Gizarte eta ekonomiaren hedapenak plastikoen erabileran eragin handia izan du. Plastiko hauetan erabiltzen diren jatorri petrokimikoko polimeroak (polipropilenoa PP, polietilen tereftalatoa PET edo polietilenoa PE), propietate onuragarriak erakusten dituztenez eta ekonomikoki merkeak direnez, eguneroko bizitzan erabiltzen dira, batez ere paketatze industrian. Hala ere, plastiko hauek arazo larriak erakusten dituzte ingurumenerako biodegradagarriak ez direlako. Izan ere, polimero hauen biziraupena luzeegia da eta bere erabilpena amaitzen denean zabortegietan metatzen dira inolako irtenbiderik gabe. Arazo honi aurre egiteko irtenbide bat biopolimeroen erabilpena sustatzea da.
Biopolimero hauen artean, poliazido laktikoa (PLA) dago. Hau, bioiturrietatik eratorria eta biodegradagarria den biopolimeroa da, beraz oso aproposa da, batez ere, L-isomeroa (PLLA), paketatze-industrian erabiltzeko eta jatorri petrokimikoko polimeroak ordezkatzeko. Gainera, PLLA gardena, ez toxikoa eta ingurumenarekiko propietate ez-kutsakorrak dauzka. Hala ere, ezaugarri desegokiak ere baditu: zurruntasun handia eta hidrofobotasuna (urarekiko afinitate txikia).
Azken ezaugarri honengatik, bakterioak gainazalera adsorbatzen dira, biofilmen (mikroorganismoen komunitateen) eraketa faboratuz. Hau arazo larria da elikagaien paketatze-industrian, izan ere, biofilmak elikagaiak paketatuta dauden gainazalean sortuko dira, elikagaiak kutsatuz eta hondatuz, gaixotasun larriak sortu ahal izanik. Beraz, bakterioen aurkako ezaugarriak erakustea funtsezkoa da elikagaiak paketatzeko material ideala lortzearren.
Biofilmen eraketa saihesteko, paketatzerako erabiliko den materialaren gainazala espezifikoki aldatu ahal da mikroorganismoen inhibizioan edo suntsiketa eragiten duen paketatze aktibo bat diseinatuz. Gainera, materialaren gainazala soilik aldatzeak abantailak dauzka, horrela materialaren gainazal propietateak bakarrik aldatzen direlako, material osoaren gainontzeko ezaugarriak mantenduz.
Gaur egungo bakterioen aurkako erronkan estrategia desberdinak bilatzen ari dira. Estrategietako bat bakterioen adhesioa murriztean datza. Horretarako, azken urteotan bi bide desberdin erabili dira nagusiki: gainazalen hidrofilotasuna, edo urarekiko afinitatea, handitzea eta topografia aldatzea. Hidrofilitatearen handipena talde kimiko bereziak txertatuz lortu daiteke eta topografiaren aldaketa poroak edota nanoarkitekturak materialaren gainazalean sortuz sustatu daiteke.
Beste aldetik, bakterioen kontrako borrokan ikertzen ari den beste estrategia bat itsatsitako bakterioen suntsipena da. Bakterioen suntsipena eragiteko ere ondorengo bi aukera aurkitu dira: materialak bakterioen aurkako nanopartikulak askatzea edo “kontaktuan hiltzea” (ingelesez, “contact killing”) ahalmena duten molekulak edukitzea. Paketatze industrian gehien erabiltzen diren nanopartikulak ZnO nanopartikulak dira, erakusten dituzten propietate onuragarriengatik.
Bestetik, “kontaktuan hiltzea” ahalmena erakusten duten konposatuek bakterioen hilketa eragiten dute mintz zelularraren desantolatzearen ondorioz eta hauen artean kitosanoa ezagunena da. Kitosanoak janaria paketatzeko propietate egokiak ditu: ez-toxikoa, biodegradagarria eta biobateragarria da. Gainera, dagoeneko kitosano filmak janaria paketatzeko erabili dira eta emaitza positiboak lortu dira.
Gaur egun, bakterioen aurkako gainazal sintetiko eraginkorrak lortzea itzelezko erronka izaten jarraitzen du. Ideia honen argitan, bakterioen aurkako ezaugarriak gehituz PLLA polimero biodegradagarria hobetu daiteke. Horretarako ZnO nanopartikulez PLLA-ren barne aldaketa egin da eta lortutako substratuaren gainazala kitosano bakterioen aurkako biopolimeroarekin funtzionalizatu da. Lotura hau bide desberdinen bitartez egin da: kimikoki eta fisikoki. Horrela, etorkizun hurbileko elikagaien paketatze aktiborako materialak lortzeko, polimeroen gainazal aldaketak aukera anitzak eskaintzen dituela erakusten da.
Artikuluaren fitxa
- Aldizkaria: Ekaia
- Zenbakia: Ekaia 33
- Artikuluaren izena: Elikagaiak paketatze aktiborako polimeroen gainazal aldaketa.
- Laburpena: Paketatze-industrian jatorri petrokimikoa duten polimeroak ordezkatzeko, biopolimeroak gero eta gehiago erabiltzen dira. Poliazido laktikoaren L-isomeroak (PLLA) zink oxido (ZnO) nanopartikulekin nahastean, elikagai-industrian paketatzeko material moduan erabiltzeko ezaugarri onak aurkezten ditu. ZnO nanopartikulek bakterioen aurkako portaera erakusten dutela aipatzekoa da. Aktibitate antibakterianoa erakusten duten biopolimero asko daude, baina bakterioen aurkako aktibitaterik onena erakusten duena kitosanoa da. Lan honetan, beraz, PLLA-ZnO filmetan gainazalaren aldaketa gauzatuko da bakterioen aurkako ezaugarriak hobetzeko asmotan kitosanoa gainazalean txertatuz. Horretarako, lotura kobalente eta elkarrekintza elektrostatiko moduko zenbait metodo erabili dira, eta aldaketen lorpena eta garatutako filmen propietateak aztertu dira.
- Egileak: Jon Andrade del Olmo eta Leyre Pérez Álvarez.
- Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
- ISSN: 0214-9001
- Orrialdeak: 129-148
- DOI: 10.1387/ekaia.17861
Egileez
Jon Andrade del Olmo eta Leyre Pérez Álvarez UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Kimika Fisikoa saileko Kimika Makromolekularreko Laborategian dabiltza.
Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.
