोनिक बायोसर्फैक्टेंट्स

उनके सिर में आयन या विद्युत आवेश नहीं होते हैं.

-इसकी रासायनिक प्रकृति के अनुसार

उनकी रासायनिक प्रकृति के अनुसार, बायोसर्फैक्टेंट्स को निम्न प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है:

ग्लाइकोलिपिड बायोसर्फैक्टेंट्स

ग्लाइकोलिपिड्स ऐसे अणु होते हैं जिनकी रासायनिक संरचना में लिपिड या वसा का एक भाग और चीनी का एक हिस्सा होता है। अधिकांश ज्ञात जैवसंश्लेषक ग्लाइकोलिपिड हैं। उत्तरार्द्ध में शर्करा के सल्फेट्स जैसे कि ग्लूकोज, गैलेक्टोज, मैनोज, रमनोज और गैलेक्टोज शामिल हैं.

ग्लाइकोलिपिड्स में, सबसे प्रसिद्ध रम्नोलिपिड्स, बायोइमल्सीफायर्स हैं जिनका बहुत अध्ययन किया गया है, उच्च पायसीकारी गतिविधि और हाइड्रोफोबिक कार्बनिक अणुओं के लिए उच्च संबंध (जो पानी में भंग नहीं होते हैं)

दूषित मिट्टी में हाइड्रोफोबिक यौगिकों को हटाने के लिए ये सबसे प्रभावी सर्फेक्टेंट माने जाते हैं.

रमनोलिपिड्स के उदाहरण के रूप में, जीनस के बैक्टीरिया पैदा करने वाले सर्फेक्टेंट का उल्लेख किया जा सकता है स्यूडोमोनास.

अन्य ग्लाइकोलिपिड हैं, जिनके द्वारा उत्पादन किया जाता है Torulopsis सपा।, जैव रासायनिक गतिविधि के साथ और सौंदर्य प्रसाधन, एंटी-डैंड्रफ, बैक्टीरियोस्टेटिक उत्पादों और शरीर के दुर्गन्ध के रूप में उपयोग किया जाता है.

Biosurfactants लिपोप्रोटीन और लिपोपेप्टाइड

लिपोप्रोटीन रासायनिक यौगिक होते हैं जिनकी संरचना में लिपिड या वसा का एक हिस्सा होता है और प्रोटीन का एक और हिस्सा होता है.

उदाहरण के लिए, बैसिलस सबटिलिस एक बैक्टेरियम है जो कि लैक्टोपेप्टाइड का उत्पादन करता है जिसे सर्फैक्टिन्स कहा जाता है। ये बायोसर्फैक्टेंट्स को कम करने वाले सबसे शक्तिशाली सतह तनाव हैं.

स्तनधारियों में एरिथ्रोसाइट्स (लाल रक्त कोशिकाओं का टूटना) के lysis का उत्पादन करने की क्षमता है। इसके अलावा, उन्हें छोटे कृन्तकों के रूप में कीट बायोकाइड्स के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है.

Biosurfactants फैटी एसिड

कुछ सूक्ष्मजीव फैटी एसिड के लिए एल्केन्स (कार्बन और हाइड्रोजन श्रृंखला) को ऑक्सीकृत कर सकते हैं जिनमें सर्फैक्टेंट गुण होते हैं.

फॉस्फोलिपिड बायोसर्फैक्टेंट्स

फॉस्फोलिपिड्स रासायनिक यौगिक हैं जिनके फॉस्फेट समूह (पीओ) हैं₄^3-), एक लिपिड संरचना के साथ एक भाग से जुड़ा हुआ है। वे सूक्ष्मजीवों की झिल्लियों का हिस्सा हैं.

कुछ बैक्टीरिया और खमीर जो हाइड्रोकार्बन पर फ़ीड करते हैं, जब वे अल्केन सब्सट्रेट पर बढ़ते हैं, उनके झिल्ली में फॉस्फोलिपिड्स की मात्रा बढ़ाते हैं। उदाहरण के लिए, बौमानी एसपी., थियोबैसिलस एंटीऑक्सिडेंट और रोडोकॉकस एरिथ्रोपोलिस.

पॉलिमर बायोसर्फैक्टेंट्स

पॉलिमरिक बायोसर्फेक्टेंट्स उच्च आणविक भार के मैक्रोमोलेक्यूल हैं। इस समूह के सबसे अधिक अध्ययन किए गए बायोसर्फैक्टेंट हैं: इमल्सन, लिपोसन, मैनोप्रोटीन और पॉलीसैकराइड-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स.

उदाहरण के लिए, जीवाणु एसीनेटोबैक्टर कैलोकेसेटिकस पानी में हाइड्रोकार्बन के लिए एक बहुत ही प्रभावी जैवउपकरण, पॉलीओनोनिक इमल्शन (कई नकारात्मक आरोपों के साथ) पैदा करता है। यह भी ज्ञात सबसे शक्तिशाली पायस स्टेबलाइजर्स में से एक है.

लिपोसन एक बाह्य कोशिकीय है, जो पानी में घुलनशील है, जो पॉलीसैकराइड और प्रोटीन के द्वारा बनता है कैंडिडा लिपोलिटिका.

सैक्रोमाइसेस सेरेविसी ऑयल, अल्कनेस और ऑर्गेनिक सॉल्वैंट्स की उत्कृष्ट पायसीकारी गतिविधि के साथ बड़ी मात्रा में मैनोप्रोटीन का उत्पादन करता है.

-इसके आणविक भार के अनुसार

बायोसर्फैक्टेंट्स को दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है:

कम आणविक भार biosurfactants

मामूली सतह और इंटरफेसियल तनाव के साथ। उदाहरण के लिए, रमनोलिपिड्स.

उच्च आणविक भार पॉलिमरिक बायोसर्फैक्टेंट्स

यह दृढ़ता से सतहों पर बाँधता है, जैसे कि खाद्य बायोइमलाइज़र.

बायोसर्फैक्टेंट्स का उत्पादन

बायोसर्फैक्टेंट्स के उत्पादन के लिए, बायोरिएक्टर में सूक्ष्मजीवों की संस्कृतियों का उपयोग किया जाता है। इन सूक्ष्मजीवों को अधिकांश दूषित मीडिया से अलग किया जाता है, जैसे कि तेल उद्योग द्वारा त्याग दिए गए औद्योगिक अपशिष्ट साइट या हाइड्रोकार्बन गड्ढे.

बायोसर्फैक्टेंट्स का कुशल उत्पादन कई कारकों पर निर्भर करता है, जैसे कि संस्कृति के माध्यम के रूप में इस्तेमाल किए जाने वाले सब्सट्रेट या कार्बन स्रोत की प्रकृति और इसकी लवणता की डिग्री। इसके अलावा, यह तापमान, पीएच और ऑक्सीजन की उपलब्धता जैसे कारकों पर निर्भर करता है.

बायोसर्फैक्टेंट्स के अनुप्रयोग

वर्तमान में बायोसर्फैक्टेंट्स की एक बड़ी व्यावसायिक मांग है, क्योंकि रासायनिक संश्लेषण (पेट्रोलियम डेरिवेटिव से) प्राप्त होने वाले सर्पिल विषाक्त, गैर-बायोडिग्रेडेबल हैं और इसलिए उनके उपयोग के लिए पर्यावरणीय नियम हैं.

इन समस्याओं ने बायोडिग्रेडेबल, गैर-विषैले विकल्प के रूप में बायोसर्फैक्टेंट्स में काफी रुचि उत्पन्न की है.

Biosurfactants के कई क्षेत्रों में आवेदन हैं, जैसे:

तेल उद्योग

बायोसर्फेक्टेंट्स का उपयोग हाइड्रोकार्बन के तेल निष्कर्षण और बायोरेमेडिएशन (जीवित जीवों के साथ परिशोधन) में किया जाता है; उदाहरण: बायोसर्फैक्टेंट ऑफ़ Arthrobacter एसपी.

वे पेट्रोलियम के बायोडासल्फराइजेशन (सूक्ष्मजीवों का उपयोग करके सल्फर का उन्मूलन) की प्रक्रियाओं में भी लागू होते हैं। जीनस की प्रजातियों का उपयोग किया गया है Rhodococcus.

पर्यावरण की स्वच्छता

बायोसेफैक्टेंट्स का उपयोग विषाक्त धातुओं, जैसे यूरेनियम, कैडमियम और सीसा (बायोसर्फैक्टेंट्स) से दूषित मिट्टी के बायोरेमेडिएशन में किया जाता है स्यूडोमोनास एसपीपी। और Rhodococcus एसपीपी.).

वे गैसोलीन या तेल फैल द्वारा दूषित मिट्टी और जल की बायोरेमेडिएशन प्रक्रियाओं में भी उपयोग किए जाते हैं.

उदाहरण के लिए, Aeromonas sp। ऐसे बायोसर्फैक्टेंट्स का उत्पादन करता है जो तेल की गिरावट या बड़े अणुओं को छोटे लोगों में कमी करने की अनुमति देते हैं, जो सूक्ष्मजीवों बैक्टीरिया और कवक के लिए पोषक तत्वों के रूप में काम करते हैं।.

औद्योगिक प्रक्रियाओं में

Biosurfactants का उपयोग डिटर्जेंट और क्लीनर उद्योग में किया जाता है, क्योंकि वे कपड़े या सतहों को दूषित करने वाले वसा को धोने के पानी में धोने से सफाई की क्रिया को बढ़ाते हैं।.

उनका उपयोग कपड़ा, कागज और टेनरियों के उद्योगों में सहायक रासायनिक यौगिकों के रूप में भी किया जाता है.

कॉस्मेटिक और दवा उद्योग में

सौंदर्य प्रसाधन उद्योग में, बैसिलस लाइकेनफॉर्मिस ऐसे बायोसर्फैक्टेंट्स का उत्पादन करता है जो कि एंटीडैंड्रफ, बैक्टीरियोस्टेटिक और डिओडोरेंट उत्पादों के रूप में उपयोग किए जाते हैं.

कुछ बायोसर्फैक्टेंट्स का उपयोग उनके रोगाणुरोधी और / या एंटिफंगल गतिविधि के लिए दवा और जैव चिकित्सा उद्योग में किया जाता है.

खाद्य उद्योग में

खाद्य उद्योग में, मेयोनेज़ (जो अंडे के पानी और तेल का एक पायस है) के निर्माण में बायोसर्फैक्टेंट्स का उपयोग किया जाता है। ये बायोसर्फैक्ट व्याख्यान और उनके डेरिवेटिव से आते हैं, जो गुणवत्ता में सुधार करते हैं और इसके अतिरिक्त स्वाद भी.

कृषि में

कृषि में, बायोसर्फैक्टेंट्स का उपयोग फसलों के रोगजनकों (कवक, बैक्टीरिया, वायरस) के जैविक नियंत्रण के लिए किया जाता है.

कृषि में जैवसंश्लेषण का एक अन्य उपयोग मृदा सूक्ष्म पोषक उपलब्धता में वृद्धि है.

संदर्भ

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