Биополимери
Биополимери су макромолекулска једињења, молекулске масе од неколико хиљада до неколико стотина хиљада, који се у природи налазе као делови биљних или животињских ткива. За такве материјале каже се да потичу из обновљивих извора (енг. renewable resources).
Класификација биополимера
[уреди | уреди извор]То су међусобно врло различита и сложена једињења. Могу се сврстати у неколико група:
- Полисахариди
- Лигнин или полимерни материјали на бази кониферил алкохола
- Протеини (беланчевине) или природни полиамиди
- Природни каучук
- Природне смоле[1]
Три типа биополимера који су од есенцијалног значаја за живот су угљени хидрати, беланчевине и нуклеинске киселине. Преко угљених хидрата и њиховом разградњом, сунчана енергија се користи за одржавање живота; помоћу беланчевина катализују се реакције које су укључене у животне процесе, а значај нуклеинских киселина је у томе што имају читав низ функција као што је на пример, улога преносиоца наследних особина и синтеза беланчевина у ћелијама[2].
Подела биополимера према пореклу и начину добијања
[уреди | уреди извор]На основу порекла и начина добијања полимера из обновљивих извора у ширем смислу сматрају се три групе полимера:
Полимери екстраховани/изоловани директно из биомасе
[уреди | уреди извор]Ова категорија биополимера је највише присутна на тржишту. Полимери ове категорије добијају се од биљака, морских и домаћих животиња. Примери су полисахариди, целулоза, скроб и цитин, протеини сурутке, казеин, колаген, протеини соје, миофибриларни протеини животињске мускулатуре, итд. Ови материјали имају добра баријерна својства за гасове, али су веома хидрофилни[3].
Полимери произведени класичном хемијском синтезом из мономера пореклом из обновљивих извора
[уреди | уреди извор]Пример је полилактид или поли(лактидна киселина), (ПЛА), биополиестер синтетизиран из млечне киселине. Мономер, млечна киселина, производи се ферментацијом угљенохидрата (слика 1).
Полимери синтетизовани у микроорганизмима или генетски модификованим бактеријама.
[уреди | уреди извор]До данас ову групу чине углавном поли(хидрокси-алканоати): поли(хидрокси-бутират), (ПХБ), слика 2 , поли(хидрокси-валерат) (ПВА) и њихови кополимери, а у току су и истраживања бактеријски синтетизоване целулозе(Андричић, 2009 ; Буцци и др., 2005).
Најважнији биополимери могу се поделити и према начину везивања појединих основних јединица у макромолекули. Високо молекуларни угљени хидрати могу се сматрати полиацеталима. У протеинима су основне јединице везане амидним везама, а нуклеинске киселине су у основи полиестри, где фосфорна киселина делује као бифункционална киселина[4].
Примена биополимера
[уреди | уреди извор]Попут синтетичких полимера и природни полимери ретко се употребљавају у сировом облику, већ се за одређене примене модификују или им се додају различити додаци односно адитиви, као што су пунила, пигменти, стабилизатори, омекшивачи и као такве смесе називају се природни полимерни материјали. Адитиви, иако присутни у релативно малим концентрацијама, битно побољшавају једну или више особина па се тако добијају употребљиви полимерни материјали у различитим индустријама (текстилна, прехрамбена, фармацеутска, козметичка, инд. боја и лакова итд.). Неки природни полимери већ се приликом изолације из сировине добијају у модификованом облику (као нпр. алгинска киселина у облику алгината). Већина природних полимера биолошки је разградљива (биоразградљиви полимери) тј. могу се разградити деловањем микроорганизама (бактерија, гљивица, алги) до угљен диоксида и воде у аеробним, односно угљен диоксида и метана у анаеробним условима у прихватљивом временском периоду (који се разликује од полимера до полимера). На брзину биоразградње утичу фактори околине и особина полимерног материјала (структура, морфологија, кристалиничност, функционалност, топљивост и молекулна маса)(Андричић, 2009). Биоразградљиви полимери су нашли примену за израду амбалаже (фолије и посуде за једнократну примену), у медицини : као имплатанти, хируршки конци, итд., у пољопривреди као фолије за заштиту семена и компоста[5].
Референце
[уреди | уреди извор]Литература
[уреди | уреди извор]- Андричић, Б. (2009 )Природни полимерни материјали : Приручник, Кемијско-технолошки факултет Свеучилишта у Сплиту, Сплит, 1-3.
- Буцци D. З., Таварес L. Б. Б. анд Селл I. (2005) ПХБ пацкагинг фор тхе стораге оф фоод продуцтс . Полyмер Тестинг, 24 (5): 564- 571.
- Карлсон, П. (1989) Биокемија, Школска књига, Загреб, 14-15.
- Немет, Н.(2015) Биополимери у производњи амбалаже, У: Технологија хране, Енциклопедија, Нови Сад.http://www.tehnologijahrane.com/enciklopedija/biopolimeri-proizvodnji-ambalae
- Николић, M.С., Полети, D., Ђонлагић, Ј.(2003)Биодеградабилни полиестри на бази ћилибарне киселине, Хемијска индустрија, 57(11) 526-535.
- Петровић, С.D.; Мијин, D.Ж.; Стојановић, Н.D. (2005) Хемија природних органских једињења, Технолођко-металуршки факултет, Универзитет у Београду, Београд, 283.