IntroductionBiosurfactants are surf

Introduction

Biosurfactants are surface-active compounds produced by microorganisms. These compounds can be classified into two primary groups: low-molecular-weight compounds, including lipopeptides, glycolipids, proteins, and lipoproteins, and high-molecular-weight polymers of polysaccharides or lipopolysaccharides (Banat et al., 2010 and Smyth et al., 2010a). The former class includes molecules that can efficiently reduce surface and interfacial tension, while the latter is composed of amphiphilic and polyphilic polymers, which are usually more effective in stabilising emulsions of oil in water but do not lower the surface tension at the air–water interface and between immiscible liquids or at the solid–liquid interface (Smyth et al., 2010b). Wang et al. (2015) reported that Bacillus subtilis produces a wide range of bioactive components with chemically distinct structures that present a wide spectrum of activities. Additionally, these authors highlighted that surfactins, which are the well-known and studied cyclic lipopeptides from Bacillus strains, are in great demand as food additives and medicines in animals (although not yet for humans) and are extensively studied as biological plant pathogen control agents. Owing to their high surface activities and antimicrobial potency, lipopeptide biosurfactants produced by Bacillus sp. have garnered commercial attention ( Wang et al., 2014). According to recent data, the worldwide market volume of biosurfactants is expected to be 476.512 tons by 2018 due to an increasing demand with 21% from Asia, Africa and Latin America. The global market value of biosurfactants was US $1735.5 million in 2011, and based on a growth rate of 3.5% annually, it will reach US $2210.5 million by the year 2018 ( Specialty Surfactants Market And BioSurfactants Market, 2012). Nevertheless, the wide-scale production of lipopeptides has been limited due to the low production yield, the expensive production cost, and the high recuperation charge ( Behary et al., 2012 and Slivinski et al., 2012). The major problem in the large-scale industrial application of biosurfactants is the high production cost coupled with a smaller production rate compared to commercially available synthetic surfactants. Therefore, if the production cost becomes competitive with that of chemical surfactants, and as the commercial availability of biosurfactant increases, the industrial use of these microbial compounds can be expected to rise notably in the coming decade. To achieve this goal, during recent years, efforts have been deployed to reduce the biosurfactant production costs by improving the yield and the use of either cost-free or low-cost feed stocks or agricultural by-products as substrate(s) for biosurfactant production by microbes either in submerged fermentation (SmF) or in solid-state fermentation (SSF). Solid-state fermentation processes present a large number of advantages over submerged fermentations ( Hesseltine, 1972). Production yield of the different products after extraction is usually more significant than that obtained by SmF, as the microorganisms in SSF grow under conditions closer to their natural habitats, and they may be more capable of producing certain enzymes and metabolites that usually are not produced or will be produced only with a low yield in a submerged culture ( Castilho et al., 2000 and Jecu, 2000). Various agricultural substrate by-products and microbial cultures have been used successfully in solid state fermentation for B. subtilis biosurfactant production ( Ohno et al., 1992, Ohno et al., 1996, Mizumoto et al., 2006, Shih et al., 2008, Ghribi et al., 2012b, Mnif et al., 2013 and Khondee et al., 2015). The objective of the present study was the formulation of a new economic medium using agro-industrial wastes for the production of biosurfactants by B. subtilis SPB1 under SSF conditions. The substrates used were a mixture of two by-products of a traditional olive mill factory (olive leaf residue flour and olive cake flour). To the best of our knowledge, this report is the first to describe biosurfactant production using these by-products as a substrate

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แนะนำBiosurfactants are surface-active compounds produced by microorganisms. These compounds can be classified into two primary groups: low-molecular-weight compounds, including lipopeptides, glycolipids, proteins, and lipoproteins, and high-molecular-weight polymers of polysaccharides or lipopolysaccharides (Banat et al., 2010 and Smyth et al., 2010a). The former class includes molecules that can efficiently reduce surface and interfacial tension, while the latter is composed of amphiphilic and polyphilic polymers, which are usually more effective in stabilising emulsions of oil in water but do not lower the surface tension at the air–water interface and between immiscible liquids or at the solid–liquid interface (Smyth et al., 2010b). Wang et al. (2015) reported that Bacillus subtilis produces a wide range of bioactive components with chemically distinct structures that present a wide spectrum of activities. Additionally, these authors highlighted that surfactins, which are the well-known and studied cyclic lipopeptides from Bacillus strains, are in great demand as food additives and medicines in animals (although not yet for humans) and are extensively studied as biological plant pathogen control agents. Owing to their high surface activities and antimicrobial potency, lipopeptide biosurfactants produced by Bacillus sp. have garnered commercial attention ( Wang et al., 2014). According to recent data, the worldwide market volume of biosurfactants is expected to be 476.512 tons by 2018 due to an increasing demand with 21% from Asia, Africa and Latin America. The global market value of biosurfactants was US $1735.5 million in 2011, and based on a growth rate of 3.5% annually, it will reach US $2210.5 million by the year 2018 ( Specialty Surfactants Market And BioSurfactants Market, 2012). Nevertheless, the wide-scale production of lipopeptides has been limited due to the low production yield, the expensive production cost, and the high recuperation charge ( Behary et al., 2012 and Slivinski et al., 2012). The major problem in the large-scale industrial application of biosurfactants is the high production cost coupled with a smaller production rate compared to commercially available synthetic surfactants. Therefore, if the production cost becomes competitive with that of chemical surfactants, and as the commercial availability of biosurfactant increases, the industrial use of these microbial compounds can be expected to rise notably in the coming decade. To achieve this goal, during recent years, efforts have been deployed to reduce the biosurfactant production costs by improving the yield and the use of either cost-free or low-cost feed stocks or agricultural by-products as substrate(s) for biosurfactant production by microbes either in submerged fermentation (SmF) or in solid-state fermentation (SSF). Solid-state fermentation processes present a large number of advantages over submerged fermentations ( Hesseltine, 1972). Production yield of the different products after extraction is usually more significant than that obtained by SmF, as the microorganisms in SSF grow under conditions closer to their natural habitats, and they may be more capable of producing certain enzymes and metabolites that usually are not produced or will be produced only with a low yield in a submerged culture ( Castilho et al., 2000 and Jecu, 2000). Various agricultural substrate by-products and microbial cultures have been used successfully in solid state fermentation for B. subtilis biosurfactant production ( Ohno et al., 1992, Ohno et al., 1996, Mizumoto et al., 2006, Shih et al., 2008, Ghribi et al., 2012b, Mnif et al., 2013 and Khondee et al., 2015). The objective of the present study was the formulation of a new economic medium using agro-industrial wastes for the production of biosurfactants by B. subtilis SPB1 under SSF conditions. The substrates used were a mixture of two by-products of a traditional olive mill factory (olive leaf residue flour and olive cake flour). To the best of our knowledge, this report is the first to describe biosurfactant production using these by-products as a substrate

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทนำBiosurfactants เป็นสารประกอบพื้นผิวที่ใช้งานที่ผลิตโดยจุลินทรีย์ สารเหล่านี้สามารถแบ่งได้เป็นสองกลุ่มหลัก:. สารโมเลกุลต่ำน้ำหนักรวมทั้ง lipopeptides, glycolipids โปรตีนและไลโปโปรตีนและโพลีเมอสูงน้ำหนักโมเลกุลของสารหรือ lipopolysaccharides (Banat et al, 2010 และเบิร์นสและอัล , 2010a) ชั้นอดีตรวมถึงโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพสามารถลดพื้นผิวและความตึงเครียด interfacial ในขณะที่หลังประกอบด้วยโพลีเมอ amphiphilic และ polyphilic ซึ่งมักจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการรักษาเสถียรภาพอิมัลชันของน้ำมันในน้ำ แต่ไม่ได้ลดแรงตึงผิวที่อินเตอร์เฟซที่อากาศน้ำ และระหว่างของเหลว immiscible หรืออินเตอร์เฟซที่เป็นของแข็งของเหลว (เบิร์นส et al., 2010b) วัง et al, (2015) รายงานว่าเชื้อ Bacillus subtilis ผลิตที่หลากหลายขององค์ประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีโครงสร้างทางเคมีที่แตกต่างกันที่นำเสนอหลากหลายของกิจกรรม นอกจากนี้ผู้เขียนเหล่านี้เน้นที่ surfactins ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีและศึกษา lipopeptides วงจรจากสายพันธุ์ Bacillus อยู่ในความต้องการมากเป็นวัตถุเจือปนอาหารและยารักษาโรคในสัตว์ (ถึงแม้จะยังไม่ได้สำหรับมนุษย์) และได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในฐานะตัวแทนการควบคุมเชื้อโรคพืชทางชีวภาพ . เนื่องจากกิจกรรมที่พื้นผิวสูงและแรงต้านจุลชีพ, biosurfactants Lipopeptide ผลิตโดยเชื้อ Bacillus SP ได้รับความสนใจในเชิงพาณิชย์ (Wang et al., 2014) ตามข้อมูลที่ผ่านมาปริมาณการตลาดทั่วโลกของ biosurfactants คาดว่าจะมี 476.512 ตันภายในปี 2018 เนื่องจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นด้วย 21% จากเอเชียแอฟริกาและละตินอเมริกา มูลค่าตลาดทั่วโลกของ biosurfactants สหรัฐ 1735500000 $ ในปี 2011 และอยู่บนพื้นฐานของอัตราการขยายตัว 3.5% ต่อปีก็จะถึงสหรัฐ 2210500000 $ ในปี 2018 (พิเศษลดแรงตึงผิวและตลาดตลาด BioSurfactants 2012) อย่างไรก็ตามการผลิตกว้างขนาดของ lipopeptides ได้ถูก จำกัด เนื่องจากการที่ผลผลิตต่ำต้นทุนการผลิตมีราคาแพงและค่าใช้จ่ายที่สูงพักฟื้น (Behary et al., 2012 และ Slivinski et al., 2012) ปัญหาสำคัญในการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ของ biosurfactants คือต้นทุนการผลิตที่สูงควบคู่ไปกับการอัตราการผลิตที่มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับการลดแรงตึงผิวสังเคราะห์ใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ ดังนั้นถ้าต้นทุนการผลิตจะแข่งขันกับที่ของสารเคมีลดแรงตึงผิวและความพร้อมในเชิงพาณิชย์ของการเพิ่มขึ้นของแหล่งคาร์บอนที่ใช้ในอุตสาหกรรมของสารจุลินทรีย์เหล่านี้จะสามารถคาดว่าจะเพิ่มสะดุดตาในทศวรรษที่ผ่านมา เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ในช่วงปีที่ผ่านมามีความพยายามนำไปใช้เพื่อลดค่าใช้จ่ายการทำการเพาะเลี้ยงเชื้อโดยการปรับปรุงผลผลิตและการใช้งานของทั้งฟรีค่าใช้จ่ายหรือต้นทุนต่ำหุ้นฟีดหรือการเกษตรโดยผลิตภัณฑ์ที่เป็นสารตั้งต้น (s) สำหรับทำการเพาะเลี้ยงเชื้อ โดยจุลินทรีย์ทั้งในการหมักจมอยู่ใต้น้ำ (SMF) หรือในการหมักแบบ solid-state (SSF) กระบวนการหมักแบบ solid-state นำเสนอเป็นจำนวนมากของข้อได้เปรียบกว่าการหมักแหนมจมอยู่ใต้น้ำ (Hesseltine, 1972) อัตราผลตอบแทนจากการผลิตของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างหลังจากการสกัดเป็นปกติอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้นกว่าที่ได้รับจากการ SMF เป็นจุลินทรีย์ใน SSF เติบโตภายใต้เงื่อนไขที่ใกล้ชิดกับแหล่งที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติของพวกเขาและพวกเขาอาจจะมีความสามารถในการผลิตเอนไซม์บางอย่างและสารที่มักจะไม่ได้ผลิตหรือ จะมีการผลิตเท่านั้นที่มีผลผลิตต่ำในวัฒนธรรมที่จมอยู่ใต้น้ำ (Castilho et al., 2000 และ Jecu, 2000) พื้นผิวทางการเกษตรหลายชนิดโดยผลิตภัณฑ์จุลินทรีย์และวัฒนธรรมที่ได้รับการใช้ในการหมักของรัฐที่มั่นคงสำหรับ subtilis บีทำการเพาะเลี้ยงเชื้อ (โอโนะ et al., 1992 Ohno et al., 1996 Mizumoto et al., 2006 ฉือเจียจวง et al., 2008 Ghribi et al., 2012b, Mnif et al., 2013 และ Khondee et al., 2015) วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการกำหนดของสื่อทางเศรษฐกิจใหม่โดยใช้ของเสียอุตสาหกรรมเกษตรในการผลิต biosurfactants โดย B. subtilis SPB1 ภายใต้เงื่อนไข SSF พื้นผิวที่ใช้เป็นส่วนผสมของทั้งสองโดยผลิตภัณฑ์ของโรงงานโรงสีมะกอกแบบดั้งเดิม (แป้งที่เหลือใบมะกอกและแป้งเค้กมะกอก) ที่ดีที่สุดของความรู้ของเรารายงานนี้เป็นครั้งแรกที่จะอธิบายโดยใช้ทำการเพาะเลี้ยงเชื้อโดยผลิตภัณฑ์เหล่านี้เป็นสารตั้งต้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แนะนำ

biosurfactants ผิวใช้สารประกอบที่ผลิตโดยจุลินทรีย์ สารประกอบเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก : สารประกอบ low-molecular-weight รวมทั้ง lipopeptides ไกลโคลิพิด , โปรตีนและไลโปโปรตีน และสูงโมเลกุลพอลิเมอร์พอลิแซกคาไรด์ หรือ lipopolysaccharides ( Banat et al . , 2010 และสมิท et al . , 2010a )เรียนประกอบโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพสามารถลดความตึงเครียดระหว่างพื้นผิวและ ในขณะที่หลังประกอบด้วยพอลิเมอร์และ amphiphilic polyphilic ซึ่งมักจะมีประสิทธิภาพในการปรับอิมัลชันของน้ำมันในน้ำแต่ไม่ลดแรงตึงผิวในอากาศและน้ำเชื่อมระหว่างแยกเฟสของเหลวและของแข็ง - ของเหลวหรือที่ติดต่อ ( สมิทและ al . , 2010b )Wang et al . ( 2015 ) รายงานว่า Bacillus subtilis ผลิตช่วงกว้างขององค์ประกอบทางเคมีและสารที่มีโครงสร้างที่แตกต่างกันเสนอสเปกตรัมกว้างของกิจกรรม นอกจากนี้ ผู้เขียนเหล่านี้เน้นที่ surfactins ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดี และ เรียน เป็น lipopeptides จาก Bacillus สายพันธุ์อยู่ในความต้องการมาก เป็นวัตถุเจือปนอาหารและยาในสัตว์ ( แม้ว่าไม่ได้สำหรับมนุษย์ ) และศึกษาอย่างกว้างขวางพืชสารชีวภาพควบคุมเชื้อโรค เนื่องจากกิจกรรมพื้นผิวสูงของพวกเขาและศักยภาพการต้านจุลชีพ , ลิโพเปปไทด์ biosurfactants ผลิตโดย Bacillus sp . มี garnered ความสนใจเชิงพาณิชย์ ( Wang et al . , 2010 ) ตามข้อมูลล่าสุดตลาดทั่วโลกปริมาณ biosurfactants คาดว่าจะ 476.512 ตันโดย 2018 เนื่องจากอุปสงค์เพิ่มขึ้น 21 % จากเอเชีย แอฟริกา และละตินอเมริกา โดยมูลค่าตลาดของ biosurfactants เป็น US $ 1735.5 ล้านบาทในปี 2554 และจากอัตราการเติบโต 3.5% ต่อปี ก็จะถึง US $ 2210.5 ล้านโดยปี 2018 ( ตลาดเฉพาะทาง ด้านตลาด และ biosurfactants 2012 )อย่างไรก็ตาม ขนาดกว้างการผลิต lipopeptides ได้รับการ จำกัด เนื่องจากการผลิตต่ำ ผลผลิต ต้นทุนการผลิตที่แพง และพักฟื้นค่าธรรมเนียมสูง ( behary et al . , 2012 และ slivinski et al . , 2012 )ปัญหาหลักในการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ของ biosurfactants คือต้นทุนการผลิตสูง ประกอบกับมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับอัตราการผลิตเชิงพาณิชย์ของสารลดแรงตึงผิวสังเคราะห์ . ดังนั้น หากต้นทุนการผลิตจะแข่งขันกับที่ของสารเคมี surfactants และความพร้อมเชิงพาณิชย์ ) ที่เพิ่มขึ้น