Biokatalizatory i biopolimery w aspekcie zrównoważonej chemii

• Autorzy: Jesionowski Teofil , Klapiszewski Łukasz , Zdarta Jakub

Identyfikatory

DOI

10.53584/wiadchem.2021.10.9

Warianty tytułu

EN

Biocatalysts and biopolymers in the aspect of sustainable chemistry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

The rapid development of industry, apart from the obvious benefits, also leads to a significant increase in the level of environmental pollution, which is related not only to the use of harmful substances in the production process, but also to the production of significant amounts of by-products and wastes, which pose a serious threat to the environment as well as to the health and the life of living organisms. There is therefore a need to limit the use of toxic substances at every stage of production, and where this is not possible, appropriate waste management and the development of effective methods of harmful substances removal. In this respect, it seems crucial to introduce the principles of Green Chemistry as widely as possible. Green Chemistry is a concept whose main assumptions focus on designing and conducting chemical processes in a way that minimizes the use and formation of harmful substances as much as possible. This staretgy is based on twelve principles that overlap with the main assumptions of environmental chemistry to improve environmental protection and reduce pollution. There are many techniques and methods that fit into the assumptions of the broadly understood Green Chemistry, the implementation of which allows for sustainable management of post-production waste and by-products as well as their effective disposal. One of such concepts assumes the use of waste substances as a valuable raw material, not only for energy, but above all as a precursor and/or component for the production of innovative materials with high utility potential. Another idea is the use of enzymes, i.e. natural biocatalysts that allow chemical transformations to be carried out under mild process conditions, without the need to use harmful solvents. What's more, enzymes can be used not only at the stage of conversion/synthesis of substrates, but they can also be efficient tools for removing harmful substances. Hence, it seems necessary to undertake attempts aimed at the widest possible management of waste substances, as well as conduct research, the effect of which is the production of functional biocatalytic systems for various applications.

Słowa kluczowe

PL

zielona chemia; ochrona środowiska; biokataliza; biopolimery

EN

green chemistry; environmental protection; biocatalysis; biopolymers

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Chemiczne
• Czasopismo: Wiadomości Chemiczne
• Rocznik: 2021
• Tom: [Z] 75, 9-10
• Strony: 1241--1267
• Opis fizyczny: Bibliogr. 91 poz., rys., schem.

Twórcy

autor

Jesionowski Teofil

• Politechnika Poznańska, Wydział Technologii Chemicznej, Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, ul. Berdychowo 4, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0002-7808-8060

autor

Klapiszewski Łukasz

• Politechnika Poznańska, Wydział Technologii Chemicznej, Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, ul. Berdychowo 4, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0001-6055-2606

autor

Zdarta Jakub

• Politechnika Poznańska, Wydział Technologii Chemicznej, Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, ul. Berdychowo 4, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0003-0268-2116

Bibliografia

• [1] Cz. Puchała, Chem. Environ. Biotechnol., 2013, 14, 7.
• [2] B. Burczyk, Wiad. Chem., 2009, 63, 739.
• [3] B. Burczyk, Biomasa. Surowiec do syntez chemicznych i produkcji paliw, Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2011.
• [4] Cz. Puchała, Technika, Informatyka, Inżynieria Bezpieczeństwa, 2014, 2, 277.
• [5] C. Liang, Y. Chen, M. Wu, K. Wang, W. Zhang, Y. Gan, H. Huang, J. Chen, Y. Xia, J. Zhang, S. Zheng, H. Pan, Nat. Comm., 2021, 12, 19.
• [6] B. Liu, B. Chen, B. Zhang, X. Song, G. Zeng, K. Lee, J. Hazard. Mater., 2021, 402, 123456.
• [7] M. Bilal, H.M.N. Iqbal, Int. J. Biol. Macromol., 2019, 130, 462.
• [8] K. Jankowska, F. Ciesielczyk, K. Bachosz, J. Zdarta, E. Kaczorek, T. Jesionowski, Materials, 2019, 12, 1252.
• [9] A.M.A. Hasan, M.E. Abdel-Raouf, Egypt. J. Petroleum, 2018, 27, 1043.
• [10] E.I. Akpan, B. Wetzel, K. Fredrich, Green Chem., 2021, 23, 2198.
• [11] J. Zdarta, L.N. Nguyen, K. Jankowska, T. Jesionowski, L.D. Nghiem, Crit. Rev. Environ. Sci. Technol., DOI: 10.1080/10643389.2021.1889283.
• [12] J. Zdarta, A.S. Meyer, T. Jesionowski, M. Pinelo, Biotechnol. Adv., 2019, 37, 107401.
• [13] K. Antecka, J. Zdarta, K. Siwińska-Stefańska, G. Sztuk, E. Jankowska, P. Oleskowicz-Popiel, T. Jesionowski, Catalysts, 2018, 8, 402.
• [14] K. Jankowska, F. Ciesielczyk, K. Bachosz, J. Zdarta, E. Kaczorek, T. Jesionowski, Materials, 2019, 12, 1252.
• [15] K. Jankowska, J. Zdarta, A. Grzywaczyk, E. Kijeńska-Gawrońska, A. Biadasz, T. Jesionowski, Environment. Res., 2020, 184, 109332.
• [16] K. Jankowska, A. Grzywaczyk, A. Piasecki, E. Kijeńska-Gawrońska, L.N. Nguyen, J. Zdarta, L.D. Nghiem, M. Pinelo, T. Jesionowski, Environment. Technol. Innov., 2021, 21, 101332.
• [17] K. Jankowska, J. Zdarta, A. Grzywaczyk, O. Degórska, E. Kijeńska-Gawrońska, M. Pinelo, T. Jesionowski, Process Biochem., 2021, 102, 10.
• [18] J. Zdarta, M. Staszak, K. Jankowska, K. Kaźmierczak, O. Degórska, L.N. Nguyen, E. Kijeńska-Gawrońska, M. Pinelo, T. Jesionowski, Int. J. Biol. Macromol., 2020, 165, 2049.
• [19] J. Zdarta, K. Antecka, R. Frankowski, A. Zgoła-Grześkowiak, H. Ehrlich, T. Jesionowski, Sci. Total Environ., 2018, 615, 784.
• [20] J. Zdarta, T. Machałowski, O. Degórska, K. Bachosz, A. Fursov, H. Ehrlich, V.N. Ivanenko, T. Jesionowski, Biomolecules, 2020, 10, 646.
• [21] J. Zdarta, A. Feliczak-Guzik, K. Siwińska-Ciesielczyk, I. Nowak, T. Jesionowski, Micropor. Mesopor. Mater., 2020, 291, 109688.
• [22] J. Zdarta, K. Jankowska, K. Bachosz, E. Kijeńska-Gawrońska, A. Zgoła-Grześkowiak, E. Kaczorek, T. Jesionowski, Catal. Tod., 2020, 348, 127.
• [23] J. Zdarta, K. Jankowska, M. Wyszowska, E. Kijeńska-Gawrońska, A. Zgoła-Grześkowiak, M. Pinelo, A.S. Meyer, D. Moszyński, T. Jesionowski, Mat. Sci. Eng. C, 2019, 103, 109789.
• [24] J. Zdarta, M. Pinelo, T. Jesionowski, A.S. Meyer, ChemCatChem, 2018, 10, 5164.
• [25] J. Zdarta, K. Bachosz, O. Degórska, A. Zdarta, E. Kaczorek, M. Pinelo, A.S. Meyer, T. Jesionowski, Materials, 2019, 12, 3167.
• [26] S. Kalia, B.S. Kaith, I. Kaur, Cellulose fibers: Bio- and nano-polymer composites, Springer, Berlin, 2011.
• [27] D. Klemm, B. Heublein, H.P. Fink, A. Bohn, Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 3358.
• [28] S. Wang, Z. Luo, Pyrolysis of biomass, Volume 1, Walter de Gruyter GmbH, Berlin, 2017.
• [29] Ł. Klapiszewski, T.J. Szalaty, T. Jesionowski, Lignina jako produkt odpadowy przemysłu celulozowo-papierniczego – zastosowanie oraz aspekt środowiskowy, w: Środowisko i przemysł. Tom VI, red. G. Schroeder, P. Grzesiak, Cursiva, Poznań, 2016.
• [30] J.-L. Wertz, O. Bédué, J.P. Mercier, Cellulose Science and Technology, EPFL Press, Lausanne, 2010.
• [31] D. Klemm, B. Philipp, T. Heinze, U. Heinze, W. Wagenknecht, Comprehensive Cellulose Chemistry: Fundamentals and Analytical Methods, Volume 1, Wiley‐VCH Verlag GmbH, Weinheim, 1998.
• [32] N. Kar, H. Liu, K.J. Edgar, Biomacromolecules, 2011, 12, 1106.
• [33] J. Zhang, W. Chen, Y. Feng, J. Wu, J. Yu, J. He, J. Zhang, Polym. Int., 2015, 64, 963.
• [34] D. Zielińska, T. Rydzkowski, V.K. Thakur, S. Borysiak, Ind. Crop. Prod., 2021, 161, 113188.
• [35] D. Zielińska, K. Szentner, A. Waśkiewicz, S. Borysiak, Materials, 2021, 14, 2124.
• [36] E. Szefer, A. Leszczyńska, E. Hebda, K. Pielichowski, J. Renew. Mater., 2021, 9, 1127.
• [37] A. Leszczyńska, K. Stafin, J. Pagacz, M. Micusik, M. Omastova, E. Hebda, J. Pielichowski, D. Borschneck, J. Rose, K. Pielichowski, Ind. Crop. Prod., 2018, 116, 97.
• [38] N. Hegyesi, Y. Zhang, A. Kohari, P. Polyak, X. Sui, B. Pukanszky, Ind. Crop. Prod., 2019, 141, 111799.
• [39] Y. Zhang, L. Cui, H. Xu, X. Feng, B. Wang, B. Pukanszky, Z. Mao, X. Sui, Int. J. Biol. Macromol., 2019, 137, 197.
• [40] O. Platnieks, S. Gaidukovs, A. Barkane, A. Sereda, G. Gaidukova, L. Grase, V.K. Thakur, I. Filipova, V. Fridrihsone, M. Skute, M. Laka, Polymers, 2020, 12, 1472.
• [41] A. Pappu, V. Patil, S. Jain, A. Mahindrakar, R. Haque, V.K. Thakur, Int. J. Biol. Macromol., 2015, 79, 449.
• [42] C. Zhang, R.Z. Zhang, Y.Q. Ma, W.B. Guan, X.L. Wu, X. Liu, H. Li, Y.L. Du, C.P. Pan, ACS Sustain. Chem. Eng., 2015, 3, 396.
• [43] F. Lv, C. Wang, P. Zhu, C. Zhang, Cellulose, 2014, 21, 4405.
• [44] H. Huang, C. Liu, L. Zhang, G. Zhong, Z. Li, ACS Sustain. Chem. Eng., 2015, 3, 317.
• [45] J. Puls, Macromol. Symposia, 1997, 120, 183.
• [46] A. Ebringerova, Z. Hromadkova, T. Heinze, Adv. Polym. Sci., 2015, 186, 1.
• [47] P. Gallezot, Chem. Soc. Rev., 2012, 18, 1538.
• [48] V.K. Thakur, M.K. Thakur, M.R. Kessler, Handbook of Composites from Renewable Materials, Volume 6, Polymeric Composites, Wiley Scrivener Publishing, 2017.
• [49] www.scopus.com (data dostępu 18.05.2021 r.).
• [50] W. Boerjan, J. Ralph, M. Baucher, Annu. Rev. Plant Biol., 2003, 54, 519.
• [51] R. Vanholme, B. Demedts, K. Morreel, J. Ralph, Plant Physiol., 2010, 153, 895.
• [52] R.J.A. Gosselink, E. de Jong, B. Guran, A. Abächerli, Ind. Crop. Prod., 2004, 20, 121.
• [53] G. Kickelbick, Hybrid Mater., 2014, 1, 39.
• [54] V.K. Thakur, M.K. Thakur, P. Raghavan, M.R. Kessler, ACS Sustain. Chem. Eng., 2014, 2, 1072.
• [55] M. Goliszek, B. Podkościelna, O. Sevastyanova, K. Fila, A. Chabros, P. Pączkowski, Int. J. Biol. Macromol., 2019, 123, 910.
• [56] M. Goliszek, B. Podkościelna, K. Fila, A.V. Riazanova, S. Aminzadeh, O. Sevastyanova, V.M. Gun’ko, Cellulose, 2018, 25, 5843.
• [57] B. Podkościelna, M. Goliszek, O. Sevastyanova, Pure Appl. Chem., 2017, 89, 161.
• [58] M. Sobiesiak, B. Podkościelna, O. Sevastyanowa, J. Anal. Appl. Pyrol., 2017, 123, 364.
• [59] Ł. Klapiszewski, J. Zdarta, T. Jesionowski, Colloids Surf. B, 2018, 162, 90.
• [60] J. Zdarta, Ł. Klapiszewski, A. Jędrzak, M. Nowicki, D. Moszyński, T. Jesionowski, Catalysts, 2017, 7, 1.
• [61] J. Zdarta, Ł. Klapiszewski, M. Wysokowski, M. Norman, A. Kołodziejczak-Radzimska, D. Moszyński, H. Ehrlich, H. Maciejewski, A.L. Stelling, T. Jesionowski, Mar. Drugs, 2015, 13, 2424.
• [62] Ł. Klapiszewski, K. Siwińska-Stefańska, D. Kołodyńska, Chem. Eng. J., 2017, 330, 518.
• [63] Ł. Klapiszewski, K. Siwińska-Stefańska, D. Kołodyńska, Chem. Eng. J., 2017, 314, 169.
• [64] F. Ciesielczyk, P. Bartczak, Ł. Klapiszewski, T. Jesionowski, J. Hazard. Mater., 2017, 328, 150.
• [65] Ł. Klapiszewski, P. Bartczak, M. Wysokowski, M. Jankowska, K. Kabat, T. Jesionowski, Chem. Eng. J., 2015, 260, 684.
• [66] Ł. Klapiszewski, J. Zdarta, K. Antecka, K. Synoradzki, K. Siwińska-Stefańska, D. Moszyński, T. Jesionowski, Appl. Surf. Sci., 2017, 422, 94.
• [67] K. Bula, Ł. Klapiszewski, A. Piasecki, T. Jesionowski, Materials, 2021, 14, 2114.
• [68] Ł. Klapiszewski, B. Podkościelna, M. Goliszek, A. Kubiak, K. Młynarczyk, T. Jesionowski, Int. J. Biol. Macromol., 2021, 178, 344.
• [69] K. Bula, G. Kubicki, T. Jesionowski, Ł. Klapiszewski, Materials, 2020, 13, 809.
• [70] A. Grząbka-Zasadzińska, Ł. Klapiszewski, T. Jesionowski, S. Borysiak, Molecules, 2020, 25, 864.
• [71] Ł. Klapiszewski, A. Grząbka-Zasadzińska, S. Borysiak, T. Jesionowski, Polym. Testing, 2019, 79, 106058.
• [72] K. Bula, Ł. Klapiszewski, T. Jesionowski, Polym. Testing, 2019, 77, 105911.
• [73] Ł. Klapiszewski, K. Bula, A. Dobrowolska, K. Czaczyk, T. Jesionowski, Polym. Testing, 2019, 73, 51.
• [74] Ł. Klapiszewski, F. Pawlak, J. Tomaszewska, T. Jesionowski, Polymers, 2015, 7, 1767.
• [75] K. Bula, Ł. Klapiszewski, T. Jesionowski, Polym. Compos., 2015, 36, 913.
• [76] A. Jamrozik, B. Strzemiecka, P. Jakubowska, I. Koltsov, Ł. Klapiszewski, A. Voelkel, T. Jesionowski, Int. J. Biol. Macromol., 2020, 161, 531.
• [77] Ł. Klapiszewski, A. Jamrozik, B. Strzemiecka, P. Jakubowska, T.J. Szalaty, M. Szewczyńska, A. Voelkel, T. Jesionowski, Int. J. Biol. Macromol., 2019, 122, 88.
• [78] Ł. Klapiszewski, A. Jamrozik, B. Strzemiecka, I. Koltsov, B. Borek, D. Matykiewicz, A. Voelkel, T. Jesionowski, Molecules, 2017, 22, 1920.
• [79] Ł. Klapiszewski, A. Jamrozik, B. Strzemiecka, D. Matykiewicz, A. Voelkel, T. Jesionowski, Int. J. Mol. Sci., 2017, 18, 1224.
• [80] A. Ślosarczyk, I. Klapiszewska, P. Jędrzejczak, Ł. Klapiszewski, T. Jesionowski, Polymers, 2020, 12, 1180.
• [81] A. Ślosarczyk, Ł. Klapiszewski, T. Buchwald, P. Krawczyk, Ł. Kolanowski, G. Lota, Materials, 2020, 13, 400.
• [82] Ł. Klapiszewski, I. Klapiszewska, A. Ślosarczyk, T. Jesionowski, Molecules, 2019, 24, 3544.
• [83] T.J. Szalaty, Ł. Klapiszewski, T. Jesionowski, J. Mol. Liq., 2020, 301, 112417.
• [84] Ł. Klapiszewski, T.J. Szalaty, A. Kubiak, A. Skrzypczak, A. Dobrowolska, K. Czaczyk, T. Jesionowski, J. Mol. Liq., 2019, 274, 370.
• [85] T.J. Szalaty, Ł. Klapiszewski, M. Stanisz, D. Moszyński, A. Skrzypczak, T. Jesionowski, Int. J. Biol. Macromol., 2018, 119, 431.
• [86] Ł. Klapiszewski, T.J. Szalaty, B. Kurc, M. Stanisz, B. Zawadzki, A. Skrzypczak, T. Jesionowski, ChemPlusChem, 2018, 83, 361.
• [87] A. Jędrzak, T. Rębiś, Ł. Klapiszewski, J. Zdarta, G. Milczarek, T. Jesionowski, Sens. Actuator B: Chem., 2018, 256, 176.
• [88] T. Jesionowski, Ł. Klapiszewski, G. Milczarek, J. Mater Sci., 2014, 49, 1376.
• [89] T. Jesionowski, Ł. Klapiszewski, G. Milczarek, Mater. Chem. Phys., 2014, 147, 1049.
• [90] M. Stanisz, Ł. Klapiszewski, T. Jesionowski, Chem. Eng. J., 2020, 397, 125409.
• [91] M. Stanisz, Ł. Klapiszewski, D.T. Młynarczyk, B. Stanisz, T. Jesionowski, Molecules, 2020, 25, 3150.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).