Valutazione di biosurfattanti sintetizzati come promettenti inibitori della corrosione e agenti antibatterici e antidermatofitici alternativi

May 10, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 2585 (2023) Citare questo articolo

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Questo studio ha studiato diversi tensioattivi a base di aminoacidi (AAS), noti anche come biotensioattivi, tra cui sodio N-dodecil asparagina (AS), sodio N-dodecil triptofano (TS) e sodio N-dodecil istidina (HS) per il loro potenziale anticorrosivo , proprietà antibatteriche e antidermatofitiche. Le tecniche chimiche ed elettrochimiche sono state impiegate per esaminare l'efficacia di inibizione della corrosione del rame in una soluzione di H2SO4 (1,0 M) a 298 K. I risultati hanno indicato le loro promettenti efficienze di inibizione della corrosione (% IE), che variavano con le strutture e le concentrazioni del biosurfattante e le concentrazioni di mezzo corrosivo. Valori % IE più elevati sono stati attribuiti all'adsorbimento del tensioattivo sulla superficie del rame e alla produzione di una pellicola protettiva. L'adsorbimento era in accordo con l'isoterma di adsorbimento di Langmuir. Sono stati chiariti la cinetica e i meccanismi della corrosione del rame e la sua inibizione da parte degli AAS esaminati. I tensioattivi si sono comportati come inibitori di tipo misto con priorità anodica minore. I valori di % IE ottenuti dalla tecnica di perdita di peso a 500 ppm dei tensioattivi testati sono stati impostati su 81, 83 e 88 rispettivamente per AS, HS e TS. I valori di % IE acquisiti da tutte le tecniche applicate erano quasi coerenti e sono stati aumentati nell'ordine: TS > HS ≥ AS, stabilendo la validità di questo studio. Questi tensioattivi hanno anche mostrato forti attività ad ampio spettro contro batteri e dermatofiti patogeni Gram-negativi e Gram-positivi. L’HS ha mostrato la più alta attività antimicrobica seguita da TS e AS. La sensibilità dei batteri patogeni variava rispetto agli AAS testati. Shigella dissenteriae e Trichophyton mantigrophytes sono risultati essere i patogeni più sensibili. L'HS ha mostrato la più alta attività antibatterica contro Shigella dissenteriae, Bacillus cereus, E. coli, K. pneumoniae e S. aureus attraverso la formazione di zone chiare rispettivamente di 70, 50, 40, 39 e 35 mm di diametro. Gli AAS hanno anche mostrato una forte attività antifungina contro tutte le muffe e i funghi dermatofiti testati. L'HS ha causato zone di inibizione di 62, 57, 56, 48 e 36 mm di diametro rispettivamente contro Trichophyton mantigrophytes, Trichophyton rubrum, Candida albicans, Trichosporon cataneum e Cryptococcus neoformans. Le concentrazioni letali minime degli AAS variavano da 16 a 128 µg/ml. HS ha presentato il valore più basso (16 µg/ml) contro i patogeni testati seguito da TS (64 µg/ml) e AS (128 µg/ml). Pertanto, gli AAS, in particolare l’HS, potrebbero fungere da efficace agente antimicrobico alternativo contro i batteri patogeni di origine alimentare e i funghi dermatofiti associati alle infezioni della pelle.

La corrosione metallica, un processo naturale, è il degrado delle strutture metalliche, della resistenza e dell'aspetto che porta a enormi perdite per l'economia globale1,2,3,4,5,6. Gli inibitori della corrosione vengono impiegati per la protezione delle superfici metalliche7,8,9. Sono composti speciali contenenti determinati gruppi funzionali, anelli aromatici e/o eterociclici, strutture piane coniugate ed eteroatomi. Queste caratteristiche ne favoriscono l'adsorbimento sulle superfici metalliche che determinano anche l'efficacia degli inibitori10,11,12. A causa delle proprietà di interfaccia e di impatto sulla superficie, i tensioattivi sono ampiamente utilizzati in varie applicazioni industriali vitali13,14,15,16,17. I valori più bassi di concentrazione micellare critica dei tensioattivi facilitano la loro migrazione e l'adsorbimento sulle superfici e inibiscono la corrosione della superficie metallica18,19. Per questo motivo numerosi tensioattivi sono stati impiegati come inibitori della corrosione per la protezione dei materiali metallici dalla corrosione20,21,22,23,24. Gli amminoacidi naturali e gli acidi grassi o i loro derivati ​​dalla fonte oleochimica vengono condensati per preparare tensioattivi a base di amminoacidi (AAS) biodegradabili e biocompatibili14,15,16. La minore tossicità, le proprietà emulsionanti e la migliore attività superficiale degli AAS ne consentono l'applicazione negli alimenti25,26,27. Le migliori proprietà antifungine, antimicrobiche, di attività superficiale e rispettose dell'ambiente degli AAS rispetto ai tensioattivi tradizionali spingono i ricercatori a cercare nuovi tensioattivi14,15,16. Alcuni AAS sono stati precedentemente studiati per l'inibizione di superfici metalliche come la corrosione dell'acciaio al carbonio in mezzi acquosi neutri e alcalini14, la corrosione dell'acciaio dolce in HCl15, in soluzioni neutre16 e la corrosione del ferro Sabic in diversi mezzi17.