XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu 2-5 Nisan 2014 BAKTERİ VE MANTARLARLA LİF ÜRETİMİ-BİYOTEKNOLOJİYLE YENİ TEKSTİL MATERYALLERİ Julia K. Schnepf, Timo R. Hammer, Dirk Hoefer Hohenstein Institutes, Dep. Hygiene, Environment & Medicine, Schloss Hohenstein, 74357 Boennigheim, Almanya [email protected] Sürdürülebilirlik tekstil zincirinde rol alan tüm oyuncular için gittikçe önemi artan bir konu olmaktadır. Kaynak yetersizliğinin geçmişine karşı, lif üretimi için doğa ile birlikte hammaddeleri kim ve kaynakları nasıl idare edeceğimizi merak etmeliyiz. Yeni fonksiyonlar ile donatılmış ham materyallerle sürdürülebilir üretim vizyonu hali hazırda araştırılmaktadır. Genetik mühendisliğinin ortaya çıkışıyla, petrol veya bitkisel kaynakların kullanımından ziyade, genetik olarak modifiye edilmiş mikroorganizmalar kullanılarak sürdürülebilir biyomateryallerin sentezlenebildiği bir aşamaya ulaşılmıştır. Böylece, fosil-sonrası dünyada gelecek tekstilleri muhtemelen bakteri veya mantar kullanılarak biyoteknolojik olarak yapılacaktır. Hohenstein Enstitüsü tarafından yürütülen mevcut araştırma projelerinde, biyoteknolojik olarak üretilen kitosan ve alginattan yaş çekim yöntemi ile elde edilen biyopolimer lifler üzerine odaklanılmıştır. Fermantasyon koşullarının değişimiyle bu biyopolimerlerden elde edilen liflerin üzerine direkt etki ile hammaddelerin karakteristikleri, besin ortamı ve biyopolimer tecrit protokolleri düzenlenebilmektedir. Buna ek olarak, modern biyoteknoloji mikroorganizmaların genetik olarak modifiye edilmesine ve böylece en başından karakteristiklerini ve polimer üretimlerini etkilemesine izin vermektedir. Alginat: Hohenstein ile farklı sanayi ortakları tarafından yürütülen mevcut araştırma projesinde, alginattan biyoteknolojik olarak üretilen ilk alginat lifleri geliştirilmiş ve karakterize edilmiştir. Azotobacter vinelandii mikrobu ve oksijenden onun hassas enzimleri ve hücreyi korumak için alginatı sentezleyebilmektedir [1]. Alginat materyal karakteristiklerini tespit eden M/G oranı ile β-D-mannuronik asit (M) and α-L- guluronik asit (G) monomerlerinden [2] oluşan bir biyopolimerdir. A. vinelandii soyuna ve kültür koşullarına bağlı olarak, alginat polimerinin monomer yapısı, kültür koşulları ve A. vinelandii zincirine bağlı olarak büyük su absorplama kapasitesi ile stabil yaş çekim liflerin elde etmek için modifiye edilebildiğini gösterebiliriz. Yosundan elde edilen yaygın alginatla karşılaştırıldığında, biyotek-alginat değişmez kalitesi, (kontrolü monomer dizilişi, ağır metal, endotoksin içermez) alerjik ve toksik değildir. Kontrollü üretim şartları ve ayarlanabilir karakteristikleri nedeniyle, biyotekalginat gelecekte örneğin medikal alan (yara örtüleri) gibi çeşitli uygulamalarda kullanılabilecektir. Kitosan Diğer yüksek potansiyel biyopolimer genellikle karides ve diğer deniz kabuklu hayvanlarının kabuklarının sodyum hidroksitle muamelesiyle, kitin'in deasetilasyonu ile elde edilen kitosandır. Kitosan çeşitli uygulamalar için kullanılmaktadır ve kitosan lifleri hali hazırda tekstil pazarlarında bulunmaktadır. Bunlar kendine özgü antimikrobiyal aktiviteleri ve iyi adsorbsiyon özellikleriyle tanınmaktadır [3]. Bununla birlikte doğal kaynakların kullanımı 227 XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu 2-5 Nisan 2014 (kitin kabuklu deniz hayvanlarının kabukları) hassas insanlar için potansiyel alerjik protein ve ağır metal artık riskleri ve tamamlanmayan deastilasyon ile zahmetli izolasyon/deastilasyonu, homojen olmayan materyal özellikleri ve kalitesi gibi bazı önemli sakıncalar göstermektedir. Biz buradan hareketle mantar gibi mikrobiyolojik kaynaklardan kitosan üzerine Hohenstein’ın araştırmasının ilk sonuçlarını sunuyoruz. Bu organizmalar gıda üretimindeki atık ürünlerden sürdürülebilir bir yolla üretilebilir ve hücre duvarlarından –kitin değil (!)- direk olarak bir yüksek kitosan üretilebilmektedir. Bunun yanında, elde edilen biyopolimer ağır metal veya endotoksin içermeyen, biyo uyumlu ve alerjik değildir. Biyoteknoloji ve tekstiller tüm tekstil endüstrisinin ekonomisini geliştirme amacı ile lif, iplik ve kumaşların özelliklerine veya işlemlerine etki eden enzimlerin kullanımı kadar, iplik ve liflerin sentezinde de mikroorganizmaların kullanımını içermektedir. Biyoteknoloji kullanılarak ekim ve hasat yapmaksızın sentetik liflerin karakteristiklerine sahip doğal lifleri üretmek gelecekte mümkün olabilecektir. Bu teknoloji, daha sonra sürdürülebilir kimyasal lifleri üretilebilecek mikroorganizmaların hâlihazırda bugün bize çeşitli materyallerin üretilmesini sağlayan güçlü biyolojik bir araçtır. Bu yöntem ile geleceğin sürdürülebilir tekstil endüstrisi için yeni bir rota yönümüzü çeviriyoruz: Mikroorganizmadan life tekstil son kullanımına kadar. Anahtar Kelimeler: Alginat, kitosan, yara örtüsü, medikal, biyopolimer KAYNAKLAR [1] GALINDO E, PEÑA C, NÚÑEZ C, SEGURA D, ESPÍN G: Molecular and bioengineering strategies to improve alginate and polydydroxyalkanoate production by Azotobacter vinelandii, Microb Cell Fact. 2007, 6:7. [2] KAPLAN DL: Biopolymers from renewable resources, Springer, Berlin Heidelberg, 1998. [3] RABEA EI, BADAWY ME, STEVENS CV, SMAGGHE G, STEURBAUT W.: Chitosan as antimicrobial agent: applications and mode of action, Biomacromolecules 2003, 4(6):1457-65. 228
© Copyright 2024 Paperzz
