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Biosurfactantes microbianos para una Cosmética Sostenible con lipofilicos

Aunque los biosurfactantes derivados de fuentes vegetales o animales ya se utilizan en la industria, los sintéticos tradicionales los superan ampliamente. Se han estudiado y considerado posibles los compuestos tensioactivos de origen microbiano como alternativas a los tensioactivos tradicionales

Los microorganismos producen biosurfactantes para mejorar la movilidad celular, proporcionar acceso a nutrientes o facilitar el crecimiento en el medio ambiente. La producción de surfactantes por algunas cepas de bacterias y levaduras es de fundamental importancia para que el microorganismo tenga acceso a nutrientes inutilizables. 

En comparación con sus homólogos sintetizados químicamente, los tensioactivos microbianos pueden superar los problemas de reacciones adversas, con baja toxicidad cutánea; excelentes propiedades de superficie; y una amplia adaptabilidad de pH, temperatura y salinidad. 
El límite principal para la expansión del uso de los biosurfactantes siguen siendo la escasez de métodos de producción a partir de recursos renovables de bajo costo.

BIOSURFACTANTES CON BAJO PESO MOLECULAR

Glucolípidos

Se pueden producir a partir de materias primas económicas que están disponibles en grandes cantidades, como desechos industriales y subproductos oleosos. Además, la eficiencia de producción de glicolípidos utilizando microorganismos se ha mejorado, junto con el progreso en biotecnología como resultado de la mejora de condiciones de fermentación y la optimización de la producción mediante la metodología de superficie de respuesta.

  • Ramnolípidos: La pseudomonas aeruginosa produce una clase de glicolípidos llamados ramnolípidos. Tienen características aniónicas y son tensioactivos hidrofílicos. Los biosurfactantes de ramnolípidos son más eficientes que los tensioactivos sintéticos tradicionales. Existen cosméticos que contienen ramnolípidos patentados y utilizados como antiarrugas y antienvejecimiento.
  •  Lípidos de trehalosa: Se producen principalmente por bacterias Gram-positivas, con alto contenido de Guanina-Citosina. Mostraron buenos resultados en pruebas de solubilización y biodegradación en numerosos compuestos orgánicos hidrofóbicos. Además, la trehalosa presenta propiedades antibacterias y antivirales.
  • Sophorolípidos: Son producidos principalmente por cepas de levadura como Candida bombicola , Candida magnoliae , Candida apicola y Candida bogoriensis cuando se cultivan con carbohidratos y sustratos lipofílicos. Tienen propiedades como agentes de descamación y despigmentación; agentes para tratamiento de la celulitis; y activos anti-edad.

Lipopéptidos y Lipoproteínas

  • Surfactina: Es un biosurfactante de tipo lipopéptido producido por Bacillus subtilis. Presenta estabilidad a la temperatura y a las condiciones de pH amplio. Se dice que la surfactina es uno de los biosurfactantes más útiles identificados hasta la fecha. Posee actividad antimicoplásmica, antibacteriana y antiinflamatoria.
  • Iturin: Es un lipopéptido que contiene siete residuos de aminoácidos cerrados a través de un anillo de lactama. Se descubrió que es muy activo contra la mayoría de hongos fitopatógenos.
  • Gramicidina: Es un agente tensioactivo que pertenece a la clase de biosurfactantes de lipopéptidos que presenta una interesante actividad antibiótica.
  • Polimixinas: Las polimixinas son productos de fermentación de la bacteria Bacillus polymyxa . Son biosurfactantes tensioactivos que presentan actividad antimicrobiana contra una amplia gama de bacilos aeróbicos gramnegativos. 
  • Antibiótico TA (megovalcina): Es un metabolito secundario macrocíclico producido por mixobacterias. Es un agente bactericida rápido y tiene actividad contra muchos Gram-negativos y algunas bacterias Gram- positivas. 

 Ácidos grasos, fosfolípidos y lípidos neutros

Algunas bacterias y cepas de levadura pueden producir una gran cantidad de fosfolípidos y biosurfactantes ácidos durante el crecimiento en un medio de cultivo que contiene n-alcanos.
Los fosfolípidos se encuentran en cualquier microorganismo, pero hay pocos ejemplos de producción extracelular. Los ácidos grasos y los lípidos se encuentran en todas las células microbianas y a menudo se observan como productos extracelulares. La mayoría de estos lípidos, incluidos los alcoholes, los ácidos carboxílicos, los ésteres y los mono-, di-, y triglicéridos, se ha demostrado que tienen cierto grado de actividad superficial

  • Ácidos corinomicólicos: Algunas cepas bacterianas pueden producir un complejo de ácidos grasos que contienen grupos hidroxilo y ramas alquilo . Uno de estos complejos de ácidos grasos, denominados ácido corinomicólico, es un biosurfactante altamente eficaz.
  • Fosfatidiletanolaminas: Pertenecen a la clase de fosfolípidos y están presentes en membranas. Se ha observado que algunas especies de microorganismos pueden mejorar la solubilidad y para metabolizar n-alcanos de cadena larga, en muchos casos esta actividad se ha atribuido a la producción de componentes extracelulares por bacterias cultivadas en hidrocarburos.

ALTO PESO MOLECULAR

Particulados

Son producidos por algunas cepas bacterianas en el espacio extracelular. Están organizados en vesículas capaces de formar microemulsiones que influyen tanto en la movilidad en el medio hidrocarbonado y la eventual absorción de alcanos de la célula.

  • Vesículas: Un ejemplo de este tipo de biosurfactante que presenta actividad emulsionante son las vesículas producidas por Acinetobacter spp. cepa HO1-N. Con un diámetro de 20 a 50 nm y una densidadde 1.158 g / cm 3 están compuestos de proteínas, fosfolípidos y lipopolisacáridos.
  • Células microbianas enteras: Debido a su naturaleza hidrofóbica, células microbianas pueden mostrar actividad superficial, por lo que se pueden clasificar como biosurfactantes.

Poliméricos

Una gran cantidad de especies bacterianas de diversos géneros producen polímeros exocelulares, tensioactivos compuestos de proteínas, polisacáridos, lipoproteínas, lipopolisacáridos o complejos mezclas de estos biopolímeros.

  • Emulsan: Es un complejo producido por Acinetobacter RAG-1, la actividad superficial es atribuible a la presencia de ácidos grasos que están unidos a la cadena principal de polisacárido a través de enlaces O-éster y N- acilo. Resulta útil en una amplia variedad de emulsiones de hidrocarburos en agua, ya que forma un película consistente en la interfaz entre las dos fases.
  • Liposan: Es un bioemulsificador extracelular, soluble en agua, producido por Candida lipolytica. Está compuesto de 17% de proteínas y 83% de carbohidratos. Se ha utilizado eficazmente para estabilizar emulsiones de O / W, incluyendo una variedad de aceites vegetales.
  • Alasan: Este bioemulsionante es un complejo de polisacáridos, alanina y proteínas. Puede emulsionar eficientemente varios tipos de hidrocarburos, aceites crudos y parafinas. 
  • Manoproteínas: Estas glicoproteínas se obtienen de las estructuras de la pared celular de las levaduras. Estas proteínas pueden formar emulsiones estables con varios hidrocarburos, solventes orgánicos y aceites usados, sugiriendo sus aplicaciones potenciales como agentes de limpieza

Los biosurfactantes tienen ciertas ventajas sobre los tensioactivos sintetizados químicamente, como mejor biodegradabilidad, compatibilidad ambiental superior y, en algunos casos, mayor propiedad de espuma y actividad conservada incluso a alta temperatura y pH. Estas moléculas presentan un bajo perfil toxicológico, pero también tienen algunas desventajas como muy bajo rendimiento de producción, dificultad para obtener productos puros y estandarizados, y costosos procesos de producción.
Avances en estos aspectos pueden conducir a la mejora necesaria para explotar su uso en cosmética sostenible a través de producción a gran escala de estos ingredientes multifuncionales.

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