Получение и исследование структурно-механических свойств биоразлагаемых пленок на основе желатина

Автор: Аджиева Н.К., Ермагамбетова А.Д., Тажибаева С.М., Тюсюпова Б.Б., Мусабеков К.Б.

Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu

Рубрика: Технология пищевой и перерабатывающей промышленности

Статья в выпуске: 1 (143), 2024 года.

Бесплатный доступ

Получены биоразлагаемые плёнки на основе желатина в присутствии добавок карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), предназначенные для использования в качестве упаковок пищевых продуктов и носителей лекарственных веществ. Методами сканирующей электронной микроскопии и измерения шероховатости пленок установлено, что наибольшую шероховатость имеют пленки, полученные из смеси КМЦ-желатин. Показано, что введение КМЦ в состав пленок желатина приводит к резкому уменьшению прочности и модуля упругости пленок, однако деформация имеет максимальное значение при массовом соотношении КМЦ / желатин, равном 0,7. Это обусловлено образованием биокомпозитов за счет Н-связей и электростатических взаимодействий между функциональными группами белков желатина и макромолекул полисахарида, стабилизированных гидрофобными взаимодействиями между их неполярными участками. Изучены барьерные свойства пленок на основе КМЦ и желатина. Показано, что наибольшую воздухопроницаемость и наименьшую водоупорность имеют пленки на основе КМЦ, что связано с текстурированностью материала пленок. На основе данных ИК-спектроскопии установлено, что наиболее устойчивыми являются пленки, полученные из смеси КМЦ и желатина. Для регулирования деформации пленок использован глицерин.

Еще

Биоразлагаемые пленки, желатин, карбоксиметилцеллюлоза, структурообразование, прочность, шероховатость

Короткий адрес: https://sciup.org/140304526

IDR: 140304526   |   DOI: 10.48184/2304-568X-2024-1-133-143

Список литературы Получение и исследование структурно-механических свойств биоразлагаемых пленок на основе желатина

  • Brito T.B., Carrajola J.F., Gonçalves E.C.B.A., Martelli-Tosi M., Ferreira M.S.L. Fruit and vegetable residues flours with different granulometry range as raw material for pectin-enriched biodegradable film preparation // Food Res Int. - 2019. - №121. - pp. 412-421. https://doi.org/https:/0/doi.org/10.1016/j.foodres.2019.03.058
  • Avérous L., Pollet E. Environmental silicate nano-biocomposites: Green energy technology // Springer London Ltd. - London: 2012. https://doi.org/10.1007/978-1-4471-4108-2
  • Malathi A.N., Santhosh K.S., Udaykumar N. Recent trends of biodegradable polymer: Biodegradable films for food packaging and application of nanotechnology in biodegradable food packaging // AIMS Mol Sci. - 2016. - №3. - RR. 73-79. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.7b0452800
  • Flieger M., Kantorová M., Prell A., Øezanka T., Votruba J. Biodegradable plastics from renewable sources // Folia Microbiol. - 2003. - №48. - RR. 27-44. https://doi.org/10.1007/BF02931273
  • Tripathi A., Srivastava S., Yadav A. Biopolymers: Potential biodegradable packaging material for food industry // Polym Packag Appl. - 2014. - RR. 153-172.
  • Nur Hanani Z. A, Roos Y. H., Kerry J. P. Use and application of gelatin as potential biodegradable packaging materials for food products // International Journal of Biological Macromolecules. - 2014. - №71. - RR. 94-102. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2014.04.027
  • Luzio G.A. Determination of galacturonic acid content of pectin using a microtiter plate assay // Proc. Fla. State Hort. Soc. - 2004. - V. 117. - RR. 416-421.
  • Parker R., Ring S.G. Aspects of the Physical Chemistry of Starch // Journal of Cereal Science. - 2001. - V. 34. - RR. 1-17.
  • Petropavlovskii G.A. Gidrofil'nye chastichno zameshchennye efiry tsellyulozy i ikh modifikatsiya putem khimicheskogo sshivaniya. - L.: Nauka, 1988. - 298 s.
  • Yunusov Kh.E., Sarymsakov A.A., Rashidova S.Sh. Struktura i svoistva biorazlagaemykh plenok karboksimetiltsellyulozy, soderzhashchikh nanochastitsy serebra // Vysokomolekulyarnye soedineniya. Seriya A. - 2014. - T. 56. - № 3. - S. 276-281.
  • Savchenko L.N., Marinina T.F., Lukashuk S.P. Sovremennye podkhody k lecheniyu i profilaktike zabolevanii parodonta // Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk. - 2012. - T.14. - № 5 (3). - S. 758-760.
  • Al' Nasir Eiyad, Svirgun I.S., Lisyanskaya A.P., Gladysheva S.A. Izuchenie strukturnomekhanicheskikh svoistv plenochnykh mass s vazopressinom // Polish journal of science. - 2020. - V. 25. - RR.62-65.
  • Douglas de Britto, Jackeline S. de Rizzo, Odilio B. G. Effect of carboxymethyl cellulose and plasticizer concentration on wetting andmechanical properties of cashew tree gum-based films // Assis International Journal of Polymer Anal. Charact. - 2012. - V. 17. - Iss. 4. - RR. 302-311.
  • Joydip Kundu, Riti Mohapatra, Kundu S. C. Silk Fibroin/Sodium Carboxymethylcellulose Blended Films for Biotechnological Applications // Journal of Biomaterials Science. - 2011. - V. 22. - Iss. 4(6). - RR. 519-539.
  • Dyshlyuk L.S., Prosekov A.Yu. Issledovanie kinetiki biorazlozheniya, deformatsionnoprochnostnykh i ekotoksikologicheskikh svoistv, gazopronitsaemosti i vodopogloshcheniya antimikrobnykh upakovochnykh biorazlagaemykh plenok na osnove prirodnykh polisakharidov//Vestnik VGU, Seriya: Khimiya. Biologiya. Farmatsiya. - 2019. - T. 2. - S. 40-47.
  • Patent 2570905 Rossiiskaya Federatsiya, MPK C08L23/06, C08L3/02, C08L101/16, C08K5/053. Sposob polucheniya biodegradiruemoi termoplastichnoi kompozitsii / Dyshlyuk L.S., Belova D.D., Babich O.O., Prosekov A.Yu., Karchin K.V., Asyakina L.K.; patentoobladatel' Obshchestvo s ogranichennoi otvetstvennost'yu «Biotek». - № 2014126140/04; zayavl. 26.06.2014; opubl. 20.12.2015.
  • Abdelhedi O., Salem A., Nasri R., Nasri M., Jridi M. Food applications of bioactive marine gelatin films // Curr. Opin. Food Sci. - 2021. - №43. - pp. 206-215.
  • Roy S., Rhim J.W. Fabrication of carboxymethyl cellulose/agar-based functional films hybridized with alizarin and grapefruit seed extract // ACS Appl. Bio Mater. - 2021. - №4. - RR. 4470-4478.
  • Morrison N.A., Clark R.C., Chen Y.L., Talashek T., Sworn G. Gelatin alternatives for the food industry // Progr Colloid Polym Sci. - 1999. - №114. - RR. 127-131.
  • Mariod A.A., Adam H.F. Review: gelatin, source, extraction and industrial applications // Acta Sci Pol Technol Aliment. - 2013. - №12 (2). - RR. 135-147.
  • Ramos M., Valdés A., Beltrán A., Garrigós M. C. Gelatin-Based Films and Coatings for Food Packaging Applications // Coatings. - 2016. - №6(4). - R. 41. https://doi.org/10.3390/coatings6040041
  • Said N. S., Sarbon N. M. Response Surface Methodology (RSM) of Chicken Skin Gelatin Based Composite Films with Rice Starch and Curcumin Incorporation. // Polym. Test. - 2020. - №81. - RR. 106161. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2019.106161
  • Gulati I., Park J., Maken S., Lee M.G. Production of Carboxymethyl cellulose fibers from waste lignocellulosic sawdust using NaOH/NaClO2 pretreatment // Fibers Polym. - 2014. - №15. - RR. 680-686.
  • Kumar H., Gaur A., Kumar S., Park J.W. Development of silver nanoparticles-loaded CMC hydrogel using bamboo as a raw material for special medical applications. Chem Pap, 2018.
  • Joshi G., Naithani S., Varshney V.K., Bisht S.S., Rana V., Gupta P.K. Synthesis and characterization of carboxymethyl cellulose from office waste paper: A greener approach towards waste management // Waste Manage. - 2014. - №38. - RR. 33-40.
  • Mohkami M., Talaeipour M. Investigation of the chemical structure of carboxylated and carboxymethylated fibers from waste paper via XRD and FTIR analysis // Bio Resources. - 2011. - №6. - RR.1988-2003.
  • Togrul H., Arslan N. Production of carboxymethyl cellulose from sugar beet pulp cellulose and rheological behavior of carboxymethyl cellulose // Carbohydr Polym. - 2003. - №54. - RR.73-82.
  • Almasi H., Ghanbarzadeh B., Entezami A.A. Physicochemical properties of Starch CMC-nonclay biodegradable films // Int J Biol Macromol. - 2010. - №46. - RR. 1-5.
  • Kashirina E.I. Razrabotka sistemy gipoallergennoi upakovki belkov v polimernyi matriks: dis. kand. khim. nauk: 03.01.06. Moskva. 2017. 149 s.
  • Lu D. R., Xiao C. M., Xu S. Starch-based completely biodegradable polymer materials // Polymer Letters. - 2009. - V. 3. - №6. - RR. 366-375.
  • Mu C., Guo J., Li X., Lin W. and Li D. Preparation and Properties of dialdehyde carboxymethyl cellulose crosslinked gelatine edible films // Food Hydrocolloids. - 2012. - vol. 27. - №1. - RR. 22-29. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2011.09.005
  • Briassoulis D., Innocenti F.D. Standards for soil biodegradable plastics. In: Malinconico M., editor. Soil Degradable Bioplastics for a Sustainable Modern Agriculture. Springer; Cham, Switzerland: 2017. RR. 139-168.
  • Emadian S.M., Onay T.T., Demirel B. Bio-degradation of bioplastics in natural environments // Waste Manag. - 2017. - №59. - RR. 526-536. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.10.006
  • Agarwal S. Biodegradable polymers: Present opportunities and challenges in providing a micro-plastic-free environment // Macromol. Chem. Phys. - 2020. - №221. - R. 2000017. https://doi.org/10.1002/macp.202000017
  • Duan Z., Thomas N.L. Water Vapour Permeability of Poly(Lactic Acid): Crystallinity and the Tortuous Path Model. // J. Appl. Phys. - 2014. - №115. - R. 64903.
Еще
Статья научная