Biopolimeri
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 | уреди извор]To su međusobno vrlo različita i složena jedinjenja. Mogu se svrstati u nekoliko grupa:
- Polisaharidi
- Lignin ili polimerni materijali na bazi koniferil alkohola
- Proteini (belančevine) ili prirodni poliamidi
- Prirodni kaučuk
- Prirodne smole[1]
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 | уреди извор]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 | уреди извор]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 | уреди извор]Primer je polilaktid ili poli(laktidna kiselina), (PLA), biopoliester sintetiziran iz mlečne kiseline. Monomer, mlečna kiselina, proizvodi se fermentacijom ugljenohidrata (slika 1).
Polimeri sintetizovani u mikroorganizmima ili genetski modifikovanim bakterijama.
[уреди | уреди извор]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).
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 | уреди извор]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, hirurški konci, itd., u poljoprivredi kao folije za zaštitu semena i komposta[5].
Reference
[уреди | уреди извор]Literatura
[уреди | уреди извор]- Andričić, B. (2009 )Prirodni polimerni materijali : Priručnik, Kemijsko-tehnološki fakultet Sveučilišta u Splitu, Split, 1-3.
- 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.
- Karlson, P. (1989) Biokemija, Školska knjiga, Zagreb, 14-15.
- Nemet, N.(2015) Biopolimeri u proizvodnji ambalaže, U: Tehnologija hrane, Enciklopedija, Novi Sad.http://www.tehnologijahrane.com/enciklopedija/biopolimeri-proizvodnji-ambalae
- Nikolić, M.S., Poleti, D., Đonlagić, J.(2003)Biodegradabilni poliestri na bazi ćilibarne kiseline, Hemijska industrija, 57(11) 526-535.
- Petrović, S.D.; Mijin, D.Ž.; Stojanović, N.D. (2005) Hemija prirodnih organskih jedinjenja, Tehnolođko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu, Beograd, 283.
