close

Enter

Log in using OpenID

bakteri ve mantarlarla lif üretimi-biyoteknolojiyle yeni tekstil

embedDownload
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
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
204 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content