السمية وقوة مبيد الجراثيم للمواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية تقع بين الاثنين

2020-12-16 00:27:11

عملية التمثيل الغذائي لمواد التخمير هي سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية. نظرًا لصغر حجم البكتيريا، والتفاعل التحفيزي الحيوي السريع، وصعوبة تتبع التفاعل ومحدودية المعدات التجريبية، فقد تم تقييد تطوير البحوث الأساسية حول استقلاب المواد الميكروبية إلى حد كبير. يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لفهم عملية استقلاب المواد بشكل كامل لسلالة ما. على سبيل المثال، مرت الأبحاث حول تخمير حمض الجلوتاميك وعملية التمثيل الغذائي بعقود من الزمن. في الوقت الحاضر، مع التطور السريع للتكنولوجيا الحيوية، يستمر تحديث التكنولوجيا والمعدات التجريبية، وسوف تستمر دورة البحث في التقصير. يعتمد شرح الآلية التي يمكن من خلالها استخدام الفاعل بالسطح كمحفز للتخمير على فرضية الفهم الكامل لعملية التمثيل الغذائي للمواد لتخمر البكتيريا، بمساعدة التكنولوجيا البيولوجية الأولية، مثل الهندسة الوراثية وهندسة الخلايا، من أجل حل هذه المشكلة النظرية بشكل أساسي، ومن ثم حل المشكلات العملية ذات التكلفة العالية والإنتاج المنخفض في صناعة التخمير الحالية وطرح حلول عملية.

عند إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى نظام التخمير، سواء كمزيل الرغوة أو المعزز، إلى نهاية عملية التخمير، ستظل المواد الخافضة للتوتر السطحي تذوب في السائل الأم للتخمر، مما يجعل مكونات السائل الأم للتخمر أكثر تعقيدًا، مما قد يؤثر على ظروف العملية لفصل وتنقية المستقلبات منه. ومع ذلك، قد يكون هذا التأثير مفيدًا أو غير مناسب، ويعتمد بشكل مباشر على طبيعة المادة الخافضة للتوتر السطحي. من المعروف أن بعض المواد الخافضة للتوتر السطحي يمكن استخدامها كمواد ندفة، مثل بولي أكريلاميد، وكحول البولي فينيل، ودوديسيل زانتات الصوديوم، وما إلى ذلك. إذا تمت إضافة هذا النوع من المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى النظام كمحفز للتخمر، فقد يكون مفيدًا لمعدل فصل المستقلبات. إذا كان للفاعل بالسطح تأثير إذابة، فإن التأثير يكون معاكسًا.

في الوقت الحاضر، هناك تقارير قليلة حول إضافة المادة الخافضة للتوتر السطحي إلى نظام التخمير كمندد. تتم دراسة تركيز المستقلبات في السائل الأم للتخمر فقط عند إضافة المادة الخافضة للتوتر السطحي إلى نظام التخمير كمحفز، ولا يتم تضمين الجوانب الأخرى من البحث. ولذلك، من أجل تحسين كفاءة التخمير، فمن الضروري إيلاء المزيد من الاهتمام لدراسة العائد من الندف.

من تصنيف المواد الخافضة للتوتر السطحي، يمكن ملاحظة أن هناك أنواعًا كثيرة من المواد الخافضة للتوتر السطحي: وفقًا للمجموعات المحبة للماء، يتم تقسيمها إلى كربوكسيل، كبريتات، ملح الأمونيوم الرباعي، مشتق PEO، لاكتون، وما إلى ذلك؛ ويمكن لبعض الباحثين تقسيمها إلى نوع أيوني ونوع غير أيوني حسب الخاصية الأيونية لتركيبها الجزيئي؛ هناك أيضًا تصنيفات مختلفة وفقًا للذوبان في الماء وخصائص التركيب الكيميائي وطريقة مصادر المواد الخام. في الوقت الحاضر، من المسلم به عمومًا أن طريقة التصنيف تعتمد على طبيعة التفكك، والتي يمكن تقسيمها إلى أربع فئات: المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية، والمواد الخافضة للتوتر السطحي الكاتيونية، والمواد الخافضة للتوتر السطحي المذبذبة، والمواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية. في ظل عدم وضوح آلية تعزيز المادة الخافضة للتوتر السطحي للتخمر، لا يمكن اختيار المادة الخافضة للتوتر السطحي المطلوبة في التجربة والإنتاج.

العديد من المواد الخافضة للتوتر السطحي لها وظيفة معينة للجراثيم بسبب خصائصها الهيكلية. على سبيل المثال، الجرامين هو مادة خافضة للتوتر السطحي كاتيونية ذات تأثير جيد مبيد للجراثيم. لكن وظيفة مبيد الجراثيم تكون واضحة فقط عندما يصل تركيز الفاعل بالسطح إلى قيمة حرجة معينة. بشكل عام، سمية المواد الخافضة للتوتر السطحي الكاتيونية أكبر من سمية المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية، وتقع سمية المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية وقدرتها على قتل الجراثيم بين الاثنين. الفاعل بالسطح كمحفز للتخمير، هو ضمان النمو الطبيعي للبكتيريا في إطار فرضية تحسين إنتاج منتجات التخمير. وهذا يتطلب أن تكون كمية المادة الخافضة للتوتر السطحي المضافة أقل من القيمة الحرجة للتركيز المبيد للجراثيم لمختلف المواد الخافضة للتوتر السطحي. ومع ذلك، فإن البحث حول هذه القيمة الحرجة غير كاف. نطاق تركيز المواد الخافضة للتوتر السطحي المختارة عادة ما يكون 0.5-10 جم / لتر وفقًا للاختبار الأولي أو التجربة الشخصية. في نطاق التركيز الواسع هذا، من السهل تجاهل التأثير الترويجي لبعض المواد الخافضة للتوتر السطحي، ولا يمكن استخلاص أي استنتاج دقيق.