Sophorolipid
En soforolipid är en ytaktiv glykolipidförening som kan syntetiseras av ett utvalt antal icke-patogena jästarter . De är potentiella bioytaktiva ämnen på grund av deras biologiska nedbrytbarhet och låga ekotoxicitet.
Struktur och egenskaper
Soforolipider är glykolipider som består av en hydrofob fettsyrasvans med 16 eller 18 kolatomer och ett hydrofilt kolhydrathuvud soforos , en glukoshärledd disackarid med en ovanlig β-1,2-bindning och kan acetyleras på 6'- och/ eller 6′′-positioner. En terminal eller subterminal hydroxylerad fettsyra är β-glykosidiskt kopplad till sophorosmodulen. Karboxyländen av denna fettsyra är antingen fri (sur eller öppen form) eller internt förestrad vid 4′′ eller i vissa sällsynta fall i 6′- eller 6′′-position (laktonisk form). De fysikalisk-kemiska och biologiska egenskaperna hos soforolipider påverkas signifikant av fördelningen av lakton kontra sura former som produceras i den fermentativa buljongen. I allmänhet är laktonsophorolipider mer effektiva för att minska ytspänningen och är bättre antimikrobiella medel, medan sura soforolipider uppvisar bättre skumningsegenskaper. Acetylgrupper kan också sänka soforolipiders hydrofilicitet och förbättra deras antivirala och cytokinstimulerande effekter.
Soforolipider produceras av olika icke-patogena jästarter som Candida apicola , Rhodotorula bogoriensis , Wickerhamiella domercqiae och Starmerella bombicola . Ny forskning har inneburit att soforolipider kan utvinnas under en jäsning med hjälp av en gravitationsseparator i en slinga med bioreaktorn, vilket möjliggör produktion av >770 g/L soforolipid med en produktivitet på 4,24 g/L/h, några av de högsta värdena som setts i en jäsningsprocess Önskvärda egenskaper hos biotensider är biologisk nedbrytbarhet och låg toxicitet. Sophorolipider som produceras av flera jästsvampar som tillhör candida och starmerellakladen , och Rhamnolipid som produceras av Pseudomonas aeruginosa etc.
Förutom biologisk nedbrytbarhet, låg toxicitet och hög produktionspotential har soforolipider en hög yt- och gränsytaktivitet. Soforolipider rapporteras sänka ytspänningen (ST) av vatten från 72 till 30-35 mN/m och gränsytspänningen (IT) vatten/hexadekan från 40 till 1 mN/m. Utöver detta rapporteras soforolipider fungera under vida intervall av temperaturer, tryck och jonstyrkor; och de har också ett antal andra användbara biologiska aktiviteter inklusive antimikrobiella, virusdödande, anticancer-, immunmodulerande egenskaper.
Forskning
En detaljerad och omfattande litteraturgenomgång om de olika aspekterna av soforolipiders produktion (t.ex. produktion av mikroorganismer, biosyntetisk väg, effekten av mediumkomponenter och andra jäsningsförhållanden och nedströms process av soforolipider är tillgänglig i det publicerade arbetet av Van Bogaert et al. Detta arbete diskuterar också potentiell tillämpning av soforolipider (och deras derivat) såväl som potentialen för genetiska manipulationsstammar för att öka soforolipidutbyten.Forskare har fokuserat på optimering av soforolipidproduktionen i nedsänkt fermentering, men vissa ansträngningar har också undersökt möjligheten av soforololipidproduktion med hjälp av solid state fermentation (SSF). Produktionsprocessen kan påverkas avsevärt av de specifika egenskaperna hos de använda kol- och oljesubstraten, och flera billiga alternativ till mer traditionella substrat har undersökts. Dessa potentiella substrat inkluderar: biproduktströmmar av biodiesel, spillolja för frityr, restaurangspillolja, industriella fettsyrarester, mangofröfett och mörk sojaolja. Användningen av de flesta av dessa substrat har resulterat i lägre avkastning jämfört med traditionella fermenteringssubstrat.
Kemiska modifieringar av soforolipider och polysoforolipider
För att förbättra de ytaktiva egenskaperna hos naturliga soforolipider har kemiska modifieringsmetoder aktivt eftersträvats. Nyligen visade forskare möjligheten att använda soforolipider som byggstenar via ringöppnande metatespolymerisation för en ny typ av polymerer, kända som polysoforolipider som visar lovande potentialer i biomaterialtillämpningar.