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Micron Document

<!DOCTYPE html>

<title>Biotenside</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Biotenside</span></h1>

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</div>

<p><b>Biotenside</b> sind <a href="Tenside" class="mw-redirect" title="Tenside">Tensidemoleküle</a> mikrobieller Herkunft, die auf der Basis von Pflanzenöl- und Zuckersubstraten hergestellt werden können. Ebenso wie Tenside nicht-mikrobieller Herkunft sind Biotenside <a href="Amphiphil" class="mw-redirect" title="Amphiphil">amphiphil</a>, besitzen also sowohl einen <a href="Hydrophob" class="mw-redirect" title="Hydrophob">hydrophoben</a> als auch einen <a href="Hydrophil" class="mw-redirect" title="Hydrophil">hydrophilen</a> Molekülteil. Dank dieses amphiphilen Charakters werden sie eingesetzt, um Oberflächenspannungen oder Grenzflächenspannungen herabzusetzen.

</p><p>Biotenside werden derzeit nur in sehr geringen Mengen produziert und eingesetzt, da sie im Vergleich zu synthetischen Tensiden auf der Basis von Erdöl wirtschaftlich nicht konkurrenzfähig sind.<sup id="cite_ref-Hausmann_et_al._2009_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-Hausmann_et_al._2009-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Ihre <a href="Kritische_Mizellbildungskonzentration" title="Kritische Mizellbildungskonzentration">Kritische Mizellbildungskonzentration</a> (CMC) ist jedoch technisch mit derjenigen konventioneller nichtionischer Tenside vergleichbar.<sup id="cite_ref-Schmid_2-0" class="reference"><a href="#cite_note-Schmid-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>

<p>Oberflächenaktive Substanzen mikrobieller Herkunft können in chemisch unterschiedliche Gruppen eingeteilt werden. Dabei kommt den <a href="Glykolipide" class="mw-redirect" title="Glykolipide">Glykolipiden</a>, den <a href="Lipopeptide" title="Lipopeptide">Lipopeptiden</a> und Lipoaminosäuren, den <a href="Lipoproteine" title="Lipoproteine">Lipoproteinen</a> und <a href="Lipopolysaccharide" title="Lipopolysaccharide">Lipopolysacchariden</a> sowie den <a href="Phospholipide" title="Phospholipide">Phospholipiden</a>, Mono- und Diglyceriden und <a href="Fetts%C3%A4uren" title="Fettsäuren">Fettsäuren</a> besondere Bedeutung zu.

</p><p>Die Glykolipide sind die am weitesten verbreitete Gruppe niedermolekularer Biotenside und können unterteilt werden in:

</p>

<ul><li>Rhamnoselipide</li>

<li>Sophoroselipide</li>

<li>Trehalose- und andere mycolsäurehaltige Glycolipide</li>

<li>Cellobiose- und Mannosylerythritollipide</li></ul>

<p>Der hydrophile „Molekülkopf“ kann sowohl nicht-ionischer als auch ionischer Natur sein. Hierzu gehören sowohl Mono-, Di- und Polysaccharide als auch Carbonsäure-, Aminosäure- und Peptidgruppen. Der hydrophobe „Molekülschwanz“ besteht normalerweise aus ungesättigten, gesättigten oder hydroxylierten Fettsäuren.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Biotechnologische_Herstellung_von_Biotensiden">Biotechnologische Herstellung von Biotensiden</h2></div>

<p>Biotenside, die mithilfe von <a href="Bakterien" title="Bakterien">Bakterien</a> oder Pilzen hergestellt werden, sind von großem Interesse für die <a href="Industrielle_Biotechnologie" title="Industrielle Biotechnologie">Industrielle Biotechnologie</a>. Ein Vorteil gegenüber der petrochemischen Herstellung von Tensiden ist, dass Biotenside auf Basis <a href="Nachwachsender_Rohstoff" title="Nachwachsender Rohstoff">nachwachsender Rohstoffe</a> (z. B. <a href="Pflanzen%C3%B6le" title="Pflanzenöle">Pflanzenöle</a>, Zucker in Form von <a href="Dicksaft" title="Dicksaft">Dicksaft</a> oder <a href="Melasse" title="Melasse">Melasse</a>) hergestellt werden können. Ein hoher tensidischer Wirkungsgrad und gute <a href="Zersetzung_(Chemie)" title="Zersetzung (Chemie)">biologische Abbaubarkeit</a> sind weitere Gründe, die für die Anwendung von Biotensiden sprechen.

</p><p>Bereits seit einiger Zeit ist die biotechnologische Herstellung von Biotensiden etabliert, jedoch werden sie aufgrund der hohen Produktionskosten bisher nur in Nischenbereichen eingesetzt. Dabei werden bsp. Rhamnose-Lipide (Rhamnolipid) vor allem von <i><a href="Pseudomonas_aeruginosa" title="Pseudomonas aeruginosa">Pseudomonas aeruginosa</a></i>, <a href="Surfactin" title="Surfactin">Surfactin</a> von <i><a href="Bacillus_subtilis" title="Bacillus subtilis">Bacillus subtilis</a></i>, Emulsan von <i>Acinetobacter calcoaceticus</i> und Liposan von <i>Candida lipolytica</i> sowie Sophorose-Lipid (Sophorolipid) von <i>Torulopsis bombicola</i> produziert. Cellobiose-Lipide können in Anwesenheit von <a href="Alkane" title="Alkane">Alkanen</a> oder <a href="Triglycerid" class="mw-redirect" title="Triglycerid">Triglyceriden</a> von dem <a href="Maisbeulenbrand" title="Maisbeulenbrand">Maisbeulenbrand</a> (<i>Ustilago maydis</i>) gebildet werden während Corynomycolate und Trehalose-Lipide durch Bakterien der Gattungen <i><a href="Corynebacterium" title="Corynebacterium">Corynebacterium</a></i> und <i><a href="Arthrobacter" title="Arthrobacter">Arthrobacter</a></i> 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.<sup id="cite_ref-Schmid_2-1" class="reference"><a href="#cite_note-Schmid-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Die <a href="Prozessoptimierung" title="Prozessoptimierung">Prozessoptimierung</a> ist ein Schwerpunkt aktueller biotechnologischer Forschung zu Biotensiden. Durch die sehr guten Tensideigenschaften stellt sich vor allem auch das Problem des <a href="Schaum" title="Schaum">Schäumens</a>. Zwar existieren gute chemische <a href="Antischaummittel" class="mw-redirect" title="Antischaummittel">Antischaummittel</a> (v. a. <a href="Silikon%C3%B6l" class="mw-redirect" title="Silikonöl">Silikonöle</a>), diese können jedoch Einfluss auf die Produktqualität nehmen. In der aktuellen Forschung sind deshalb Alternativen im Test, wie etwa die mechanische Schaumzerstörung.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Einige Biotensid-produzierende Organismen wie beispielsweise <i>Pseudomonas aeruginosa</i>, der einzige Produzent signifikanter Rhamnolipidmengen,<sup id="cite_ref-Hausmann_et_al._2009_1-1" class="reference"><a href="#cite_note-Hausmann_et_al._2009-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> 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.<sup id="cite_ref-Hausmann_et_al._2009_1-2" class="reference"><a href="#cite_note-Hausmann_et_al._2009-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Das Surfactin des <i>Bacillus subtilis</i> besitzt sehr gute Tensideigenschaften, aufgrund seiner <a href="H%C3%A4molyse" title="Hämolyse">haemolytischen</a> Wirkung wird es allerdings nicht angewendet.<sup id="cite_ref-Schmid_2-2" class="reference"><a href="#cite_note-Schmid-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendungspotential_von_Biotensiden">Anwendungspotential von Biotensiden</h2></div>

<p>Die Anwendung von Biotensiden umspannt im Grundlegenden die Anwendungsbereiche chemisch synthetisierter <a href="Tenside" class="mw-redirect" title="Tenside">Tenside</a>. Aufgrund der potentiell besseren biologischen Abbaubarkeit der Biotenside können zusätzlich spezielle, umweltrelevante Anwendungsgebiete erschlossen werden, welche nicht für chemisch synthetisierte Tenside möglich sind. Entsprechende Anwendungsbereiche für Biotenside sind bsp. Nutzungen im Bereich der <a href="Bioremediation" title="Bioremediation">Bioremediation</a> oder Umweltsanierung (z. B. nach größeren Ölkatastrophen Behandlung mit Trehalosedicorynomycolat) und der Tertiären Erdölförderung („<a href="Enhanced_Oil_Recovery" class="mw-redirect" title="Enhanced Oil Recovery">Enhanced Oil Recovery</a>“). Die Hauptanwendungen entsprechen allerdings denen synthetischer Tenside in Haushalts- und Reinigungsprodukten, <a href="Kosmetik" title="Kosmetik">Kosmetik</a>, <a href="Medizin" title="Medizin">Medizin</a>, in der Lebensmittelverfahrenstechnik und in der <a href="Landwirtschaft" title="Landwirtschaft">Landwirtschaft</a> und dem Pflanzenschutz, in denen auch Tenside aus der <a href="Oleochemie" title="Oleochemie">oleochemischen Produktion</a> (direkte chemische Umsetzung von Pflanzenölen) eingesetzt werden.

</p><p>Vor allem Rhamnolipide finden Anwendungen in Haushaltsreinigern (Henkel, <a href="Ecover" title="Ecover">Ecover</a>), Sophorolipide werden vor allem in Japan in Hautcremes eingesetzt.<sup id="cite_ref-Schmid_2-3" class="reference"><a href="#cite_note-Schmid-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-Hausmann_et_al._2009-1"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-Hausmann_et_al._2009_1-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Hausmann_et_al._2009_1-1">b</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Hausmann_et_al._2009_1-2">c</a></sup></span> <span class="reference-text">R. Hausmann, B. Hörmann, M. M. Müller, V. Walter, C. Syldatk: <i>Herstellung mikrobieller Rhamnolipide.</i> Abstract zum Vortrag auf der ProcessNet-Jahrestagung/27. Jahrestagung der Biotechnologen, veröffentlicht in <i>CIT - Chemie Ingenieur Technik.</i> Band 81, Nr. 8, 2009, S. 1212.</span>

</li>

<li id="cite_note-Schmid-2"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-Schmid_2-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Schmid_2-1">b</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Schmid_2-2">c</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Schmid_2-3">d</a></sup></span> <span class="reference-text">Rolf D. Schmid: <i>Taschenatlas der Biotechnologie und Gentechnik.</i> 2. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2006, ISBN 3-527-31310-9, S. 58–59.</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">F. Leitermann: <i>Biotechnologische Herstellung mikrobieller Rhamnolipide.</i> Universität Karlsruhe (TH), Karlsruhe 2008.</span>

</li>

</ol>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>S. Lang, W. Trowitzsch-Kienast: <i>Biotenside.</i> B. G. Teubner, Stuttgart / Leipzig / Wiesbaden 2002, ISBN 3-519-03615-0.</li>

<li>G. Georgiou, S. C. Lin u. a.: <i>Surface-Active Compounds from Microorganisms.</i> In: <i>Bio-Technology.</i> Band 10, Nr. 1, 1992, S. 60–65.</li>

<li>F. Leitermann: <i>Biotechnologische Herstellung mikrobieller Rhamnolipide.</i> Universität Karlsruhe (TH), Karlsruhe 2008, ISBN 978-3-86644-277-1.</li>

<li>S.-C. Lin: <i>Bisurfactants: Recent Advances.</i> In: <i>J. Chem. Tech. Biotechnol.</i> 66, 1996, S. 109–120.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

/* start https://de.wikipedia.org/ */

.mw-parser-output .webarchiv-memento a{color:inherit}

/* end https://de.wikipedia.org/ */

</style><a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20100615142317/http://tebi.blt.kit.edu/552.php">Karlsruher Institut für Technologie: Prozessentwicklung zur Produktion von Biotensiden (Projekt)</a> (<span class="webarchiv-memento"><a href="Webarchivierung#Begrifflichkeiten" title="Webarchivierung">Memento</a></span> vom 15. Juni 2010 im <i><a href="Internet_Archive" title="Internet Archive">Internet Archive</a></i>)</li>

<li><span class="cite">Andrea Hoferichter: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.berliner-zeitung.de/tenside-aus-nachwachsenden-rohstoffen-statt-aus-mineraloel-herzustellen-ist-bislang-sehr-teuer-mit-neuen-verfahren-soll-sich-das-nun-aendern-kleine-helfer-fuer-umweltfreundliche-waschmittel-li.15526"><i>Kleine Helfer für umweltfreundliche Waschmittel.</i></a> In: <i><a href="Berliner_Zeitung" title="Berliner Zeitung">Berliner Zeitung</a>.</i> 26. April 2007,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 14. Juni 2015</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ABiotenside&rft.title=Kleine+Helfer+f%C3%BCr+umweltfreundliche+Waschmittel&rft.description=Kleine+Helfer+f%C3%BCr+umweltfreundliche+Waschmittel&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.berliner-zeitung.de%2Ftenside-aus-nachwachsenden-rohstoffen-statt-aus-mineraloel-herzustellen-ist-bislang-sehr-teuer-mit-neuen-verfahren-soll-sich-das-nun-aendern-kleine-helfer-fuer-umweltfreundliche-waschmittel-li.15526&rft.creator=Andrea+Hoferichter&rft.date=2007-04-26"> </span></li></ul></div><div><div class="zim-footer">

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