Wywiad z Panią dr inż. Eweliną Jamróz

O biodegradowalnych foliach, nanokapsułkach oraz problemach z zalegającym plastikiem rozmawialiśmy z dr inż. Eweliną Jamróz z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie – Gościem Honorowym Ogólnopolskiej Konferencji Naukowej ,,Biopolimery – źródło nowych materiałów” która odbędzie się już 3 września 2020 roku. 

Szczegółowe informacje na temat wydarzenia można znaleźć na stronie: http://fundacja-tygiel.pl/biopolimery/

Fundacja Tygiel:  Dziękujemy, że zgodziła się Pani Doktor udzielić nam wywiadu. Skąd narodziło się zainteresowanie materiałami polimerowymi?

dr inż. Ewelina Jamróz:  Będąc na doktoracie, mój promotor Profesor Andrzej Para rozpoczął pracę nad furcelleranem – kompleksował z nim różne metale i narodził się pomysł abym ja kontynuowała te badania, również kompleksując furcelleran, ale związkami. Po ich przygotowaniu doszliśmy do wniosku, że musimy zrobić z nich materiały, które będą biodegradowalne i które będą mogły poprawić stan obecnej wiedzy na ten temat. Więc z jednych z kompleksów zrobiliśmy nanokapsułki, a z drugich właśnie folię. Po doktoracie kontynuowałam pracę nad furcelleranem i uzyskaniem z niego powłok aktywnych poprzez dodatek różnych substancji.

FT: Skupiła się Pani głównie na pracy nad folią czy wspomniane nanokapsułki również znalazły swoje zastosowanie?

EJ: Jeżeli chodzi o nanokapsułki, to na początku udało mi się zamknąć furcelleran z albuminą w nanokapsułce modelowej, zbudowanej z dwóch syntetycznych polielektrolitów. Gdy się to udało, doszłam do wniosku, że furcelleran mógłby być jedną z warstw w tej nanokapsułce. Dzięki temu, ostatnio zamknęliśmy doksorubicynę – lek na raka, w nanokapsułce zbudowanej z  furcelleranu i chitozanu. Dzięki temu mamy 4-warstwową nanokapsułke, która jest nietoksyczna, ma ogromną ładowność i która może z powodzeniem konkurowac z nanokapsułkami na bazie syntetycznych polielektrolitów.

FT: Brzmi bardzo obiecująco, czekamy z niecierpliwością na dalsze wyniki i kolejne sukcesy. Natomiast wracając do tematu folii, czy uważa Pani, że folie biodegradowalne są w stanie całkowicie wyeliminować z użycia folię syntetyczną?

EJ: Ja oczywiście mam taki cel, aby folie furcelleranowe weszły na rynek i z powodzeniem konkurowały z foliami syntetycznymi. Jednakże chciałabym, aby oprócz tego, że folie są biodegradowalne, miały dodatkowe właściwości aktywne np. antyoksydacyjne czy antymikrobiologiczne. Zazwyczaj, kiedy mamy produkt spożywczy i chcemy mieć go w folii, ma ona za zadanie chronić go przed różnymi czynnikami zewnętrznymi jak drobnoustroje czy zabrudzenia. Ja dodatkowo chciałabym, aby moja folia swoimi właściwościami przedłużała czas przechowywania takiego produktu. Już teraz folie uzyskują wyniki co do przechowywania podobne do tych syntetycznych. Natomiast ja cały czas walczę o to, aby folie były aktywne i mogły przedłużać czas  trwałości produktów, to po pierwsze.  Po drugie chciałabym, aby mogły skutecznie pełnić funkcję reklamówek. Dlatego pracujemy nad wielowarstwowymi foliami, które odznaczają się bardzo dobrą barierowością wobec różnych gazów, oraz lepszą wytrzymałością. Taką reklamówkę można później po prostu wyrzucić na kompostownik koło domu i się nią nie przejmować. Takie folie wykazujące właściwości antybakteryjne mogą pełnić również funkcję powłok np. w szpitalach.

FT: Trzymamy bardzo mocno kciuki za te rozwiązania, statystyki zużycia plastiku są przerażające, więc musimy szukać alternatyw

EJ: Musimy, bo nic innego nam nie pozostaje. Tym bardziej że UE dla producentów materiałów syntetycznych wprowadza drastyczne obostrzenia i oni  również prędzej czy później będą musieli się do tego dostosować. Jeżeli słyszę, że w 2050 roku ciężar pływającego w morzu plastiku będzie większy niż pływających tam ryb to tylko świadczy jak duży mamy problem i musimy zacząć sobie z nim radzić. To już nie chodzi o mnie, czy zespół badawczy, w którym pracuje, ale o inne zespoły na całym świecie, które właśnie w tym celu będą pracować, aby wytworzyć najbardziej przyjazną dla środowiska alternatywę dla syntetycznych materiałów.

FT: Pocieszeniem jest to, że świadomość społeczeństwa na ten temat wzrasta, coraz więcej mówi się o tych problemach związanych z zanieczyszczeniem środowiska

EJ: Tak, jest to racja. Ludzie coraz bardziej świadomie wybierają produkty, ale trzeba zwrócić uwagę, że u nas, jak i w innych krajach jest dużo luk w prawie, którymi możemy oszukiwać konsumenta. Ale wydaje mi się, że świadomy konsument wie, kiedy ma do czynienia z materiałem biodegradowalnym, a materiałem biodegradowalnym tylko w  5%. Społeczeństwo coraz bardziej jest nastawione na bycie eko, kto by pomyślał kilka lat temu, że nawet produkty chemiczne, używane w łazience i kuchni będą tak naturalne. Jak konsumenci przestawią się na wybieranie produktów naturalnych, ekologicznych,  nieszkodzących środowisku to wydaje mi się, że producent będzie musiał obrać kompletnie inny kierunek.

FT: A jakie wyzwania stoją przed Pani badaniami? Czy spotkała się Pani ze znaczącymi problemami w trakcie swoich badań?

EJ: Tak, problemy są zawsze. Zarówno jeśli chodzi o nanokapsułki, jak i o folię. Wytrzymałość mechaniczna, barierowość – to są dwie rzeczy, po których pokonaniu folia będzie mogła wchodzić na rynek. Ponieważ wtedy będzie szersze spektrum kierunków, w których te folie będą mogły zostać zastosowane. Jeżeli chodzi o nanokapsułki to pierwszą rzeczą jest zamykanie wrażliwych substancji, a druga – całkowite przebadanie czy nie są one szkodliwe zarówno dla człowieka, jak i środowiska.

FT:  Wracając do tematu bezpieczeństwa, czy prowadzone były badania pod tym kątem dla folii furcelleranowych?

EJ: Furcelleran jest całkowicie dopuszczony na rynku spożywczym, dodawany nawet do żywności dla diabetyków, podobnie jak jego kuzyn karagen. Jeśli chodzi o sam furcelleran czy też białka, nad którymi pracuję, przygotowana matryca bez dodatków, a tym samym czysta folia, która nie jest folią aktywną, są całkowicie bezpieczne. Natomiast jak wspominałam, chciałabym, aby uzyskana przeze mnie folia miała właściwości aktywne. Sprawdzamy różne dodatki, poczynając od ekstraktów z herbaty, do ekstraktu z buraka, który oprócz właściwości aktywnych ma również właściwości inteligentne – zmiana barwy może informować, że coś złego dzieje się z produktem. Jednakże nanotechnologia jest dość młodą dziedziną nauki. Dodatki różnych nanocząstek metali  – srebra czy selenu sprawiają, że materiały wykazują dużo lepsze właściwości niż np. ekstrakt z yerba mate. Ale istnieją obawy, że takie formy – składniki aktywne w formie nano, czyli mniejsze niż 100 nm mogą bardzo szybko przenikać i akumulować się w komórkach. Dlatego konieczny jest szereg badań, aby scharakteryzować materiał pod każdym względem.

FT:  Czy ma Pani jakieś rady dla osób zajmujących się tematyką biomateriałów? Jakie są perspektywy na badania, jakie są trendy w tej tematyce?

EJ: Najczęściej pojawiającym się zagadnieniem w literaturze są aktualnie folie biopolimerowe. Nie ma znaczenia, z jakich biopolimerów zbudowana jest folia, czy to będą polisacharydy czy białka. Ale ważny jest tutaj dodatek do takich matryc np. nanowypelniaczy i dobranie ich optymalnego stężenia, czyli takiego, dzięki któremu biomateriał będzie wykazywał aktywne właściwości, ale bez negatywnego wpływu na zdrowie czy środowisko. Nie ograniczajmy się jedynie do produktów spożywczych. Wyobraźmy sobie, że wrzucamy kostkę do zmywarki, musimy wcześniej wyjąć ją z syntetycznego opakowania. Przecież równie dobrze może być w biopolimerowej folii, która bardzo dobrze się rozpuszcza. Może ilość tego plastiku nie jest duża, ale patrząc na to z perspektywy roku, to nawet kilka wiaderek. Musimy znaleźć alternatywy w każdej możliwej dziedzinie życia. Tam, gdzie uda się to zastąpić, uważam to za bardzo duży krok milowy dla całego społeczeństwa.

FT:  Bardzo dużym ułatwieniem może być to, że taką folię możemy zrobić sami w domu

EJ: Dokładnie, to jest bardzo prosta procedura. Ja akurat używam furcelleranu, który sam w sobie brzmi przerażająco, ale w krajach jak Dania czy Estonia jest powszechnie stosowany. Wiele zespołów na całym świecie pracuje nad foliami skrobiowymi. Starają się modyfikować i kompleksować skrobię z różnymi dodatkami. Taki kleik skrobiowy potrafi zrobić każdy z nas, wystarczy wylać to na odpowiednią powierzchnię, a po wyschnięciu mamy gotową folię. To jak gotowanie zupy zgodnie z przepisem.

FT: Jakie są dalsze plany na Pani badania?

EJ: Mamy dużo planów, natomiast brakuje nam czasu. Wraz z zespołem naukowym na Wydziale Technologii Żywności staramy się opracowywać materiały, które będą aktywne, będą inteligentne i będą przedłużać czas przechowywania różnych produktów spożywczych i na tym się aktualnie skupiamy. Chcemy polepszyć barierowość i wytrzymałość mechaniczną folii, a tutaj tylko i wyłącznie widzę przyszłość w foliach wielowarstwowych. One faktycznie wykazują dużo lepsze parametry niż folie jednowarstwowe. Jeśli  chcemy zrobić tę idealną folię – a mówimy tu o 3 lub 4 warstwach, gdzie każda z nich zawiera aktywny lub inteligentny dodatek, musimy sprawdzić wiele różnych wariantów. Chcę również poświęcić więcej uwagi na nanokapsułki. Mało jest osób, które zajmują się nanokapsułkami zbudowanymi całkowicie z warstw biopolimerowych, więc jest to trochę szukanie po ciemku jak najlepszego przepisu na taką nanokapsułke. Trzecim pomysłem jest połączenie tych wielowarstwowych folii właśnie z nanokapsułkami. Moim zdaniem jest to warte przebadania.

FT:  Czy ma Pani jakieś rady dla uczestników Konferencji?

EJ: Wydaje mi się,  że biopolimery to jest przyszłość. Nie tylko pod względem folii, ale również innych materiałów. Wydaje mi się, że każda dziedzina, poczynając od technologów żywności, kończąc nawet na elektronice może być związana z biopolimerami. Są to odnawialne surowce, które możemy wykorzystywać nawet z produktów odpadowych i dawać im nowe życia w postaci folii, mikrokapsułek czy nanokapsułek. Wydaje mi się, że najważniejszym jest znalezienie kierunku badań, na którym należy się skupić  – wybrać sobie jeden biopolimer, starając się go kompleksować, sieciować dodatkami i sprawdzać  czy dany materiał spełnia oczekiwania. Jeżeli nie, to nie rezygnować, a szukać następnych rozwiązań. Ja tak zaczynałam – jak sobie przypomnę pierwsze folie z furcelleranu, z których byłam naprawdę dumna, to było coś, co dla mnie było wielkim wow. Ponieważ wylałam coś i nagle miałam folię. Byłam nią tak zachwycona, a teraz, jak patrzę po tych 7 latach ile udało mi się zrobić dalej, nie byłabym aż tak dumna z tamtych folii. Dodatkowo ile było rzeczy po drodze, których nie udało się zrobić, a półroczne badania trafiły do kosza. Jednak cały czas byłam wierna swoim przekonaniom i uważałam że furcelleran może się do czegoś przyczynić. Teraz wydaje mi się, że jak każdy znajdzie swój kierunek, jakiś biopolimer i dodatek, albo sam biopolimer i skupi się na nim, osiągnie coś świetnego. 

Dziękujemy serdecznie za udzielony wywiad i zapraszamy po więcej informacji na temat Konferencji http://fundacja-tygiel.pl/biopolimery/