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[[Datei:Glycolipide.png|mini|300px|Glycolipide stellen die größte Gruppe der Biotenside dar. Hier dargestellt ist die Struktur der Glycolipide sowie der Untergruppen ''Glycero-'' und ''Sphingo-Glycolipide'' (als Zucker [[Traubenzucker|α-<small>D</small>-Glucopyranose]])]]

'''Biotenside''' sind [[Tenside]]moleküle mikrobieller Herkunft, die auf der Basis von Pflanzenöl- und Zuckersubstraten hergestellt werden können. Ebenso wie Tenside nicht-mikrobieller Herkunft sind Biotenside [[amphiphil]], besitzen also sowohl einen [[hydrophob]]en als auch einen [[hydrophil]]en Molekülteil. Dank dieses amphiphilen Charakters werden sie eingesetzt, um Oberflächenspannungen oder Grenzflächenspannungen herabzusetzen.

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.<ref name="Hausmann et al. 2009">R. Hausmann, B. Hörmann, M. M. Müller, V. Walter, C. Syldatk: ''Herstellung mikrobieller Rhamnolipide.'' Abstract zum Vortrag auf der ProcessNet-Jahrestagung/27. Jahrestagung der Biotechnologen, veröffentlicht in ''CIT - Chemie Ingenieur Technik.'' Band 81, Nr. 8, 2009, S. 1212.</ref> Ihre [[Kritische Mizellbildungskonzentration]] (CMC) ist jedoch technisch mit derjenigen konventioneller nichtionischer Tenside vergleichbar.<ref name="Schmid" />

== Eigenschaften ==
Oberflächenaktive Substanzen mikrobieller Herkunft können in chemisch unterschiedliche Gruppen eingeteilt werden. Dabei kommt den [[Glykolipide]]n, den [[Lipopeptide]]n und [[Lipoaminosäuren]], den [[Lipoproteine]]n und [[Lipopolysaccharide]]n sowie den [[Phospholipide]]n, Mono- und Diglyceriden und [[Fettsäuren]] besondere Bedeutung zu.

Die Glykolipide sind die am weitesten verbreitete Gruppe niedermolekularer Biotenside und können unterteilt werden in:
* [[Rhamnolipid|Rhamnoselipide]]
* [[Sophoroselipide]]
* Trehalose- und andere mycolsäurehaltige Glycolipide
* Cellobiose- und Mannosylerythritollipide

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.

== Biotechnologische Herstellung von Biotensiden ==
[[Datei:Pseudomonas.jpg|mini|''Pseudomonas aeruginosa'' als Hauptproduzent für Rhamnolipide]]
[[Datei:Rhamnolipides V1.svg|mini|Strukturformel eines Rhamnolipids (ohne Angaben zur [[Stereochemie]] in der Seitenkette).]]
Biotenside, die mithilfe von [[Bakterien]] oder Pilzen hergestellt werden, sind von großem Interesse für die [[Industrielle Biotechnologie]]. Ein Vorteil gegenüber der petrochemischen Herstellung von Tensiden ist, dass Biotenside auf Basis [[Nachwachsender Rohstoff|nachwachsender Rohstoffe]] (z. B. [[Pflanzenöle]], Zucker in Form von [[Dicksaft]] oder [[Melasse]]) hergestellt werden können. Ein hoher tensidischer Wirkungsgrad und gute [[Zersetzung (Chemie)|biologische Abbaubarkeit]] sind weitere Gründe, die für die Anwendung von Biotensiden sprechen.

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 ''[[Pseudomonas aeruginosa]]'', [[Surfactin]] von ''[[Bacillus subtilis]]'', [[Emulsan]] von ''[[Acinetobacter calcoaceticus]]'' und [[Liposan]] von ''[[Candida lipolytica]]'' sowie [[Sophorose-Lipid]] (Sophorolipid) von ''[[Torulopsis bombicola]]'' produziert. [[Cellobiose-Lipide]] können in Anwesenheit von [[Alkane]]n oder [[Triglycerid]]en von dem [[Maisbeulenbrand]] (''Ustilago maydis'') gebildet werden während [[Corynomycolate]] und [[Trehalose-Lipide]] durch Bakterien der Gattungen ''[[Corynebacterium]]'' und ''[[Arthrobacter]]'' 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.<ref name="Schmid" />

Die [[Prozessoptimierung]] ist ein Schwerpunkt aktueller biotechnologischer Forschung zu Biotensiden. Durch die sehr guten Tensideigenschaften stellt sich vor allem auch das Problem des [[Schaum|Schäumens]]. Zwar existieren gute chemische [[Antischaummittel]] (v. a. [[Silikonöl]]e), diese können jedoch Einfluss auf die Produktqualität nehmen. In der aktuellen Forschung sind deshalb Alternativen im Test, wie etwa die mechanische Schaumzerstörung.<ref>F. Leitermann: ''Biotechnologische Herstellung mikrobieller Rhamnolipide.'' Universität Karlsruhe (TH), Karlsruhe 2008.</ref>

Einige Biotensid-produzierende Organismen wie beispielsweise ''Pseudomonas aeruginosa'', der einzige Produzent signifikanter Rhamnolipidmengen,<ref name="Hausmann et al. 2009" /> 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.<ref name="Hausmann et al. 2009" /> Das Surfactin des ''Bacillus subtilis'' besitzt sehr gute Tensideigenschaften, aufgrund seiner [[Hämolyse|haemolytischen]] Wirkung wird es allerdings nicht angewendet.<ref name="Schmid" />

== Anwendungspotential von Biotensiden ==
Die Anwendung von Biotensiden umspannt im Grundlegenden die Anwendungsbereiche chemisch synthetisierter [[Tenside]]. 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 [[Bioremediation]] oder Umweltsanierung (z. B. nach größeren Ölkatastrophen Behandlung mit [[Trehalosedicorynomycolat]]) und der [[Tertiäre Erdölförderung|Tertiären Erdölförderung]] („[[Enhanced Oil Recovery]]“). Die Hauptanwendungen entsprechen allerdings denen synthetischer Tenside in Haushalts- und Reinigungsprodukten, [[Kosmetik]], [[Medizin]], in der [[Lebensmittelverfahrenstechnik]] und in der [[Landwirtschaft]] und dem Pflanzenschutz, in denen auch Tenside aus der [[Oleochemie|oleochemischen Produktion]] (direkte chemische Umsetzung von Pflanzenölen) eingesetzt werden.

Vor allem Rhamnolipide finden Anwendungen in Haushaltsreinigern (Henkel, [[Ecover]]), Sophorolipide werden vor allem in Japan in Hautcremes eingesetzt.<ref name="Schmid">[[Rolf D. Schmid]]: ''Taschenatlas der Biotechnologie und Gentechnik.'' 2. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2006, ISBN 3-527-31310-9, S. 58–59.</ref>

== Einzelnachweise ==
<references />

== Literatur ==
* S. Lang, W. Trowitzsch-Kienast: ''Biotenside.'' B. G. Teubner, Stuttgart / Leipzig / Wiesbaden 2002, ISBN 3-519-03615-0.
* G. Georgiou, S. C. Lin u. a.: ''Surface-Active Compounds from Microorganisms.'' In: ''Bio-Technology.'' Band 10, Nr. 1, 1992, S. 60–65.
* F. Leitermann: ''Biotechnologische Herstellung mikrobieller Rhamnolipide.'' Universität Karlsruhe (TH), Karlsruhe 2008, ISBN 978-3-86644-277-1.
* S.-C. Lin: ''Bisurfactants: Recent Advances.'' In: ''J. Chem. Tech. Biotechnol.'' 66, 1996, S. 109–120.

== Weblinks ==
* {{Webarchiv | url=http://tebi.blt.kit.edu/552.php | wayback=20100615142317 | text=Karlsruher Institut für Technologie: Prozessentwicklung zur Produktion von Biotensiden (Projekt)}}
* {{Internetquelle
|url=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
|titel=Kleine Helfer für umweltfreundliche Waschmittel
|autor=Andrea Hoferichter
|werk=[[Berliner Zeitung]]
|datum=2007-04-26
|zugriff=2015-06-14}}

[[Kategorie:Tensid|!Biotenside]]

Biotenside - Versionsgeschichte

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