जैव बहुलक: Difference between revisions
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जैव बहुलक जीव की कोशिकाओं द्वारा निर्मित प्राकृतिक बहुलक हैं। अन्य बहुलक की तरह जैव बहुलक में एकलकीकरण इकाइयां होती हैं जो बड़े अणु बनाने के लिए श्रृंखलाओं में सहसंयोजक बंधन के रूप में होती हैं। जैव बहुलक के तीन मुख्य वर्ग हैं, जिन्हें उपयोग किए गए एकलकीकरण और जैव बहुलक की संरचना के अनुसार वर्गीकृत किया गया है: पॉलीन्यूक्लियोटाइडस, पेप्टाइड और पॉलिसैक्राइड। पॉलीन्यूक्लियोटाइडस, आरएनए और डीएनए, न्यूक्लियोटाइड्स के लंबे बहुलक हैं। पॉलीपेप्टाइड्स में एमिनो अम्ल के प्रोटीन और छोटे बहुलक सम्मिलित हैं; कुछ प्रमुख उदाहरणों में कोलेजन, एक्टिन और जमने योग्य वसा सम्मिलित हैं। बहुशर्करा कार्बोहाइड्रेट की रैखिक या शाखित श्रृंखलाएँ हैं; उदाहरणों में स्टार्च, सेल्युलोज और एल्गिनेट सम्मिलित हैं। जैव बहुलक के अन्य उदाहरणों में प्राकृतिक रबर (आइसोप्रेन के बहुलक), सुबेरिन और लिग्निन (जटिल पॉलीफेनोलिक बहुलक), में निम्नता और क्यूटन (बहुलक) (लंबी श्रृंखला वाले वसायुक्त अम्ल के जटिल बहुलक) और मेलेनिन सम्मिलित हैं।
जीवित जीवों में उनकी कई आवश्यक भूमिकाओं के अलावा, जैव बहुलक के पास खाद्य उद्योग, विनिर्माण, पैकेजिंग और जैवचिकित्सा अभियांत्रिकी सहित कई क्षेत्रों में अनुप्रयोग हैं।[1]
जैव बहुलक बनाम कृत्रिम बहुलक
जैव बहुलक और कृत्रिम बहुलक के बीच एक प्रमुख परिभाषित अंतर उनकी संरचनाओं में पाया जा सकता है। सभी बहुलक दोहराई जाने वाली इकाइयों से बने होते हैं जिन्हें एकलक कहा जाता है। जैव बहुलक में प्रायः एक अच्छी तरह से परिभाषित संरचना होती है, हालांकि यह एक परिभाषित विशेषता नहीं है (उदाहरण: लिग्नोसेलुलोस)।
यथार्थ रासायनिक संरचना और जिस क्रम में इन इकाइयों को व्यवस्थित किया जाता है, उसे प्रोटीन के प्रकरण में प्राथमिक संरचना कहा जाता है। कई जैव बहुलक अनायास विशिष्ट सघन आकृतियों में बदल जाते हैं (प्रोटीन की तह के साथ-साथ द्वितीयक संरचना और तृतीयक संरचना भी देखें), जो उनके जैविक कार्यों को निर्धारित करते हैं और उनकी प्राथमिक संरचनाओं पर एक जटिल तरीके से निर्भर करते हैं जिसमे संरचनात्मक जीव विज्ञान जैव बहुलक के संरचनात्मक गुणों का अध्ययन है।
इसके विपरीत, अधिकांश कृत्रिम बहुलक में बहुत सरल और अधिक यादृच्छिक (या स्टोकेस्टिक) संरचनाएं होती हैं। यह तथ्य एक आणविक द्रव्यमान वितरण की ओर जाता है जो जैव बहुलक में गायब है।
वास्तव में, जैसा कि उनके संश्लेषण को अधिकांश 'इन विवो' प्रणालियों में एक टेम्पलेट-निर्देशित प्रक्रिया द्वारा नियंत्रित किया जाता है, एक प्रकार के सभी जैव बहुलक (एक विशिष्ट प्रोटीन हैं) सभी एक जैसे होते हैं: उन सभी में समान अनुक्रम और एकलक की संख्या होती है और इस प्रकार सभी का द्रव्यमान समान है। इस घटना को कृत्रिम बहुलक में पाए जाने वाले बहुप्रकीर्णता के विपरीत मोनोडिस्पर्सिटी कहा जाता है। परिणामतः, जैव बहुलक में 1 का फैलाव होता है।[2]
अभिसमय और नामकरण
पॉलीपेप्टाइडस
एक पॉलीपेप्टाइड के लिए अभिसमय इसके घटक अमीनो अम्ल अवशेषों को सूचीबद्ध करना है क्योंकि वे अमीनो टर्मिनस से कार्बोक्जिलिक अम्ल टर्मिनस तक होते हैं। जैव बहुलक और कृत्रिम बहुलक के बीच एक प्रमुख परिभाषित अंतर उनकी संरचनाओं में पाया जा सकता है। अमीनो अम्ल के अवशेष सदैव पेप्टाइड बंधन से जुड़े होते हैं। प्रोटीन, हालांकि किसी भी पॉलीपेप्टाइड को संदर्भित करने के लिए बोलचाल की भाषा में उपयोग किया जाता है, बड़े या पूर्ण रूप से कार्यात्मक रूपों को संदर्भित करता है और इसमें कई पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के साथ-साथ एकल श्रृंखलाएं भी सम्मिलित हो सकती हैं। सैकराइड्स श्रृंखला और लिपिड जैसे गैर-पेप्टाइड घटकों को सम्मिलित करने के लिए प्रोटीन को भी संशोधित किया जा सकता है।
न्यूक्लिक अम्ल
न्यूक्लिक अम्ल अनुक्रम के लिए अभिसमय न्यूक्लियोटाइड्स को सूचीबद्ध करना है क्योंकि वे बहुलक श्रृंखला के 5' छोर से 3' छोर तक होते हैं, जहां 5' और 3' रिबोस रिंग के चारों ओर कार्बन की संख्या को संदर्भित करते हैं जो गठन में भाग लेते हैं। श्रृंखला के फॉस्फेट डायस्टर लिंकेज, इस तरह के अनुक्रम को जैव बहुलक की प्राथमिक संरचना कहा जाता है।
शर्करा
शर्करा बहुलक रैखिक या शाखित हो सकते हैं और सामान्यतः ग्लाइकोसिडिक बंध से जुड़े होते हैं। लिंकेज का यथार्थ स्थान भिन्न हो सकता है, और लिंकिंग कार्यात्मक समूहों का अभिविन्यास भी महत्वपूर्ण है, जिसके परिणामस्वरूप α- और β-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड रिंग में लिंकिंग कार्बन के स्थान की निश्चित संख्या के साथ होते हैं। इसके अलावा, कई सैकराइड इकाइयां विभिन्न रासायनिक संशोधनों से गुजर सकती हैं, जैसे कि एमिनेशन, और ग्लाइकोप्रोटीन जैसे अन्य अणुओं के हिस्से भी बना सकते हैं।
संरचनात्मक लक्षण विवरण
अनुक्रम की जानकारी निर्धारित करने के लिए कई जैवभौतिकी तकनीकें हैं। पेप्टाइड अनुक्रम एडमैन गिरावट द्वारा निर्धारित किया जा सकता है, जिसमें एन-टर्मिनल अवशेषों को एक समय में श्रृंखला से हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है, व्युत्पन्न किया जाता है, और फिर पहचाना जाता है। मास स्पेक्ट्रोमीटर तकनीक का भी उपयोग किया जा सकता है। वैद्युतकणसंचलन और केशिका वैद्युतकणसंचलन का उपयोग करके न्यूक्लिक अम्ल अनुक्रम निर्धारित किया जा सकता है। अंत में, इन जैव बहुलक के यांत्रिक गुणों को प्रायः ऑप्टिकल चिमटी या परमाणु बल माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके मापा जा सकता है। दोहरे-ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री का उपयोग पीएच, तापमान, आयनिक शक्ति या अन्य बाध्यकारी भागीदारों द्वारा उत्तेजित होने पर इन सामग्रियों के परिवर्तन या स्व-संयोजन को मापने के लिए किया जा सकता है।
सामान्य जैव बहुलक
कोलेजन:[3] कोलेजन कशेरुकियों की प्राथमिक संरचना है और स्तनधारियों में सबसे प्रचुर मात्रा में प्रोटीन है। इस वजह से, कोलेजन सबसे आसानी से प्राप्य जैव बहुलक में से एक है, और कई शोध उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है। इसकी यांत्रिक संरचना के कारण, कोलेजन में उच्च तन्यता ताकत होती है और यह एक गैर विषैले, आसानी से अवशोषित करने योग्य, जैवनिम्नीकरणीय और बायोकम्पैटिबल सामग्री है। इसलिए, इसका उपयोग कई चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए किया गया है जैसे कि ऊतक संक्रमण, दवा वितरण प्रणाली और जीन थेरेपी के उपचार में।
रेशमी फ़ाइब्राइन:[4] सिल्क फ़ाइब्राइन (SF) एक अन्य प्रोटीन युक्त जैव बहुलक है जिसे रेशम के कीड़ों की विभिन्न प्रजातियों से प्राप्त किया जा सकता है, जैसे कि शहतूत का कीड़ा बॉम्बेक्स मोरी। कोलेजन के विपरीत, एसएफ में कम तन्य शक्ति होती है लेकिन इसकी अघुलनशील और रेशेदार प्रोटीन संरचना के कारण मजबूत चिपकने वाला गुण होता है। हाल के अध्ययनों में, रेशम फाइब्रोइन में थक्कारोधी गुण और प्लेटलेट आसंजन पाया गया है। सिल्क फ़ाइब्राइन अतिरिक्त रूप से इन विट्रो में स्टेम सेल प्रसार का समर्थन करने के लिए पाया गया है।
जिलेटिन: जिलेटिन टाइप कोलेजन से प्राप्त होता है जिसमें सिस्टीन होता है, और हड्डियों, ऊतकों और जानवरों की त्वचा से कोलेजन के आंशिक हाइड्रोलिसिस द्वारा निर्मित होता है।[5] जिलेटिन दो प्रकार के होते हैं, टाइप ए और टाइप बी। टाइप ए कोलेजन कोलेजन के अम्ल हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है और इसमें 18.5% नाइट्रोजन होता है। टाइप बी क्षारीय हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है जिसमें 18% नाइट्रोजन होता है और कोई एमाइड समूह नहीं होता है। ऊंचा तापमान जिलेटिन को पिघला देता है और कॉइल के रूप में उपस्थित होता है, जबकि कम तापमान के परिणामस्वरूप कॉइल से हेलिक्स परिवर्तन होता है। जिलेटिन में NH2, SH, और COOH जैसे कई कार्यात्मक समूह होते हैं जो जिलेटिन को नैनोकणों और जैव-अणुओं का उपयोग करके संशोधित करने की अनुमति देते हैं। जिलेटिन एक कोशिका बाह्य मैट्रिक्स प्रोटीन है जो इसे घाव की ड्रेसिंग, दवा वितरण और जीन ट्रांसफ़ेक्शन जैसे अनुप्रयोगों के लिए लागू करने की अनुमति देता है।[5]
स्टार्च: स्टार्च एक सस्ता जैवनिम्नीकरणीय जैव बहुलक है और आपूर्ति में प्रचुर मात्रा में है। नैनोफाइबर और माइक्रोफ़ाइबर को बहुलक विक्ट: मैट्रिक्स में जोड़ा जा सकता है ताकि स्टार्च के यांत्रिक गुणों को बढ़ाया जा सके जिससे लोच (भौतिकी) और ताकत में सुधार हो। तंतुओं के बिना, नमी के प्रति संवेदनशीलता के कारण स्टार्च में खराब यांत्रिक गुण होते हैं। प्लास्टिक और फार्मास्युटिकल टैबलेट सहित कई अनुप्रयोगों के लिए जैवनिम्नीकरणीय और नवीकरणीय होने के कारण स्टार्च का उपयोग किया जाता है।
सेल्युलोज: सेल्युलोज स्टैक्ड श्रृंखला के साथ बहुत संरचित होता है जिसके परिणामस्वरूप स्थिरता और मजबूती मिलती है। ताकत और स्थिरता ग्लाइकोजन बॉन्ड द्वारा एक साथ जुड़े ग्लूकोज एकलक के कारण होने वाले सेल्यूलोज के स्ट्राइटर आकार से आती है। सीधा आकार अणुओं को बारीकी से पैक करने की अनुमति देता है। इसकी प्रचुर मात्रा में आपूर्ति, इसकी जैव-अनुकूलता और पर्यावरण के अनुकूल होने के कारण सेल्युलोज का उपयोग बहुत साधारण है। सेल्युलोज का उपयोग नैनो-फाइब्रिल्स के रूप में बड़े पैमाने पर किया जाता है जिसे नैनो-सेलुलोज कहा जाता है। कम सांद्रता पर प्रस्तुत नैनो-सेलूलोज़ एक पारदर्शी जेल सामग्री का उत्पादन करता है। इस सामग्री का उपयोग जैवनिम्नीकरणीय, सजातीय और विषम मिश्रण, सघन झिल्ली के लिए किया जा सकता है जो जैव चिकित्सा क्षेत्र में बहुत उपयोगी हैं।
एल्गिनेट: एल्गिनेट भूरे समुद्री शैवाल से प्राप्त सबसे प्रचुर समुद्री प्राकृतिक बहुलक है। एल्गिनेट जैव बहुलक एप्लिकेशन पैकेजिंग, कपड़ा और खाद्य उद्योग से लेकर बायोमेडिकल और केमिकल इंजीनियरिंग तक हैं। एल्गिनेट का अब तक का पहला प्रयोग घाव की ड्रेसिंग के रूप में किया गया था, जहां इसके जेल जैसे और शोषक गुणों की खोज की गई थी। जब घावों पर लगाया जाता है, तो एल्गिनेट एक सुरक्षात्मक जेल परत बनाता है जो उपचार और ऊतक पुनर्जनन के लिए इष्टतम है, और एक स्थिर तापमान वातावरण रखता है। इसके अतिरिक्त, दवा वितरण माध्यम के रूप में एल्गिनेट के साथ विकास हुआ है, क्योंकि विभिन्न प्रकार के एल्गिनेट घनत्व और रेशेदार संरचना के कारण दवा निर्मुक्ति दर में आसानी से स्थानांतरण किया जा सकता है।
जैव बहुलक एप्लिकेशन
जैव बहुलक के अनुप्रयोगों को दो मुख्य क्षेत्रों के अंतर्गत वर्गीकृत किया जा सकता है, जो उनके बायोमेडिकल और औद्योगिक उपयोग के कारण भिन्न होते हैं। जैव बहुलक और कृत्रिम बहुलक के बीच एक प्रमुख परिभाषित अंतर उनकी संरचनाओं में पाया जा सकता है।[1]
बायोमेडिकल
बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के मुख्य उद्देश्यों में से एक विशेषता शरीर के अंगों की नकल करना है ताकि सामान्य शरीर के कार्यों को बनाए रखा जा सके, जैव बहुलक का उपयोग ऊतक इंजीनियरिंग, चिकित्सा उपकरणों और दवा उद्योग के लिए बड़े पैमाने पर किया जाता है।[3]कई बायोपॉलिमरों का उपयोग पुनर्योजी चिकित्सा, ऊतक इंजीनियरिंग, दवा वितरण और उनके यांत्रिक गुणों के कारण समग्र चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है। वे घाव भरने, और जैव-गतिविधि के उत्प्रेरण, और गैर-विषाक्तता जैसी विशेषताएँ प्रदान करते हैं।[6] कृत्रिम बहुलक की तुलना में, जो गिरावट के बाद इम्युनोजेनिक अस्वीकृति और विषाक्तता जैसे विभिन्न नुकसान पेश कर सकते हैं, कई जैव बहुलक सामान्य रूप से शारीरिक एकीकरण के साथ बेहतर होते हैं क्योंकि उनके पास मानव शरीर के समान अधिक जटिल संरचनाएं भी होती हैं।
अधिक विशेष रूप से, कोलेजन और रेशम जैसे पॉलीपेप्टाइड्स जैव-संगत सामग्री हैं जिनका उपयोग ग्राउंड ब्रेकिंग रिसर्च में किया जा रहा है, क्योंकि ये सस्ती और आसानी से प्राप्य सामग्री हैं। जिलेटिन बहुलक का उपयोग प्रायः घावों की मरहम-पट्टी के लिए किया जाता है, जहां यह चिपकाने वाले के रूप में काम करता है। स्कैफोल्ड और जिलेटिन के साथ स्कैफोल्ड को दवाओं और अन्य पोषक तत्वों को रखने की अनुमति देती हैं जिनका उपयोग उपचार के लिए घाव की आपूर्ति के लिए किया जा सकता है।
कोलेजन बायोमेडिकल विज्ञान में उपयोग किए जाने वाले अधिक लोकप्रिय जैव बहुलक में से एक है, यहां उनके उपयोग के कुछ उदाहरण दिए गए हैं:
कोलेजन आधारित दवा वितरण प्रणाली: कोलेजन झिल्ली एक अवरोधक झिल्ली की तरह काम करती है और संक्रमित कॉर्नियल ऊतक या यकृत कैंसर जैसे ऊतक संक्रमण के इलाज के लिए उपयोग की जाती है।[7] कोलेजन झिल्ली का उपयोग जीन वितरण वाहकों के लिए किया गया है जो हड्डियों के निर्माण को बढ़ावा दे सकते हैं।
कोलेजन स्पंज: कोलेजन स्पंज का उपयोग जले हुए पीड़ितों और अन्य गंभीर घावों के इलाज के लिए ड्रेसिंग के रूप में किया जाता है। कोलेजन आधारित प्रत्यारोपण का उपयोग सुसंस्कृत त्वचा कोशिकाओं या दवा वाहक के लिए किया जाता है जो जले हुए घावों और त्वचा को बदलने के लिए उपयोग किया जाता है। [7]
कोलेजन हेमोस्टेट के रूप में: जब कोलेजन प्लेटलेटस के साथ अंतःक्रिया करता है तो यह रक्त के तेजी से जमाव का कारण बनता है। यह तेजी से जमावट एक अस्थायी ढांचा निर्मित करता है ताकि रेशेदार स्ट्रोमा को मेजबान कोशिकाओं द्वारा पुन: उत्पन्न किया जा सके। कोलेजन आधारित हेमोस्टैट ऊतकों में रक्त की कमी को कम करता है और यकृत और प्लीहा जैसे सेलुलर अंगों में रक्तस्राव को प्रबंधित करने में मदद करता है।
काइटोसैन बायोमेडिकल रिसर्च में एक और लोकप्रिय जैव बहुलक है।[according to whom?] काइटोसैन काइटिन से प्राप्त होता है, क्रस्टेशियंस और कीड़ों के बहिःकंकाल में मुख्य घटक और दुनिया में दूसरा सबसे प्रचुर जैव बहुलक है।[3]बायोमेडिकल विज्ञान के लिए काइटोसैन में कई बेहतरीन विशेषताएं हैं। काइटोसैन जैव संगत है, यह अत्यधिक बायोएक्टिव यौगिक है, जिसका अर्थ है कि यह शरीर से एक लाभकारी प्रतिक्रिया को उत्तेजित करता है, यह बायोडिग्रेड कर सकता है जो इम्प्लांट एप्लिकेशन में दूसरी सर्जरी को समाप्त कर सकता है, यह जैल और झिल्ली और अर्ध-पारगम्य झिल्ली बना सकता है। ये गुण काइटोसैन के विभिन्न बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए अनुमति देते हैं।
काइटोसैन दवा वितरण के रूप में: काइटोसैन मुख्य रूप से दवा लक्ष्यीकरण के साथ प्रयोग किया जाता है क्योंकि इसमें दवा अवशोषण और स्थिरता में सुधार करने की क्षमता है। इसके अलावा, कैंसररोधी वाहकों के साथ संयुग्मित काइटोसैन भी कैंसर के ऊतकों में मुक्त दवा की क्रमिक निर्मुक्ति के कारण बेहतर कैंसररोधी प्रभाव निर्मित कर सकता है।
एंटी-माइक्रोबियल एजेंट के रूप में काइटोसैन: काइटोसैन का उपयोग सूक्ष्मजीव के विकास को रोकने के लिए किया जाता है। यह विभिन्न खमीर प्रजातियों के शैवाल, कवक, बैक्टीरिया और ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया जैसे सूक्ष्मजीवों में रोगाणुरोधी कार्य करता है।
टिश्यू इंजीनियरिंग के लिए काइटोसैन सम्मिश्र: एल्गिनेट के साथ काइटोसैन के मिश्रित पाउडर का उपयोग कार्यात्मक घाव ड्रेसिंग बनाने के लिए किया जाता है। ये ड्रेसिंग एक नम वातावरण बनाते हैं जो उपचार प्रक्रिया में सहायता करता है। यह घाव ड्रेसिंग भी बहुत जैव संगत, जैवनिम्नीकरणीय है और इसमें झरझरा संरचनाएं हैं जो कोशिकाओं को ड्रेसिंग में बढ़ने की अनुमति देती हैं।[3]
औद्योगिक
भोजन: खाद्य उद्योग में जैव बहुलक का उपयोग पैकेजिंग, खाद्य बहुसंश्लेषण झिल्ली और कोटिंग खाद्य पदार्थों जैसी चीजों के लिए किया जा रहा है। पाली लैक्टिक अम्ल (पीएलए) स्पष्ट रंग और जल के प्रतिरोध के कारण खाद्य उद्योग में बहुत साधारण है। हालांकि, अधिकांश बहुलक में हाइड्रोफिलिक इंटरैक्शन क्रोमैटोग्राफी प्रकृति होती है और नमी के संपर्क में आने पर प्रभावित होने लगती है। जैव बहुलक का उपयोग खाद्य झिल्ली के रूप में भी किया जा रहा है जो खाद्य पदार्थों को घेरते हैं। इन झिल्ली में एंटीऑक्सिडेंट, एंजाइम, प्रोबायोटिकस, खनिज और विटामिन जैसी चीजें हो सकती हैं। जैव बहुलक झिल्ली के साथ एनकैप्सुलेट किया गया भोजन शरीर को इन चीजों की आपूर्ति कर सकता है।
पैकेजिंग: पैकेजिंग में उपयोग किए जाने वाले सबसे साधारण जैव बहुलक पॉलीहाइड्रॉक्सीअल्कानोएट्स (PHA), पॉलीलैक्टिक अम्ल (PLA) और स्टार्च हैं। स्टार्च और पीएलए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं और जैवनिम्नीकरणीय हैं, जो उन्हें पैकेजिंग के लिए एक साधारण पसंद बनाते हैं। हालांकि, उनके अवरोधक गुण और तापीय गुण आदर्श नहीं हैं। हाइड्रोफिलिक बहुलक जल प्रतिरोधी नहीं हैं और जल को पैकेजिंग के माध्यम से प्राप्त करने की अनुमति देते हैं जो पैकेज की सामग्री को प्रभावित कर सकते हैं। पॉलीग्लाइकोलिक अम्ल (पीजीए) एक जैव बहुलक है जिसमें बड़ी अवरोधक विशेषताएँ होती हैं और अब इसका उपयोग पीएलए और स्टार्च से अवरोध बाधाओं को ठीक करने के लिए किया जा रहा है।
जल शोधन: काइटोसैन का उपयोग जल शोधन के लिए किया जाता रहा है। इसका उपयोग एक ऊन के समान के रूप में किया जाता है जो पर्यावरण में गिरावट के लिए वर्षों के बजाय केवल कुछ सप्ताह या महीने लेता है। काइटोसैन केलेशन द्वारा जल को शुद्ध करता है। यह वह प्रक्रिया है जिसमें बहुलक श्रृंखला के साथ बंधन स्थल जल में धातु के साथ जुड़कर केलेशन बनाते हैं। काइटोसैन और अपशिष्ट जल उपचार में उपयोग के लिए एक उत्कृष्ट के रूप में दिखाया गया है।[8]
सामग्री के रूप में
कुछ जैव बहुलक- जैसे कि पॉलीलैक्टिक अम्ल, प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले ज़ीन, और पॉली-3-हाइड्रॉक्सीब्यूटाइरेट को प्लास्टिक के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जो पॉलीस्टाइरीन या पॉलिएथिलीन आधारित प्लास्टिक की आवश्यकता को प्रतिस्थापित करता है।
कुछ प्लास्टिक को अब 'डिग्रेडेबल', 'ऑक्सी-डिग्रेडेबल' या 'यूवी-डिग्रेडेबल' कहा जाता है। इसका मतलब यह है कि प्रकाश या हवा के संपर्क में आने पर वे टूट जाते हैं, लेकिन ये प्लास्टिक अभी भी मुख्य रूप से (98 प्रतिशत तक) तेल आधारित हैं और वर्तमान में पैकेजिंग और पैकेजिंग अपशिष्ट पर यूरोपीय संघ के निर्देश के तहत 'जैवनिम्नीकरणीय' 94/62/ईसी के रूप में प्रमाणित नहीं हैं। जैव बहुलक, और कुछ घरेलू बहुलक खाद के लिए उपयुक्त हैं।[9]
पैकेजिंग उद्योग में उपयोग के लिए जैव बहुलक (जिन्हें नवीकरणीय बहुलक भी कहा जाता है) बायोमास से उत्पादित किए जाते हैं। बायोमास शर्करा चुकंदर, आलू या गेहूं जैसी फसलों से आता है: जब जैव बहुलक का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है, तो इन्हें गैर खाद्य फसलों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इन्हें निम्नलिखित में परिवर्तित किया जा सकता है:
चुकंदर> ग्लाइकोनिक अम्ल> पॉलीग्लाइकोनिक अम्ल
स्टार्च> (किण्वन)> दुग्धाम्ल > पॉलीलैक्टिक अम्ल (पीएलए)
बायोमास> (किण्वन)> बायोएथेनॉल> एथीन> पॉलीथीन
बायोपॉलिमर्स से कई प्रकार की पैकेजिंग बनाई जा सकती है: खाद्य ट्रे, नाजुक सामानों की शिपिंग के लिए उड़ती हुई स्टार्च की गोलियां, लपेटने के लिए पतली फिल्म।
पर्यावरणीय प्रभाव
जैव बहुलक पोषणीय, कार्बन तटस्थ और सदैव नवीकरणीय हो सकते हैं, क्योंकि वे पौधे या पशु सामग्री से बने होते हैं जिन्हें अनिश्चित काल तक निर्मित किया जा सकता है। चूंकि ये सामग्रियां कृषि फसलों से आती हैं, इसलिए उनका उपयोग एक स्थायी उद्योग बना सकता है। इसके विपरीत, पेट्रोरसायन से प्राप्त बहुलक के लिए फीडस्टॉक्स अंततः समाप्त हो जाएंगे। जैव बहुलक और कृत्रिम बहुलक के बीच एक प्रमुख परिभाषित अंतर उनकी संरचनाओं में पाया जा सकता है। इसके अलावा, जैव बहुलक में कार्बन उत्सर्जन में कटौती और CO2 को कम करने की क्षमता है।
वातावरण में मात्राएँ: ऐसा इसलिए है क्योंकि CO2 जब निष्क्रिय हो जाते हैं तो उन्हें बदलने के लिए निर्मित किये जाने वाली फसलों द्वारा पुन: अवशोषित किया जा सकता है: यह उन्हें कार्बन न्यूट्रल के करीब बनाता है।
कुछ जैव बहुलक जैवनिम्नीकरणीय होते हैं: वे CO2 में टूट जाते हैं और सूक्ष्मजीवों द्वारा जल निपटाने में सक्षम बनाता है। इनमें से कुछ जैवनिम्नीकरणीय जैव बहुलक खाद हैं, उन्हें एक औद्योगिक कंपोस्टिंग प्रक्रिया में डाला जा सकता है और छह महीने के भीतर 90% तक टूट जाएगा। ऐसा करने वाले जैव बहुलक को यूरोपीय मानक EN 13432 (2000) के तहत 'खाद्यीकरण' प्रतीक के साथ चिह्नित किया जा सकता है। इस प्रतीक के साथ चिह्नित पैकेजिंग को औद्योगिक कंपोस्टिंग प्रक्रियाओं में डाला जा सकता है और छह महीने या उससे कम समय में टूट जाएगा। खाद्यीकरण बहुलक का एक उदाहरण 20μm मोटी के नीचे PLA झिल्ली है: जो फिल्में इससे मोटी होती हैं, वे खाद्यीकरण के रूप में योग्य नहीं होती हैं, भले ही वे जैवनिम्नीकरणीय हों।[10] यूरोप में एक होम कंपोस्टिंग मानक और संबद्ध लोगो है जो उपभोक्ताओं को उनके कंपोस्ट स्टैक में पैकेजिंग की पहचान करने और निपटाने में सक्षम बनाता है।[9]
यह भी देखें
- बायोमटेरियल
- जैव प्लास्टिक
- जैव बहुलक और सेल (जर्नल)
- संघनन बहुलक
- संघनित टैनिन
- डीएनए अनुक्रम
- खाद्य सूक्ष्म जीव विज्ञान § माइक्रोबियल बायोपॉलिमर
- मेलेनिन
- गैर खाद्य फसलें
- फॉस्फोरामाइडाइट
- बहुलक रसायन
- अनुक्रम नियंत्रित बहुलक
- अनुक्रमण
- छोटे अणु
- कृमि जैसी श्रृंखला
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 Aksakal, R.; Mertens, C.; Soete, M.; Badi, N.; Du Prez, F. (2021). "Applications of Discrete Synthetic Macromolecules in Life and Materials Science: Recent and Future Trends". Advanced Science. 2021 (2004038): 1–22. doi:10.1002/advs.202004038. PMC 7967060. PMID 33747749.
- ↑ Stupp, S.I and Braun, P.V., "Role of Proteins in Microstructural Control: Biomaterials, Ceramics & Semiconductors", Science, Vol. 277, p. 1242 (1997)
- ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 Yadav, P.; Yadav, H.; Shah, V. G.; Shah, G.; Dhaka, G. (2015). "Biomedical Biopolymers, their Origin and Evolution in Biomedical Sciences: A Systematic Review". Journal of Clinical and Diagnostic Research. 9 (9): ZE21–ZE25. doi:10.7860/JCDR/2015/13907.6565. PMC 4606363. PMID 26501034.
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