Senin, 14 November 2016

Kimia Hijau untuk Karbohidrat - Apa, Mengapa dan Bagaimana

Dalam beberapa dekade terakhir, berbagai upaya yang dilakukan untuk mengurangi penggunaan bahan bakar fosil dan turunan minyak, untuk mengurangi pencemaran lingkungan, dan untuk menghadapi pemanasan global. Penggunaan biomassa sebagai bahan baku alternatif untuk bahan bakar fosil, karena melimpah dan relatif murah. Karbohidrat, yaitu, selulosa, pati, dan sukrosa, merupakan bahan baku penting dalam industri kimia karena diproduksi dari biomassa yang tersedia dalam jumlah besar, memfasilitasi aplikasi dalam skala besar. Karbohidrat memberikan fungsi penting dalam fisiologi sel dan pada ukuran nano di membran sel, sebagai bagian dari glycoconjugates (glikoprotein, glikolipid, dan polisakarida) yang mengandung glycocalyx. Akibatnya, karbohidrat memiliki peran penting dalam banyak proses biologis, termasuk infeksi bakteri dan virus, metastasis kanker, apoptosis, proliferasi neuron, dan banyak peristiwa penting lainnya.

Senyawa berbasis karbohidrat telah banyak digunakan dalam industri farmasi, kosmetik, deterjen, dan makanan. Sementara senyawa ini terutama diproduksi dengan metode kimia, penggunaan metode enzimatik juga telah diteliti selama 20 tahun terakhir sebagai alternatif yang lebih hijau untuk sintesis organik. Karena kelarutan enzim dan karbohidrat yang rendah pelarut organik konvensional, penelitian telah difokuskan pada bahan sintesis karbohidrat secara kimia dan enzimatik dalam pelarut hijau polar seperti air, cairan superkritis (SCFs), dan cairan ionik (ILs).

Sangat penting untuk menentukan konsep kimia hijau, dan prinsip-prinsip yang mengaturnya, untuk menyesuaikan kimia karbohidrat dalam produksi dan pengolahan yang berkelanjutan. Sebuah definisi kimia hijau diusulkan oleh Paul Anastas dan John Warner pada tahun 1998 sebagai desain produk dan proses kimia yang mengurangi atau menghilangkan penggunaan atau generasi zat berbahaya. Green chemistry (kimia hijau) memiliki 12 prinsip-prinsip yang dapat diringkas sebagai berikut:

  1. Pencegahan: Kimia harus mencegah produksi limbah beracun dan berbahaya dibandingkan membuang limbah tersebut setelah dibentuk.
  2. Ekonomi atom: Dalam sintesis, semua komponen yang digunakan seharusnya ditambahkan hingga batas maksimum dalam menghasilkan produk yang diinginkan.
  3. Sintesis kimia tidak berbahaya: alasan apapun, sintesis kimia harus didesain untuk menggunakan dan menghasilkan material dengan toksisitas rendah dan efek negatif yang rendah terhadap lingkungan.
  4. Mendesain bahan kimia dengan aman: Bahan-bahan kimia harus didesain untuk menghasilkan kegunaan yang diinginkan dengan rendahnya level toksisitas.
  5. Pelarut dan bahan pendukung yang lebih aman: Bahan pendukung (semisal pelarut) harus dihindari sebisa mungkin dan harus aman jika digunakan.
  6. Desain efisiensi energi: persyaratan energi dari proses kimia seharusnya diminimalkan untuk mengurangi dampak lingkungan, dan jika memungkinkan proses-proses dilakukan pada suhu dan tekanan ruang.
  7. Penggunaan bahan makanan yang dapat diperbaharui: bahan-bahan mentah (raw materials) atau bahan-bahan makanan (feedstocks) harus dapat diperbaharui (renewable).
  8. Mengurangi produk-produk turunan: jika memungkinkan, produk-produk turunan yang tidak diperlukan (seperti proteksi/deproteksi) seharusnya dihindari atau dicegah.
  9. Katalis: adalah sangat baik jika menggunakan reagen katalitik (seselektif mungkin) dibandingkan reagen stoikiometri.
  10. Desain degradasi: Produk-produk kimia seharusnya didesain agar mengalami proses degradasi yang tidak berbahaya (innocuous) dan bertahan di dalam lingkungan.
  11. Analisis real-time dalam pencegahan polusi: Metode analitik seharusnya dikembangkan untuk melibatkan analisis real-time tanpa pembentukan bahan-bahan yang berbahaya.
  12. Kimia yang lebih aman dalam pencegahan kecelakaan: Bahan-bahan yang terlibat dalam proses kimia harus dipilih untuk mengurangi potensi kecelakaan kimia.

Sumber :
Green Solvents in Carbohydrate Chemistry: From Raw Materials to Fine Chemicals
Angeles Farrán,† Chao Cai,‡ Manuel Sandoval,§ Yongmei Xu,∥ Jian Liu,∥ MarĂ­a J. Hernáiz,*,▽
and Robert J. Linhardt*,⊥


Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Karakterisasi Material Polimer: Studi Kasus Mikrokristalin Selulosa (MCC)

Untuk mempelajari stuktur dan sifat mikrokristalin selulosa (MCC), beberapa teknik telah banyak dilakukan peneliti. Analisis-analisis te...