Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 1

Biotenside 287
Eigenschaften
Oberflächenaktive Substanzen mikrobieller Herkunft können in chemisch unterschiedlicher Gruppen eingeteilt
werden. Dabei kommt den Glykolipiden, den Lipopeptiden und Lipoaminosäuren, den Lipoproteinen und
Lipopolysacchariden sowie den Phospholipiden, Mono- und Diglyceriden und Fettsäuren besondere Bedeutung zu.
Die Glykolipide sind die am weitesten verbreitete Gruppe niedermolekularer Biotenside und können unterteilt
werden in:
• Rhamnoselipide
• Sophoroselipide
• Trehalose- und andere mycolsäurehaltige Glycolipide
• Cellobiose- und Mannosylerythritollipide
Der hydrophile „Molekülkopf“ kann sowohl nicht-ionischer als auch ionischer Natur sein. Hierzu gehören sowohl
Mono-, Di- und Polysaccharide als auch Karbonsäure-, Aminosäure- und Peptidgruppen. Der hydrophobe
„Molekülschwanz“ besteht normalerweise aus ungesättigten, gesättigten oder hydroxylierten Fettsäuren.
Biotechnologische Herstellung von Biotensiden
Biotenside, die mit Hilfe von Bakterien oder Pilzen hergestellt werden,
sind von großem Interesse für die Industrielle Biotechnologie. Ein
Vorteil gegenüber der petrochemischen Herstellung von Tensiden ist,
dass Biotenside auf Basis nachwachsender Rohstoffe (z.B. pflanzliche
Öle, Zucker in Form von Dicksaft oder Melasse) hergestellt werden
können. Eine hoher tensidischer Wirkungsgrad und gute biologische
Abbaubarkeit sind weitere Gründe, die für die Anwendung von
Biotensiden sprechen.
Bereits seit einiger Zeit ist die biotechnologische Herstellung von
Biotensiden etabliert, jedoch werden sie aufgrund der hohen
Produktionskosten bisher nur in Nischenbereichen eingesetzt. Dabei
Pseudomonas aeroginosa als Hauptproduzent für
Rhamnolipide
werden bsp. Rhamnose-Lipide (Rhamnolipid) vor allem von Pseudomonas aeruginosa, Surfactin von Bacillus
subtilis, Emulsan von Acinetobacter calcoaceticus und Liposan von Candida lipolytica sowie Sophorose-Lipid
(Sophorolipid) von Torulopsis bombicola produziert. Cellobiose-Lipide können in Anwesenheit von Alkanen oder
Triglyceriden von dem Maisbeulenbrand (Ustilago maydis) gebildet werden während Corynomycolate und
Trehalose-Lipide durch Bakterien der Gattungen Corynebacterium und Arthrobacter produziert werden. Besonders
hohe Ausbeuten werden bei der Produktion von Sophorolipiden mit mehr als 400 g/l Suspension erreicht während
bei den meisten anderen Biotensiden bis zu 110 mg/l Suspension erreicht werden können. [2]
Die Prozessoptimierung ist ein Schwerpunkt aktueller biotechnologischer Forschung zu Biotensiden. Durch die sehr
guten Tensideigenschaften stellt sich vor allem auch das Problem des Schäumens. Zwar existieren gute chemische
Antischaummittel (v.a. Silikonöle), diese können jedoch Einfluss auf die Produktqualität nehmen. In der aktuellen
Forschung sind deshalb Alternativen im Test, wie etwa die mechanische Schaumzerstörung [3] .
Einige Biotensid-produzierende Organismen wie beispielsweise Pseudomonas aeruginosa, der einzige Produzent
signifikanter Rhamnolipidmengen [1] , sind opportunistische Krankheitserreger und werden daher als potenziell
gefährliche Mikroorganismen eingestuft. Der Umgang mit ihnen ist an entsprechende technische Maßnahmen
gekoppelt und sehr aufwändig, alternative Produzenten befinden sich in der Erforschung. [1] Das Surfaction des
Bacillus subtilis besitzt sehr gute Tensideigenschaften, aufgrund seiner haemolytischen Wirkung wird es allerdings
nicht angewendet. [2]