مروری بر روش‌های تولید پلیمرهای طبیعی پلی‌هیدروکسی‌آلکانوات‌ با تکیه بر بهینه‌سازی بهره‌وری

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

گروه بیوتکنولوژی، دانشکدۀ علوم زیستی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران

10.22063/basparesh.2020.2521.1487

چکیده

امروزه پلاستیک‌ها از‌ جمله پرکاربرد‌ترین مواد در زندگی بشر هستند. ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی این پلیمرها، روز به روز طیف کاربرد آن‌ها را وسیع‌تر کرده ‌است. پلاستیک‌های سنتزی، منشأ غیر تجدیدپذیر داشته، در مقابل تجزیۀ طبیعی سرسخت بوده و طی روند تخریب طولانی خود در طبیعت، مواد سمی تولید می‌کنند. جایگزین‌کردن پلاستیک‌های مشتق از نفت با پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر دارای منابع پایدار، می‌تواند یک راه‌ حل دوست‌دار محیط زیست باشد. دستۀ مهمی از پلیمرهای زیستی، پلی‌هیدروکسی‌آلکانوات‌ها هستند که به‌طور طبیعی توسط برخی میکروارگانیسم‌ها در شرایط استرس مواد غذایی، به‌عنوان مواد ذخیره‌ای تولید می‌شوند. تلاش‌های بسیاری همچون روش‌های مهندسی ژنتیک، بهینه‌سازی شرایط تولید و استفاده از محیط کشت‌های ارزان قیمتی مانند پساب‌ها به‌‌منظور ساخت، افزایش مقدار و یا کاهش هزینه‌های تولید این پلی‌استرهای زیستی در موجودات زنده صورت ‌گرفته ‌است. این مطالعه، به مرور تولید پلی‌هیدروکسی‌آلکانوات‌ها در ارگانیسم‌های وحشی و تراریخت و به بررسی جنبه‌های اقتصادی جایگزینی پلاستیک‌های شیمیایی با این پلیمرهای طبیعی پرداخته‌ است. هزینه، یک عامل حیاتی و محدودکننده در صنعت تولید این پلیمرهای زیستی است، لذا این صنعت هنوز قادر به رقابت با صنعت تولید پلاستیک‌های شیمیایی نیست. تلاش‌های پژوهش‌گران و صنعت‌گران جهان به‌منظور کاهش هزینه‌های تولید، همچنان ادامه دارد. بدون شک در آینده‌ای نه‌چندان دور، به‌دلیل آلودگی بالای ناشی از پلاستیک‌های شیمیایی و همچنین با محدود‌شدن مصرف سوخت‌های فسیلی، هزینه تولید این پلاستیک‌های طبیعی قابل توجیه خواهد بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An overview on the production methods of polyhydroxyalkanoate natural polymers relying on productivity optimization

نویسندگان [English]

  • Ezat Asgarani
  • Farzaneh Barati
Department of Biotechnology, Faculty of Biological Sciences, Alzahra University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Today, plastics are one of the most useful materials in human life. The physical and chemical properties of these polymers have expanded their wide range of applications. However, they cannot be degraded in the environment for a long time and produce toxic substances during their prolonged destruction processes. Replacing petrochemical- derived plastics with biodegradable polymers, which have sustainable sources, can be an environmentally- friendly solution. An important group of the biopolymers is polyhydroxyalkanoates that are produced naturally by some microorganisms in food stress condition and act as storage materials. Many studies have used different methods such as genetic engineering, optimization of production conditions and utilization of inexpensive culture media such as waste waters, to production, increasing amount, or decreasing the production costs of polyhydroxyalkanoates by organisms. This manuscript reviewed the production of polyhydroxyalkanoates in the wild and transgenic organisms, as well as economic aspects of replacing chemical plastics with these natural polymers. Cost is a critical and limiting factor in the biopolymer production industry. So the manufacturing cannot compete with the chemical plastics industry yet. The researchers and craftsmen all over the world are still working in order to reduce production costs. Undoubtedly, in the near future, due to the high environmental pollution caused by common plastics and the decline of fossil fuels consumption, expenses of the natural plastics production will be justifiable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biodegradable plastic
  • Polyhydroxyalkanoates
  • Polyhydroxybutyrate
  • Transgenic organism
  • Industrial production of bioplastic