生物量是可再生资源,这些资源在工业或农业废物(稻草,草扦插,锯末)中发现,可用作生产所谓的有机材料或生物化材料的原料。
例如,生物聚合物是一个非常宽的类,包括以下三类:
(i)天然生物聚合物,其是由生物体产生的聚合物,例如植物,微生物和海藻。最丰富的天然生物聚合物是纤维素,淀粉,甲壳素和植物蛋白质。特别地,藻酸盐,纤维素,角叉菜胶和淀粉是具有最广泛应用在食品工业中的多糖;
(ii)合成生物聚合物,其中存在聚(乳酸)(PLA),其是通过工业发酵获得的可生物降解和可堆肥聚合物;
(iii)来自工程材料的生物基聚合物,即由微生物等化学合成,例如PHA(聚羟基烷烃)。
环境材料互动
通常,所有这些材料都是环保的,尽管通过参考其来源,才能说它是对环境的良好或有害的。事实上,有必要逐个评估材料与环境的相互作用,其生产的加工条件,其配方中使用的添加剂,通过最终消费者使用材料其生命周期结束时的处置类型。
例如,材料的生物降解性与生物材料的概念没有直接相关,因为它没有与材料的起源有关,而是它的化学结构。可以发生来自相同原料的两种不同材料,一个是可降解的,另一个是可降解的。The only sure advantage of using renewable resources is that biomaterials are “carbon neutral” or “carbon offset”, i.e. the amount of carbon dioxide released into the atmosphere during their incineration is equal to the amount of carbon dioxide used for their production and thus the overall balance is zero.
但是,除了这一毫无疑问之外,还有许多问题还要考虑。例如,由于森林砍伐,使用肥料和杀虫剂,使用植物生物质可能导致对环境的负面影响。此外,产生的生物质的质量和数量可能因各种因素(气候,环境等)而变化,使供应不确定。
关于使用农业用地生产生物材料而不是食物的开放争议,这导致玉米等主食价格的增加。从海藻生产的生物材料面对植物生物质生产的材料变异性的相同问题,海洋污染加剧了问题。克服了许多这些缺点,如果使用其他方法的残留物或副产物用作生物质,或者如果使用微生物用于生产材料,这就是它们被称为“微生物生物量”的原因。
使用微生物生物量用于生产新材料的优点是它是一种完全可再生的来源,没有使用植物生物质的问题。事实上,这些生物聚合物平均比植物基聚合物更昂贵。然而,通过引入新的低成本微生物培养方法和介质以及探索替代碳和氮来源,可以降低成本。
新的生物聚合物来源
在这种情况下,一项研究C. Cottet等人。(材料13,2020,1263,DOI:10.3390 / mA 13061263)专注于使用新的生物聚合物来源来开发可生物降解的材料。特别是,该研究的重点是真菌生物量,这是一种经济和丰富的生物聚合物来源,代表了啤酒厂行业和其他生物技术过程的重要残留,其中生物质在获得最终产物后丢弃。
真菌生物量在含有纤维素的任何有机材料上生长,因此可以作为自然聚集器发挥作用以获得新材料。取决于真菌的类型,基质和后生长后处理,可以获得不同的材料。一旦被激活,生长过程可以通过热阻阻塞,并且所得材料变得惰性。真菌生物量的每一部分具有产生新材料的有趣特性,例如:
*细胞富含蛋白质和多糖,可用于生产包装材料;
*菌丝体,其是真菌生物量的营养设备,并通过称为菌丝的致密细丝形成,可用于适合包裹食物的材料,作为传统聚氨酯膜的替代物;
*酵母是通常用于发酵过程的大量真菌,可用于包封生物活性化合物(香气等)和其他分子。酵母中封装的优点之一是封装的物质可以根据发现的环境以受控的方式释放。
酵母也可用于生产薄膜和涂料;例如,良好的薄膜生产材料由酵母酿酒酵母的细胞代表,其中千年来已经用于生产葡萄酒,面包和啤酒,因此是该行业中最常用的酵母类型。该酵母的细胞是一种廉价的天然食品成分,具有高倾向形成可生物降解的薄膜。
综上所述,该研究的结果表明微生物生物质在形成新材料时的良好性能,具有适用于不同应用的功能性。本主题的重要性与能够形成尚未充分利用的新材料的大量生物量相关联。
这些非传统的生物聚合物来源可以帮助生产具有良好性质的新材料,从而减少对自然的影响。因此,研究人员和行业的挑战是通过提出新的方法和制剂来利用他们的潜力,以使这些新生物材料的性质适应任何特定的应用。
参考:Cottet等人。,材料13,2020,1263;DOI:10.3390 / MA13061263


生物量是可再生资源,这些资源在工业或农业废物(稻草,草扦插,锯末)中发现,可用作生产所谓的有机材料或生物化材料的原料。

