[go: up one dir, main page]

RU2564824C1 - Биоразлагаемая пленка - Google Patents

Биоразлагаемая пленка Download PDF

Info

Publication number
RU2564824C1
RU2564824C1 RU2014128743/05A RU2014128743A RU2564824C1 RU 2564824 C1 RU2564824 C1 RU 2564824C1 RU 2014128743/05 A RU2014128743/05 A RU 2014128743/05A RU 2014128743 A RU2014128743 A RU 2014128743A RU 2564824 C1 RU2564824 C1 RU 2564824C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
film
films
ratio
gelatin
biodegradable
Prior art date
Application number
RU2014128743/05A
Other languages
English (en)
Inventor
Давуд Али-оглы Кадималиев
Ольга Васильевна Парчайкина
Людмила Николаевна Замылина
Елена Викторовна Кезина
Барии Фяттяхович Мамин
Владимир Петрович Мишкин
Яна Александровна Марисова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Priority to RU2014128743/05A priority Critical patent/RU2564824C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2564824C1 publication Critical patent/RU2564824C1/ru

Links

Landscapes

  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к композициям биоразлагаемых пленок и может быть использовано в фармацевтике, медицине, ветеринарии, пищевой или косметической промышленности, а также для изготовления оберточной пищевой пленки, капсул, упаковочных материалов. Технический результат заключается в повышении прочности и растяжения, а также в ускорении сроков биоразлагаемости при сохранении характеристик, не уступающих полиэтиленовым пленкам. Технический результат достигается тем, что биоразлагаемая пленка содержит глицерин, структурообразователь - 10% водный раствор желатина и дополнительно в качестве сшивающего агента - фермент трансглутаминазы, смешанный с молочной сывороткой в пропорции 1:4, при заданном соотношении компонентов. 2 табл.

Description

Изобретение относится к композициям биоразлагаемых пленок и может быть использовано в фармацевтике, медицине, ветеринарии, пищевой и косметической промышленности, а также для изготовления оберточной пищевой пленки, капсул, упаковочных материалов.
Известен состав биоразлагаемой ламинированной пленки, содержащей хитозан и пектин. В качестве пластификатора может быть добавлен глицерин. К пектиновому или хитозановому раствору, используемому для изготовления пленки, может быть добавлен крахмал (US, №5919574, МПК C08L 5/06, опубл. 06.07.1999 г.).
Недостатком известного решения является значительная трудоемкость изготовления слоистой пленки, так как необходимо по отдельности изготовить слой пектиновой и слой хитозановой пленок. Кроме того, наслоение этих пленок друг на друга может быть сопряжено с появлением пузырьков воздуха между слоями, которые почти невозможно удалить, так как слои пленки достаточно крепко слипаются между собой.
Известна неадгезивная эластичная желатиновая матрица, представляющая собой лиофилизированную смесь белка, полимера, сшивающего агента и возможно пластификатора. В качестве белка выбрана группа, состоящая из коллагена, денатурированного коллагена и их смесей, в качестве полимера выбрана группа, состоящая из полиэтиленгликоля, поли-L-лизина, альгината, хитозана, гиалуроновой кислоты, хондроитина сульфата и их смесей, в качестве сшивающего агента выбрана группа, состоящая из 1-[3-(диметиламино)пропил]-3-этилкарбодиимида (EDC), N-гидроксисукцинимида (NHS), формальдегида, глутаральдегида, полиазиридинов, диглицидиловых эфиров и их смесей (ЕР, №016776, МПК A61L 15/32, опубл. 2012.07.30).
Недостатком является неэластичность, относительно низкая прочность, а также применение сшивающего агента химического происхождения.
Известна биоразлагаемая пленка на основе хитозана и пектина. Пектин растворяют в дистиллированной воде при температуре 37-38°С. Хитозан растворяют в 1 H (однонормальной) соляной кислоте при температуре 37°-38°С. Затем полученные растворы пектина и хитозана в равной прпорции сливают и перемешивают до полного растворения образующихся сгустков. Затем добавляют пластификатор - глицерин и структурообразователь - 3% раствор метилцеллюлозы. Пленку формируют на стеклянной подложке в течение 20-24 часов при температуре от 0 до 25°С (RU, №2458077, МПК C08L 5/18, C08L 5/06, C08L 5/08, C08L 101/16, опубл. 10.08.2012 г.).
Недостатками является трудоемкость изготовления пленки, относительно низкая прочность и ломкость при высыхании, не позволяющие изготавливать упаковочные материалы, а также относительно высокая стоимость пектина.
Технический результат заключается в повышении прочности и растяжения, а также в ускорении сроков биоразлагаемости при сохранении характеристик, не уступающих полиэтиленовым пленкам.
Технический результат достигается тем, что биоразлагаемая пленка включает глицерин, структурообразователь - 10% водный раствор желатина. Дополнительно в качестве сшивающего агента содержит фермент трансглутаминазы, смешанный с молочной сывороткой в пропорции 1:4, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
глицерин 11,7-14,6
10% водный раствор желатина 26,9-31,5
фермент трансглютаминазы,
смешанный с молочной
сывороткой в соотношении 1:4 53,9 61,4
Молочная сыворотка является вторичным сырьем (побочным продуктом) при производстве сыров, творога и казеина. Она отделяется после свертывания молока в результате снижения pH до 4,6 ед. под воздействием молочной кислоты. Основными белками молочной плазмы являются альфа-лактальбумин (65%), бета-лактоглобулин (25%) и альбумин сыворотки крови (8%). Белки составляют 0,7-1,1% от общей массы сыворотки. Жидкая сыворотка содержит лактозу, витамины и минеральные вещества, а также следы жиров [Переработка и использование молочной сыворотки/А.Г. Храмцов и др., - М.: Агропромиздат, 1989. - 271 с.]. Белки молочной сыворотки имеют высокое сродство к трансглютаминазе [Sharma, R.; Lorenzen, P.C.; Qvist, К.В. / International Dairy Journal, Volume 11, Number 10, 2001, pp. 785-793(9)] и поэтому ее присутствие в композиции улучшает физико-механические показатели получаемых пленок.
Желатин, являясь продуктом переработки коллагена, распространенного в природе белкового вещества, образует главную составную часть соединительной ткани позвоночных, особенно в коже, оссеине костей и в сухожилиях. По аминокислотному и элементарному составу желатин близок к коллагену. Главнейшие кислоты: глицин (около 27%), пролин (около 16%), оксипролин (около 14%), глутаминовая кислота (около 12%), аргинин (около 9%), лизин (около 5%). Желатин набухает в воде и при нагревании от 30 до 60°С растворяется; при охлаждении раствор желатина образует студень (гель), который при нагревании опять переходит в раствор. Оптимальная пропорция растворения желатина в воде в заявляемом решении равна 1:10. Температура застудневания и прочность студня зависят от концентрации раствора и качества желатина. Основными критериями качества желатина являются вязкость раствора, прочность студня, температура его плавления и застудневания, измеренные при определенных условиях [Артеменко А.И. Справочное руководство по химии / А.И. Артеменко, В.А. Малеванный, И.В. Тикунова - М:. Высшая школа. 1990. 124 с.]. Благодаря функции гелеобразователя возможно его использование в получении биоразлагаемых полимеров. При недостатке желатина прочность пленок уменьшается.
Фермент трансглютаминаза обладает уникальными свойствами - связывает простые и сложные белки, образует ковалентные связи между свободными аминогруппами (свободных, либо из боковых цепей лизина) и гамма-карбоксамидными группами глутамина, способствуя внутри- и межмолекулярному перекрестному сшиванию белковых молекул. Ковалентные связи трансглютаминазы устойчивы к протеолизу.
Оптимальная концентрация смеси фермента трансглютаминазы с молочной сывороткой должна быть 1:4. При большей концентрации (например, 1:3) увеличивается прочность пленок, но они становятся ломкими даже при увеличении количества пластификатора (глицерина).
Глицерин отвечает за пластичность и гибкость пленок. При его недостатке пленки не растягиваются, при сгибании легко ломаются. При избытке глицерина пленки плохо отделяются от поверхности, становятся липкими, вязкими.
Биоразлагаемую пленку получают следующим образом. Желатин растворяют в воде в пропорциях 1:10 при температуре 60°С. Затем смешивают его с глицерином и в последнюю очередь добавляют фермент трансглутаминазу, смешанную с молочной сывороткой в пропорции 1:4 (табл. 1). Фермент сшивает компоненты пленки очень быстро, поэтому после его внесения суспензию перемешивают на магнитной мешалке не более 2 минут. Температура смеси должна быть 45-55°С, так как это оптимум действия трансглутаминазы. Получившуюся массу осторожно выливают в посуду с горизонтальным дном. Количество массы зависит от требуемой толщины. Пленку формируют в течение 20-24 часов при комнатной температуре. В результате получают однородную, слегка мутную пленку. Пленка гибкая - при сгибе не образуется трещин, при разгибании пленка принимает исходное состояние. Пленка не имеет запаха, может принимать различные формы в зависимости от формы сосуда, в который заливают раствор.
Прочность и растяжение биополимерных пленок в МПа (Н/мм2) определяли в соответствии с ГОСТ-ом 17035-86 и ASTM с использованием универсальной испытательной машины с электромеханическим приводом XLW (PC) Auto (ГОСТ 7855-84; ASTM). Толщину пленок определяли на автоматическом толщиномере высокого разрешения CHY-C2 (табл. 2).
В таблице 1 приведен состав полученной пленки; в таблице 2 приведены сравнительные характеристики при испытаниях полученных пленок.
Оценка биоразложения пленок была проведена в почвенной среде. Свежеприготовленные пленки были полностью биоразлагаемы за 6 суток (прототип свежеприготовленной пленки разлагается за 8 суток). После трехмесячного хранения пленка разлагается за 12 суток (прототип после трехмесячного хранения разлагается за 15 суток), после полугода - за 23 суток.
По сравнению с известными решениями предлагаемый состав биоразлагаемой пленки позволяет повысить ее прочность на 10-15%, растяжение на 20-30%. Пленка приобретает свойство биоразлагаемости и ее можно использовать для изготовления биоразлагаемых упаковочных и перевязочных материалов. Кроме того, снижается ее себестоимость в 1,5 раза за счет использования более дешевой молочной сыворотки.
Figure 00000001
Figure 00000002

Claims (1)

  1. Биоразлагаемая пленка, включающая глицерин и структурообразователь, отличающаяся тем, что она в качестве структурообразователя содержит 10% водный раствор желатина, а также дополнительно в качестве сшивающего агента - фермент трансглутаминазы, смешанный с молочной сывороткой в пропорции 1:4, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    глицерин 11,7-14,6 10% водный раствор желатина 26,9-31,5 фермент трансглютаминазы, смешанный с молочной сывороткой в соотношении 1:4 53,9-61,4
RU2014128743/05A 2014-07-11 2014-07-11 Биоразлагаемая пленка RU2564824C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014128743/05A RU2564824C1 (ru) 2014-07-11 2014-07-11 Биоразлагаемая пленка

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014128743/05A RU2564824C1 (ru) 2014-07-11 2014-07-11 Биоразлагаемая пленка

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2564824C1 true RU2564824C1 (ru) 2015-10-10

Family

ID=54289647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014128743/05A RU2564824C1 (ru) 2014-07-11 2014-07-11 Биоразлагаемая пленка

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2564824C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021074837A1 (ru) * 2019-10-15 2021-04-22 Товарыство З Обмэжэною Видповидальнистю "Инстытут Гиалуаль" Комплект одноразовых пленочных изделий, диспенсерная система для дозирования и способ выполнения процедуры
US11566133B2 (en) 2016-06-17 2023-01-31 Universidad De Los Andes Gelatin polymer derived from natural sources of cold-adapted marine species and uses thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU747400A3 (ru) * 1973-07-18 1980-07-23 Эластин-Верк Аг (Фирма) Формовочна масса дл получени искусственной колбасной оболочки и способ ее изготовлени
US5919574A (en) * 1995-12-29 1999-07-06 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture Biodegradable laminated films fabricated from pectin and chitosan
RU2406732C2 (ru) * 2006-03-13 2010-12-20 Натурин Гмбх Унд Ко Коллагеновый порошок и термопластичная композиция на основе коллагена для приготовления сформованных изделий
RU2458077C1 (ru) * 2010-12-14 2012-08-10 Ольга Олеговна Перфильева Биоразлагаемая пленка на основе пектина и хитозана

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU747400A3 (ru) * 1973-07-18 1980-07-23 Эластин-Верк Аг (Фирма) Формовочна масса дл получени искусственной колбасной оболочки и способ ее изготовлени
US5919574A (en) * 1995-12-29 1999-07-06 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture Biodegradable laminated films fabricated from pectin and chitosan
RU2406732C2 (ru) * 2006-03-13 2010-12-20 Натурин Гмбх Унд Ко Коллагеновый порошок и термопластичная композиция на основе коллагена для приготовления сформованных изделий
RU2458077C1 (ru) * 2010-12-14 2012-08-10 Ольга Олеговна Перфильева Биоразлагаемая пленка на основе пектина и хитозана

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11566133B2 (en) 2016-06-17 2023-01-31 Universidad De Los Andes Gelatin polymer derived from natural sources of cold-adapted marine species and uses thereof
WO2021074837A1 (ru) * 2019-10-15 2021-04-22 Товарыство З Обмэжэною Видповидальнистю "Инстытут Гиалуаль" Комплект одноразовых пленочных изделий, диспенсерная система для дозирования и способ выполнения процедуры

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mohammadi et al. Physico-mechanical and structural properties of eggshell membrane gelatin-chitosan blend edible films
Wittaya Protein-based edible films: Characteristics and improvement of properties
Yoon et al. Cold water fish gelatin methacryloyl hydrogel for tissue engineering application
Elvin et al. A highly elastic tissue sealant based on photopolymerised gelatin
Asma et al. Physicochemical characterization of gelatin-cmc composite edibles films from polyion-complex hydrogels
Liu et al. Preparation and characterization of an advanced collagen aggregate from porcine acellular dermal matrix
Samsalee et al. Development and characterization of porcine plasma protein-chitosan blended films
Álvarez-Castillo et al. Development of green superabsorbent materials from a by-product of the meat industry
Deng et al. Mussel-inspired post-heparinization of a stretchable hollow hydrogel tube and its potential application as an artificial blood vessel
EP1919956A1 (en) Gelation of undenatured proteins with polysaccharides
Adebiyi et al. Rice bran protein-based edible films
Wang et al. Surface modification of PVDF using non-mammalian sources of collagen for enhancement of endothelial cell functionality
RU2604223C1 (ru) Способ получения белково-полисахаридной биоразлагаемой пленки
RU2545293C1 (ru) Способ получения биоразлагаемой пленки
CN105440701B (zh) 一种可食性蛋清蛋白纳米膜的制备方法
Kaewprachu et al. Mechanical and physico-chemical properties of biodegradable protein-based films: A comparative study
Nandane et al. Optimization of formulation and process parameters for soy protein-based edible film using response surface methodology
Kowalczyk et al. A comprehensive study on gelatin-and whey protein isolate-based edible films as carriers of fireweed (Epilobium angustifolium L.) Extract
RU2564824C1 (ru) Биоразлагаемая пленка
Durmaz et al. Poly (vinyl alcohol) and casein films: The effects of glycerol amount on the properties of films
CN105802253B (zh) 一种可食性酶改性蛋清蛋白膜的制备方法
García Schejtman et al. Gelatin films dendronized selectively on one side: enhancing antimicrobial properties and water repellence
JP6367979B2 (ja) 外科用シーラント
KR20070104748A (ko) 어류 젤라틴 하드 캅셀용 필름 형성 조성물 및 이의제조방법
JP6739767B2 (ja) タンパク質シート及びタンパク質シートの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160712