Detail předmětu
Technologie zpracování biopolymerů a přírodních surovin
FCH-MC_BPSAk. rok: 2025/2026
Předmět se zaměřuje na moderní přístupy ke zpracování biopolymerů a přírodních látek v kontextu udržitelného rozvoje, cirkulární ekonomiky a zdravého životního stylu. Vzhledem k rostoucím environmentálním výzvám, problémům s odpady a zvýšené citlivosti spotřebitelů na syntetické látky roste poptávka po biologicky odbouratelných a přírodních materiálech v různých oblastech – od kosmetiky a medicíny až po potravinářství.
Studenti se seznámí s klasifikací, vlastnostmi a zdroji biopolymerů, metodami jejich izolace a modifikace, včetně významu nebiodegradovatelných bioplastů. Důraz bude kladen na nejpoužívanější technologie zpracování (bio)polymerů a jejich aplikace v různých průmyslových odvětvích.
Zvláštní pozornost bude věnována potravinářské chemii, kde budou diskutovány možnosti využití biopolymerů jako jedlých obalů, nosičů bioaktivních látek, stabilizátorů, zahušťovadel a dalších funkčních složek. Probírána bude také interakce biopolymerů s potravinami, jejich vliv na senzorické vlastnosti, trvanlivost a bezpečnost potravin.
Samostatná část bude věnována také aplikacím biopolymerů v medicíně a farmacii, například jako nosičům léčiv, materiálům pro tkáňové inženýrství nebo bioaktivním povrchům.
Součástí výuky bude i hodnocení stability, biodegradace, recyklace a upcyklace biopolymerních produktů. Předmět zakončuje diskuse o budoucích perspektivách využití biopolymerů a přírodních látek v souladu s principy bioekonomiky a inovací inspirovaných přírodou (bionika).
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
1. Zápočet: V průběhu semestru a na konci semestru posluchači absolvují písemný test z probíraných témat na cvičeních a přednáškách.
2. Podmínky absolvování zkoušky: Zkouška bude probíhat formou písemného testu, který bude obsahovat tři tematické okruhy. Po skončení testu bude následovat přibližně 30minutová pauza na opravu testu. Po oznámení výsledků se student(ka) může rozhodnout, zda chce absolvovat ústní dozkoušení. Ústní část bude zaměřena na jiné otázky než písemná a bude sloužit k ověření porozumění a schopnosti aplikace poznatků. Hodnocení bude probíhat dle standardní stupnice ECTS (A-F), přičemž výsledná známka bude zohledňovat jak písemnou, tak případnou ústní část zkoušky.
Přednášky nejsou povinné, ale doporučují se.
Učební cíle
Cílem předmětu je poskytnout studentům ucelený přehled o biopolymerech, jejich struktuře, vlastnostech, technologiích získávání a možnostech využití v různých oblastech, zejména v kosmetice, potravinářství, medicíně a farmacii. Výuka je rozdělena do několika tematických celků:
- Základy biopolymerů – zaměření na jejich původ, chemickou strukturu, fyzikálně-chemické vlastnosti, metody izolace a modifikace.
- Biopolymery v kosmetických přípravcích – složení, příprava, testování kvality a funkčnost kosmetických produktů s obsahem biopolymerů.
- Obalové materiály na bázi biopolymerů – jejich charakterizace, stabilita, interakce s kosmetickými přípravky a možnosti využití v udržitelném balení.
- Aplikace v medicíně a farmacii – využití biopolymerů jako nosičů léčiv, materiálů pro tkáňové inženýrství, bioaktivních povrchů a dalších zdravotnických aplikací.
Součástí předmětu jsou také teoretické základy z oblasti výhod a nevýhod biopolymerů oproti syntetickým látkám, principy výroby, uchovávání, testování a označování produktů a přehled relevantní legislativy.
Základní literatura
P. Mokrejš, Aplikace přírodních polymerů, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2008, ISBN 978-80-7318-674-6 (CS)
V. Ducháček, POLYMERY: Výroba, vlastnosti, zpracování, použití, VŠCHT Praha (3. vydání, 2011), ISBN 978-80-7080-788-0 (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program NPCP_CHPL magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
- Program NKCP_CHPL magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
- Program NPCP_PCHBT magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
V důsledku globálních změn, problémů s odpadem, které se hromadí v přírodě i ve městech, výskyt vyšší citlivosti a vznikajících alergií na různé produkty zvyšuje poptávku po „bio“ produktech v různých aplikacích nevyjímajíc kosmetiku, farmacii, medicínu a potraviny. Tento předmět reaguje na tento nový trend směrem k realizaci budoucnosti s udržitelnou ekonomikou a životním prostředím ale i zdravím jedinců a společnosti. Diskutovány budou biopolymery, jejich původ, vlastnosti a použitelnost pro přípravu kosmetických prostředků i typy balení kosmetických prostředků a potravinářských obalů. Bude diskutováno složení, příprava, testování a označování jednotlivých typů kosmetických prostředků. Dále se bude tento předmět věnovat možnostem použití biopolymerů v medicíně a farmacii. Rovněž bude zvážena stabilita a „bio“ degradace biopolymerů a přípravků, které je obsahují. Nakonec budou shrnuty perspektivy širšího použití biopolymerů a přírodních látek.
Kurz poskytuje znalosti základů polymerní chemie se zaměřením na biopolymery. Student se naučí klasifikaci biopolymerů, jejich základní vlastnosti, možnosti zpracování a použití. Cílem předmětu je, aby student porozuměl rozdílu mezi syntetickými polymery a biopolymery a výsledným možnostem použití a aplikace.
Témata přednášek:
1. Úvod do biopolymerů (definice biopolymerů, klasifikace biopolymerů, typy a chemická struktura)
2. Zpracování biopolymerů a přírodních látek
3. Vlastnosti biopolymerů derivovaných z rostlin (polysacharidy, přírodní kaučuk, lignin)
4. Vlastnosti bakteriálních biopolymerů a polymerů získanvaných z mikroorganizmú a zvířat (polyhydroxyalkanoáty, kolagen, elastin, chitin, kyselina hyaluronová)
5. Aplikace biopolymerů v medicíně
6. Aplikace v kosmetice a výrobcích osobní hygieny (výroba, označování, skladování a testovaní sterility produktů)
7. Použití biopolymerů pro výrobu čistících mýdel, odličovacích prostředků, peelingů a transdermálních náplasti
8. Aplikace biopolymerů ve farmacii
9. Příprava, charakterizace a použití různých polymerních směsí a kompozitů na bázi biopolymerů pro obaly v kosmetice.
10. Aplikace biopolymerů v potravinářství
11. Vliv biopolymerů na životní prostředí
12. Legislativa a omezení u přírodních surovin pro kosmetiku
13. Budoucí perspektivy pro využití biopolymerů a přírodních látek
Konzultace v kombinovaném studiu
Vyučující / Lektor