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

Abstract

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 КМЦжелатин. 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.

Желатин негізінде натрий карбоксиметилцеллюлозасының (КМЦ) қатысында тағам өнімдерін орауға және дәрілік заттардың тасушысы ретінде қолдануға арналған биологиялық ыдырайтын үлдірлер алынған. Сканерлеуші электрондық микроскопия және беттің кедір-бұдырлығын өлшеу әдістерімен КМЦ желатин қоспасынан алынған үлдірлердің ең жоғары кедір-бұдырлыққа иеленетіндігі анықталды. Желатин үлдірлерінің құрамына КМЦ-ны енгізу олардың беріктігі мен серпімділік модулінің күрт төмендеуіне әкелетіні көрсетілген, алайда деформация КМЦ / желатиннің 0,7 массалық қатынасында максималды мәнге иеленетіндігі көрсетілді. Бұл жайт желатин ақуыздары мен полисахарид макромолекулаларының полярлы емес бөліктерінің арасындағы гидрофобты әрекеттесулермен тұрақтандырылған Н-байланыстар түзілуі және электростатикалық әрекеттесулер пайда болуы арқылы композиттердің түзілуімен негізделді. КМЦ және желатин негізінде алынған үлдірлердің ауа мен суға беріктігі зерттелді. КМЦ негізіндегі үлдірлердің ауа өткізгіштігі жоғары, ал суға төзімділігі төмен болуы үлдір материалының текстурасына байланысты түсіндірілді. ИҚ-спектроскопия мәліметтері негізінде КМЦ-желатин қоспасынан алынған үлдірлер ең тұрақты болып табылды.Үлдірлердің деформациясын реттеу үшін глицерин қолданылды.

Biodegradable gelatin-based films have been obtained in the presence of carboxymethylcellulose (CMC) additives intended for use as packaging of food products and drug carriers. By methods of scanning electron microscopy and measurement of film roughness, it was found that films obtained from a mixture of CMC and gelatin have the greatest roughness. It is shown that the introduction of CMC into the composition of gelatin films leads to a sharp decrease in the strength and modulus of elasticity of the films, however, the deformation has maximum values at a mass ratio of CMC / gelatin equal to 0.7. This is explained by the formation of associates due to H-bonds and electrostatic interactions between functional groups of gelatin proteins and polysaccharide macromolecules, stabilized by hydrophobic interactions between their nonpolar sites. The barrier properties of films based on CMC and gelatin have been studied. It is shown that CMCbased films have the highest air permeability and the lowest water resistance, which is due to the texture of the film material. Based on IR spectroscopy data, it was found that films obtained from a mixture of CMC and gelatin are the most stable. Glycerin was used to regulate the deformation of the films.