Biopolimeri

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу
ADN animation.gif

Biopolimeri su makromolekulska jedinjenja, molekulske mase od nekoliko hiljada do nekoliko stotina hiljada, koji se u prirodi nalaze kao delovi biljnih ili životinjskih tkiva. Za takve materijale kaže se da potiču iz obnovljivih izvora (eng. renewable resources).

Klasifikacija biopolimera[уреди]

To su međusobno vrlo različita i složena jedinjenja. Mogu se svrstati u nekoliko grupa:

Tri tipa biopolimera koji su od esencijalnog značaja za život su ugljeni hidrati, belančevine i nukleinske kiseline. Preko ugljenih hidrata i njihovom razgradnjom, sunčana energija se koristi za održavanje života; pomoću belančevina katalizuju se reakcije koje su uključene u životne procese, a značaj nukleinskih kiselina je u tome što imaju čitav niz funkcija kao što je na primer, uloga prenosioca naslednih osobina i sinteza belančevina u ćelijama [2].

Podela biopolimera prema poreklu i načinu dobijanja[уреди]

Na osnovu porekla i načina dobijanja polimera iz obnovljivih izvora u širem smislu smatraju se tri grupe polimera:


Polimeri ekstrahovani/izolovani direktno iz biomase[уреди]

Ova kategorija biopolimera je najviše prisutna na tržištu. Polimeri ove kategorije dobijaju se od biljaka, morskih i domaćih životinja. Primeri su polisaharidi, celuloza, skrob i citin, proteini surutke, kazein, kolagen, proteini soje, miofibrilarni proteini životinjske muskulature, itd. Ovi materijali imaju dobra barijerna svojstva za gasove, ali su veoma hidrofilni [3].


Polimeri proizvedeni klasičnom hemijskom sintezom iz monomera poreklom iz obnovljivih izvora[уреди]

Primer je polilaktid ili poli(laktidna kiselina), (PLA), biopoliester sintetiziran iz mlečne kiseline. Monomer, mlečna kiselina, proizvodi se fermentacijom ugljenohidrata (slika 1).

Proces sinteza polilaktida

Polimeri sintetizovani u mikroorganizmima ili genetski modifikovanim bakterijama.[уреди]

Do danas ovu grupu čine uglavnom poli(hidroksi-alkanoati): poli(hidroksi-butirat), (PHB), slika 2 , poli(hidroksi-valerat) (PVA) i njihovi kopolimeri, a u toku su i istraživanja bakterijski sintetizovane celuloze(Andričić, 2009 ; Bucci i dr., 2005).

Proces sinteze poli(hidroksi-butirata), (CoA-koenzim A)

Najvažniji biopolimeri mogu se podeliti i prema načinu vezivanja pojedinih osnovnih jedinica u makromolekuli. Visoko molekularni ugljeni hidrati mogu se smatrati poliacetalima. U proteinima su osnovne jedinice vezane amidnim vezama, a nukleinske kiseline su u osnovi poliestri, gde fosforna kiselina deluje kao bifunkcionalna kiselina [4].

Primena biopolimera[уреди]

Poput sintetičkih polimera i prirodni polimeri retko se upotrebljavaju u sirovom obliku, već se za određene primene modifikuju ili im se dodaju različiti dodaci odnosno aditivi, kao što su punila, pigmenti, stabilizatori, omekšivači i kao takve smese nazivaju se prirodni polimerni materijali. Aditivi, iako prisutni u relativno malim koncentracijama, bitno poboljšavaju jednu ili više osobina pa se tako dobijaju upotrebljivi polimerni materijali u različitim industrijama (tekstilna, prehrambena, farmaceutska, kozmetička, ind. boja i lakova itd.). Neki prirodni polimeri već se prilikom izolacije iz sirovine dobijaju u modifikovanom obliku (kao npr. alginska kiselina u obliku alginata). Većina prirodnih polimera biološki je razgradljiva (biorazgradljivi polimeri) tj. mogu se razgraditi delovanjem mikroorganizama (bakterija, gljivica, algi) do ugljen dioksida i vode u aerobnim, odnosno ugljen dioksida i metana u anaerobnim uslovima u prihvatljivom vremenskom periodu (koji se razlikuje od polimera do polimera). Na brzinu biorazgradnje utiču faktori okoline i osobina polimernog materijala (struktura, morfologija, kristaliničnost, funkcionalnost, topljivost i molekulna masa)(Andričić, 2009). Biorazgradljivi polimeri su našli primenu za izradu ambalaže (folije i posude za jednokratnu primenu), u medicini : kao implatanti, hiruški konci, itd., u poljoprivredi kao folije za zaštitu semena i komposta[5].

Reference[уреди]

  1. ^ Andričić, 2009
  2. ^ Petrović et al,2005
  3. ^ Nemet, 2015
  4. ^ Karlson, 1989
  5. ^ Nikolić i dr., 2003

Literatura[уреди]

  1. Andričić, B. (2009 )Prirodni polimerni materijali : Priručnik, Kemijsko-tehnološki fakultet Sveučilišta u Splitu, Split, 1-3.
  2. Bucci D. Z., Tavares L. B. B. and Sell I. (2005) PHB packaging for the storage of food products . Polymer Testing, 24 (5): 564- 571.
  3. Karlson, P. (1989) Biokemija, Školska knjiga, Zagreb, 14-15.
  4. Nemet, N.(2015) Biopolimeri u proizvodnji ambalaže, U: Tehnologija hrane, Enciklopedija, Novi Sad.http://www.tehnologijahrane.com/enciklopedija/biopolimeri-proizvodnji-ambalae
  5. Nikolić, M.S., Poleti, D., Đonlagić, J.(2003)Biodegradabilni poliestri na bazi ćilibarne kiseline, Hemijska industrija, 57(11) 526-535.
  6. Petrović, S.D.; Mijin, D.Ž.; Stojanović, N.D. (2005) Hemija prirodnih organskih jedinjenja, Tehnolođko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu, Beograd, 283.