1.3.2. Біосинтез поверхнево-активних речовин

На жаль, на сьогодні у літературі є мало даних про синтез ПАР представниками роду Nocardia. Так, у дослідженні 1998 р. китайськими вченими на чолі з Кіm було виділено штам Nocardia sp.L-417 [38], здатного синтезувати ПАР на середовищі з гексадеканом. В ході очищення і встановлення хімічного складу було виділено дві фракції і проведено хроматографію, результати якої показали наявність вуглеводів в даних сполуках, що свідчить про їх можливу гліколіпідну природу. ПАР з другої підфракції знижував поверхневий натяг води з 72 до 28 мН/м, а значення ККМ становило 20мг/л. ПАР першої підфракції не мав високу здатність знижувати поверхневий натяг, проте, на відміну від другого, для нього була характерною висока емульгуюча здатність, порівняна з синтетичними аналогами. Перевагою поверхнево-активних речовин Nocardia sp.L-417 є також висока стійкість у рН=2-12 та здатність витримувати кип’ятіння протягом трьох годин. Отримані результати показали високий потенціал даних ПАР до використання в промисловості [38].

Вченими з Індії було проведено дослідження закономірностей біосинтезу ПАР Nocardiopsis alba MSA10 [18]. Встановлено, що максимальний рівень біомаси та продукування ПАР спостерігалися починаючи з 150 год культивування, а пік утворення ПАР припав на 168 год (ранню стаціонарну фазу) культивування, що може бути пов’язано з вивільненням клітинно-зв’язаного ПАР. Були отримані оптимальні значення температури (30ºС), рН(8,0), концентрація NaCl (1%). При дослідженні впливу джерела вуглецю було виявлено, що глюкоза та рисова солома підвищують біосинтез ПАР на 30 та 25% відповідно. Встановлено, що додавання джерела азоту позначилося на підвищенні рівня біомаси, а не на утворенні ПАР [18].

Отриманий ПАР виявив однакові здатності до емульгування порівняно з синтетичним ПАР SDS (30%), а враховуючи екологічну безпечність та біодеградабельність природних ПАР переваги їх використання очевидні. Поверхнево-активні властивості дана сполука виявляла в широкому діапазоні температур (10-80ºС), з втратою лише 10% активності при 90ºС, та була стабільною в межах рН від 4 до 9, що робить придатним її використання у широких межах зовнішніх умов. За хімічною природою сурфактант виявився ліпопептидом. Було встановлено високу антимікробну активність ПАР проти людських патогенів, таких як Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa, Micrococcus luteus, Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis, Klebsielle pneumonia [18].

Інше дослідження було присвячене синтезу ПАР штамом Nocardiopsis lucentensis MSA 04. [39] Отриманий ПАР за хімічним складом виявився гліколіпідом з гідрофобним вуглецевим ланцюгом та гідрофільним моносахаридам – 3-ацетил-2,5-диметилфураном. Встановлено, що для виділення ПАР з культуральної рідини ефективним є використання суміші Фолча. Виділений ПАР у концентрації 0,2 мг/мл знижував поверхневий натяг води до 16 мН/м, що значно нижче за синтетичний SDS (30 мН/м), а також ряд аналогів природного походження. Як і ПАР Nocardia sp.L-417, дана сполука було стійкою до дії високих температур (витримувала автоклавування), проте зберігала властивості у меншому діапазоні рН (рН=5-9). Велику увагу привертає встановлена здатність N. lucentensis MSA04 рости та синтезувати ПАР за присутності у середовищі розчину сульфату міді у концентрації 20 % [19] та витримував концентрацію хлориду натрію 5 %, що робить даний штам перспективним біоремедіатором забрудненого важкими металами довкілля [39].

Отже, як показують результати, ПАР, синтезованим представниками роду Nocardia притаманна висока здатністю знижувати поверхневий натяг та сприяти емульсифікації. На жаль, через відсутність необхідних даних та різні умови культивування не вдалося порівняти показники кількісного виходу отриманих речовин.