PL235282B1 - Hydrożelowa folia biodegradowalna i sposób otrzymywania hydrożelowej folii biodegradowalnej - Google Patents

Hydrożelowa folia biodegradowalna i sposób otrzymywania hydrożelowej folii biodegradowalnej Download PDF

Info

Publication number
PL235282B1
PL235282B1 PL421679A PL42167917A PL235282B1 PL 235282 B1 PL235282 B1 PL 235282B1 PL 421679 A PL421679 A PL 421679A PL 42167917 A PL42167917 A PL 42167917A PL 235282 B1 PL235282 B1 PL 235282B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
acid
starch
parts
solution
polycarboxylic
Prior art date
Application number
PL421679A
Other languages
English (en)
Other versions
PL421679A1 (pl
Inventor
Katarzyna Wilpiszewska
Original Assignee
Univ West Pomeranian Szczecin Tech
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 Univ West Pomeranian Szczecin Tech filed Critical Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority to PL421679A priority Critical patent/PL235282B1/pl
Publication of PL421679A1 publication Critical patent/PL421679A1/pl
Publication of PL235282B1 publication Critical patent/PL235282B1/pl

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest hydrożelowa folia biodegradowalna na bazie polisacharydów i sposób otrzymywania hydrożelowej folii biodegradowalnej na bazie polisacharydów.
Skrobia jest polimerem naturalnym stanowiącym materiał zapasowy roślin, wytwarzany w procesie asymilacji dwutlenku węgla z powietrza (proces fotosyntezy) przy udziale chlorofilu. Wykorzystywana jest przede wszystkim w przemyśle spożywczym, ale również jako matryca, spoiwo, napełniacz w przemysłach: farmaceutycznym, kosmetycznym i papierniczym.
W wyniku reakcji karboksymetylowania (eteryfikacji) skrobi alkalicznej (kwasem monochlorooctowym lub solą sodową kwasu monochlorooctowego) otrzymuje się karboksymetyloskrobię (CMS) - biodegradowalną pochodną skrobi zawierającą w strukturze anionowe grupy karboksymetylowe. CMS jest wykorzystywana między innymi w przemyśle: spożywczym, papierniczym, włókienniczym, farmaceutycznym oraz kosmetycznym; jako: środek dyspergujący, spoiwo, sorbent, zagęstnik. Duże znaczenie ma stosunkowo niski koszt produkcji CMS.
W literaturze patentowej znajdują się liczne przykłady na otrzymywanie folii na bazie skrobi.
W chińskim opisie patentowym CN105885109 przedstawiono otrzymywanie jadalnych folii na bazie skrobi, skrobi rozpuszczalnej, sacharozy, ksylitolu, kwasu cytrynowego oraz pektyny. W opisie CN104530489 przedstawiono natomiast otrzymywanie filmów rozpuszczalnych w wodzie otrzymanych ze skrobi rozpuszczalnej oraz materiału pomocniczego rozpuszczalnego w wodzie. Folia taka znaleźć zastosowanie mogłaby jako substancja otoczkująca leki. Otrzymywanie jadalnej opakowaniowej folii skrobiowej o właściwościach antybakteryjnych opisano w CN104448399. Materiał uzyskano ze skrobi ziemniaczanej, do której dodano środek zagęszczający, konserwanty żywności i antyutleniacze. Inny układ opisano w opisie CN104804224, gdzie przedstawiono otrzymywanie transparentnych folii jadalnych stosując skrobię rozpuszczalną i skrobię wstępnie zżelowaną.
Otrzymywanie biodegradowalnej folii wieloskładnikowej przedstawiono w chińskim opisie CN105001461. Wykorzystano skrobię kukurydzianą (90-100 części), antyutleniacz (1-5 części), absorbent światła UV (1-5 części), plastyfikator (3-8 części), stabilizator termiczny (1-5 części), monogliceryd kwasu laurynowego (15-25 części), hydrotalcyt (15-20 części), olejek cedrowy (3-8 części), poliwęglan (15-25 części), metakrylan metylu (10-15 części), sadzę (1-5 części), oraz nadsiarczan amonu (20-30 części). Uzyskany materiał wykazywał dobrą biodegradowalność i mógł zostać otrzymywany z zastosowaniem tradycyjnych technik przetwórczych.
Karboksymetylowe pochodne polisacharydów mogą być stosowane jako dodatki do folii lub jako materiał podstawowy do ich otrzymywania. Najczęściej wykorzystuje się do tego celu karboksymetylocelulozę (CMC), ale również chitozan.
W patencie EP0729709 przedstawiono otrzymywanie i metodę stosowania jadalnej powłoki nakładanej na mięso kurczaka mające po upieczeniu symulować wyglądem i teksturą prawdziwą skórę kurczaka. Folie składały się z 25-50 części maltodekstryny, 6-20 części skrobi o wysokiej zawartości amylozy, 0,5-4 części CMC (stopień podstawienia wynosił co najmniej 0,7), 5-15 części sproszkowanego tłuszczu i 6-20 części wstępnie żelowanej skrobi.
W amerykańskim patencie US2009/0035426 opisano użycie mieszaniny CMC o wysokim i niskim ciężarze cząsteczkowym (stopień podstawienia w zakresie 0,5-1) do wytwarzania jadalnych folii do opakowania żywności również wzbogaconych środkiem smakowym. Folie składały się w 37-80% z CMC, 15-45% z jadalnego plastyfikatora (np. gliceryna), 0,2-3% jadalnego środka powierzchniowo czynnego (lecytyna słonecznikowa) i 2-15% środka zagęszczającego (skrobi modyfikowanej: dekstryny, maltodekstryny). Dodatkowo stosowano odpieniacz oraz reduktor lepkości. Folie o grubości 50 μm otrzymywano stosując aplikator ręczny - stalową płytkę ogrzaną do 90°C pokrywano roztworem filmotwórczym i pozostawiano do wyschnięcia.
W chińskim opisie patentowym CN102153783 przedstawiono otrzymywanie metodą odlewania jadalnych filmów opakowaniowych bazujących na pochodnych polisacharydowych: karboksymetylowych pozostałościach ziemniaczanych, CMC, alginianie sodu i karagenianie. W innym chińskim opisie patentowym CN1481907 przedstawiono metodę otrzymywania folii z CMC i karboksymetylochitozanu sieciowanej jonami wapnia lub glinu albo żelaza, do zastosowań medycznych.
Z polskiego opisu patentowego PL 225779 znany jest otrzymywania biodegradowalnej folii na bazie pochodnych polisacharydowych, wykorzystujący proces sieciowania w obecności plastyfikatora, który charakteryzuje się tym, że sieciowaniu wielokarboksylowym środkiem sieciującym poddaje się mieszaninę zawierającą karboksymetyloskrobię i karboksymetylocelulozę w roztworze wodnym, przy
PL 235 282 B1 czym zawartość karboksymetyloskrobi w mieszaninie wynosi 10-90% wagowych, a zawartość skrobi w mieszaninie wynosi od 10 do 90% wagowych. Z polskiego opisu patentowego PL223898 znany jest sposób otrzymywania hydrofitowej folii biodegradowalnej polegający na tym, że karboksymetyloskrobię poddaje się sieciowaniu w roztworze wodnym wielokarboksylowym kwasem w ilości od 15 do 70 części wagowych na 100 części wagowych suchej karboksymetyloskrobi, przy czym proces prowadzi się w temperaturze od 50°C do 100°C, w czasie od 9 godzin do 48 godzin, w obecności plastyfikatora wielowodorotlenowego w ilości 40-60% wagowych, zaś biodegradowalną folię otrzymuje się metodą wylewania.
W literaturze patentowej brak doniesień na temat filmów otrzymywanych z mieszaniny skrobi i karboksymetyloskrobi.
Hydrożelowa folia biodegradowalna na bazie polisacharydów, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że stanowi produkt sieciowania wielokarboksylowym kwasem organicznym mieszaniny polisacharydowej zawierającej skrobię i karboksymetyloskrobię, przy czym zawartość karboksymetyloskrobi w mieszaninie polisacharydowej wynosi 10-60% wagowych. Ilość wielokarboksylowego kwasu organicznego wynosi od 15 do 70 części wagowych na 100 części wagowych suchej mieszaniny polisacharydów. Karboksymetyloskrobia ma stopień odstawienia od 0,15 do 0,90. Wielokarboksylowy kwas organiczny stanowi kwas cytrynowy, kwas winowy, kwas adypinowy, kwas maleinowy, kwas fumarowy.
Sposób otrzymywania hydrożelowej folii biodegradowalnej na bazie polisacharydów, według wynalazku, wykorzystujący proces sieciowania wielokarboksylowym kwasem organicznym, w obecności plastyfikatora, charakteryzuje się tym, że mieszaninę polisacharydową zawierającą skrobię i karboksymetyloskrobię w roztworze wodnym poddaje się sieciowaniu wielokarboksylowym kwasem organicznym, przy czym zawartość karboksymetyloskrobi w mieszaninie polisacharydowej wynosi 10-60% wagowych, zaś wielokarboksylowy kwas organiczny stosuje się w ilości od 15 do 70 części wagowych na 100 części wagowych suchej mieszaniny polisacharydów. Stosuje się karboksymetyloskrobię o stopniu podstawienia od 0,15 do 0,90. Jako wielokarboksylowy kwas organiczny stosuje się kwas cytrynowy, kwas winowy, kwas adypinowy, kwas maleinowy, kwas fumarowy.
Folie otrzymane sposobem według wynalazku cechują się dobrymi właściwoś ciami mechanicznymi, są hydrofilowe, biodegradowalne oraz nietoksyczne. Mogą znaleźć zastosowanie, np. w rolnictwie (agromembrany), medycynie, jako nośniki leków, do enkapsułowania nawozów (substancja otoczkująca pozwalająca na kontrolowane uwalnianie związków aktywnych), substancji chwasto-, bakterio- i grzybobójczych oraz pokrewnych.
Wynalazek przedstawiony jest w przykładach wykonania, w których przedstawiono skład ilościowy, warunki otrzymywania oraz właściwości mechaniczne.
P r z y k ł a d 1
Przygotowano wodny roztwór CMS odmierzając 50 g wody destylowanej, do której wprowadzono 0,5 g CMS (DS = 0,9) oraz 1,25 g kwasu cytrynowego. Układ mieszano przez 30 minut, całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu. Równolegle do zlewki wprowadzono 50 g wody destylowanej, 1,50 g gliceryny i 4,50 g skrobi. Układ mieszano w łaźni wodnej utrzymując temperaturę 90°C aż do całkowitego rozklejenia skrobi i uzyskania homogenicznego roztworu. Po czym do roztworu rozklejonej skrobi wlano na ciepło wcześniej przygotowany wodny roztwór CMS. Całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu, który wylano do formy z PTFE. Formę wstawiono do suszarki na 30 godzin w temperaturze 60°C, a następnie suszono przez 1 godzinę w temperaturze 90°C. Tak otrzymaną folię (grubość 200-300 μm) zdjęto z formy. Wyniki badań wytrzymałościowych uzyskanej folii przedstawiono w tabeli 1.
P r z y k ł a d 2
Przygotowano wodny roztwór CMS odmierzając 50 g wody destylowanej, do której wprowadzono 1,00 g CMS (DS = 0,15) oraz 3,83 g kwasu adypinowego. Układ mieszano przez 30 minut, całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu. Równolegle do zlewki wprowadzono 50 g wody destylowanej, 1,91 g gliceryny i 4,00 g skrobi. Układ mieszano w łaźni wodnej utrzymując temperaturę 90°C aż do całkowitego rozklejenia skrobi i uzyskania homogenicznego roztworu. Po czym do roztworu rozklejonej skrobi wlano na ciepło wcześniej przygotowany wodny roztwór CMS. Całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu, który wylano do formy z PTFE. Formę wstawiono do suszarki na 30 godzin w temperaturze 60°C, a następnie suszono przez 1 godzinę w temperaturze 90°C. Tak otrzymaną folię (grubość 200-300 μm) zdjęto z formy. Wyniki badań wytrzymałościowych uzyskanej folii przedstawiono w tabeli 1.
PL 235 282 B1
P r z y k ł a d 3
Przygotowano wodny roztwór CMS odmierzając 50 g wody destylowanej, do której wprowadzono 1,50 g CMS (DS = 0,3) oraz 0,83 g kwasu cytrynowego. Układ mieszano przez 30 minut, całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu. Równolegle do zlewki wprowadzono 50 g wody destylowanej, 1,50 g gliceryny i 3,50 g skrobi. Układ mieszano w łaźni wodnej utrzymując temperaturę 90°C aż do całkowitego rozklejenia skrobi i uzyskania homogenicznego roztworu. Po czym do roztworu rozklejonej skrobi wlano na ciepło wcześniej przygotowany wodny roztwór CMS. Całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu, który wylano do formy z PTFE. Formę wstawiono do suszarki na 9 godzin w temperaturze 90°C. Tak otrzymaną folię (grubość 200-300 μm) zdjęto z formy. Wyniki badań wytrzymałościowych uzyskanej folii przedstawiono w tabeli 1.
P r z y k ł a d 4
Przygotowano wodny roztwór CMS odmierzając 50 g wody destylowanej, do której wprowadzono 2,00 g CMS (DS = 0,6) oraz 2 g kwasu cytrynowego. Układ mieszano przez 30 minut, całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu. Równolegle do zlewki wprowadzono 200 g wody destylowanej, 1,50 g gliceryny i 3,00 g skrobi. Układ mieszano w łaźni wodnej utrzymując temperaturę 90°C aż do całkowitego rozklejenia skrobi i uzyskania homogenicznego roztworu. Po czym do roztworu rozklejonej skrobi wlano na ciepło wcześniej przygotowany wodny roztwór CMS. Całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu, który wylano do formy z PTFE. Formę wstawiono do suszarki na 9 godzin w temperaturze 90°C. Tak otrzymaną folię (grubość 200-300 μm) zdjęto z formy. Wyniki badań wytrzymałościowych uzyskanej folii przedstawiono w tabeli 1.
P r z y k ł a d 5
Przygotowano wodny roztwór CMS odmierzając 50 g wody destylowanej, do której wprowadzono 2,0 g CMS (DS = 0,8) oraz 2 g kwasu maleinowego. Układ mieszano przez 30 minut, całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu. Równolegle do zlewki wprowadzono 200 g wody destylowanej, 1,50 g gliceryny i 3,00 g skrobi. Układ mieszano w łaźni wodnej utrzymując temperaturę 90°C aż do całkowitego rozklejenia skrobi i uzyskania homogenicznego roztworu. Po czym do roztworu rozklejonej skrobi wlano na ciepło wcześniej przygotowany wodny roztwór CMS. Całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu, który wylano do formy z PTFE. Formę wstawiono do suszarki na 48 godzin w temperaturze 60°C. Tak otrzymaną folię (grubość 200-300 μm) zdjęto z formy. Wyniki badań wytrzymałościowych uzyskanej folii przedstawiono w tabeli l,
P r z y k ł a d 6
Przygotowano wodny roztwór CMS odmierzając 50 g wody destylowanej, do której wprowadzono 2,5 g CMS (DS - 0,3) oraz 0,75 g kwasu fumarowego* Układ mieszano przez 30 minut, całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu. Równolegle do zlewki wprowadzono 200 g wody destylowanej, 1,91 g gliceryny i 2,50 g skrobi. Układ mieszano w łaźni wodnej utrzymując temperaturę 90°C aż do całkowitego rozklejenia skrobi i uzyskania homogenicznego roztworu. Po czym do roztworu rozklejonej skrobi wlano na ciepło wcześniej przygotowany wodny roztwór CMS. Całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu, który wylano do formy z PTFE. Formę zostawiono na powietrzu w temperaturze pokojowej na 7 dni. Otrzymaną folię (grubość 200-300 μm) zdjęto z formy. Wyniki badań wytrzymałościowych uzyskanej folii przedstawiono w tabeli 1.
P r z y k ł a d 7
Przygotowano wodny roztwór CMS odmierzając 50 g wody destylowanej, do której wprowadzono 3 g CMS (DS = 0,6) oraz 1,56 g kwasu fumarowego. Układ mieszano przez 30 minut, całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu. Równolegle do zlewki wprowadzono 200 g wody destylowanej, 1,91 g gliceryny i 2,00 g skrobi. Układ mieszano w łaźni wodnej utrzymując temperaturę 90°C aż do całkowitego rozklejenia skrobi i uzyskania homogenicznego roztworu. Po czym do roztworu rozklejonej skrobi wlano na ciepło wcześniej przygotowany wodny roztwór CMS. Całość mieszano do uzyskania homogenicznego układu, który wylano do formy z PTFE. Formę wstawiono do suszarki na 9 godzin w temperaturze 60°C. Tak otrzymaną folię (grubość 200-300 μm) zdjęto z formy. Wyniki badań wytrzymałościowych uzyskanej folii przedstawiono w tabeli 1.
PL 235 282 Β1
Ta b eI a 1
Przykład Maksymalne obciążenie INI Naprężenie przy maksymalnym obciążeniu [kPa| Wydłużenie przy maksymalnym obciążeniu Wydłużenie przy zerwaniu I%1 Moduł elastyczności |MPa|
1 2.4 1161 42 43 24
2 2,1 297 21 18 22
3 2,8 843 54 56 19
4 1,4 315 43 48 18
5 2,6 565 87 88 14
6 1,9 368 69 79 15
7 2,3 450 81 97 14
Zastrzeżenia patentowe

Claims (6)

1. Hydrożelowa folia biodegradowalna na bazie polisacharydów, znamienna tym, że stanowi produkt sieciowania wielokarboksylowym kwasem organicznym mieszaniny polisacharydowej zawierającej skrobię i karboksymetyloskrobię, przy czym zawartość karboksymetyloskrobi w mieszaninie polisacharydowej wynosi 10-60% wagowych, zaś ilość wielokarboksylowego kwasu organicznego wynosi od 15 do 70 części wagowych na 100 części wagowych suchej mieszaniny polisacharydów.
2. Hydrożelowa folia biodegradowalna według zastrz. 1, znamienna tym, że karboksymetyloskrobia ma stopień podstawienia od 0,15 do 0,90.
3. Hydrożelowa folia biodegradowalna według zastrz. 1, znamienna tym, że wielokarboksylowy kwas organiczny stanowi kwas cytrynowy, kwas winowy, kwas adypinowy, kwas maleinowy, kwas fumarowy.
4. Sposób otrzymywania hydrożelowej folii biodegradowalnej na bazie polisacharydów, wykorzystujący proces sieciowania wielokarboksylowym kwasem organicznym, w obecności plastyfikatora, znamienny tym, że mieszaninę polisacharydową zawierającą skrobię i karboksymetyloskrobię w roztworze wodnym poddaje się sieciowaniu wielokarboksylowym kwasem organicznym, przy czym zawartość karboksymetyloskrobi w mieszaninie polisacharydowej wynosi 10-60% wagowych, zaś wielokarboksylowy kwas organiczny stosuje się w ilości od 15 do 70 części wagowych na 100 części wagowych suchej mieszaniny polisacharydów.
5. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się karboksymetyloskrobię o stopniu podstawienia od 0,15 do 0,90.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że jako wielokarboksylowy kwas organiczny stosuje się kwas cytrynowy, kwas winowy, kwas adypinowy, kwas maleinowy, kwas fumarowy.
PL421679A 2017-05-23 2017-05-23 Hydrożelowa folia biodegradowalna i sposób otrzymywania hydrożelowej folii biodegradowalnej PL235282B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL421679A PL235282B1 (pl) 2017-05-23 2017-05-23 Hydrożelowa folia biodegradowalna i sposób otrzymywania hydrożelowej folii biodegradowalnej

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL421679A PL235282B1 (pl) 2017-05-23 2017-05-23 Hydrożelowa folia biodegradowalna i sposób otrzymywania hydrożelowej folii biodegradowalnej

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL421679A1 PL421679A1 (pl) 2018-12-03
PL235282B1 true PL235282B1 (pl) 2020-06-15

Family

ID=64460752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL421679A PL235282B1 (pl) 2017-05-23 2017-05-23 Hydrożelowa folia biodegradowalna i sposób otrzymywania hydrożelowej folii biodegradowalnej

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL235282B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL421679A1 (pl) 2018-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Araújo et al. Okra mucilage and corn starch bio-based film to be applied in food
Davidovich-Pinhas Oil structuring using polysaccharides
Davoodi et al. Development and characterization of Salvia macrosiphon/Chitosan edible films
Mali et al. Citric Acid Crosslinked Carboxymethyl Cellulose-based Composite Hydrogel Films for Drug Delivery.
Khezerlou et al. Plant gums as the functional compounds for edible films and coatings in the food industry: A review
Mali et al. Synthesis and characterization of hydrogel films of carboxymethyl tamarind gum using citric acid
Jiang et al. Hypromellose succinate-crosslinked chitosan hydrogel films for potential wound dressing
Wilpiszewska et al. Novel hydrophilic carboxymethyl starch/montmorillonite nanocomposite films
Sannino et al. Crosslinking of cellulose derivatives and hyaluronic acid with water-soluble carbodiimide
Zhang et al. Edible coating and film materials: Carbohydrates
Vadivel et al. Bioactive constituents and bio-waste derived chitosan/xylan based biodegradable hybrid nanocomposite for sensitive detection of fish freshness
CN105496981B (zh) 一种壳寡糖片剂及其制备方法
HRP20140981T2 (hr) Viskoelastični gelovi kao nova punila
JP6077663B2 (ja) 水不溶性成形体の製造方法及び水不溶性成形体
CN103719832B (zh) 银耳可食用纸及其制备方法
Sharma et al. A bio-inspired exploration of eco-friendly bael gum and guar gum-based bioadhesive as tackifiers for packaging applications
Erden et al. Preparation and in vitro characterization of laminarin based hydrogels
Spada et al. Production and characterization of pinhão starch biofilms
Gao et al. Properties of pullulan and its effects on starch gelatinization, retrogradation, and protein interaction: A review
Mustapha et al. Cassava starch/carboxymethylcellulose biocomposite film for food paper packaging incorporated with turmeric oil
Ali et al. Development of hydrogels from edible polymers
Poeloengasih et al. Potential of sago starch/carrageenan mixture as gelatin alternative for hard capsule material
Nguyen et al. Synthesis of cross-linking chitosan-hyaluronic acid based hydrogels for tissue engineering applications
PL225779B1 (pl) Sposób otrzymywania biodegradowalnej folii i biodegradowalna folia
PL235282B1 (pl) Hydrożelowa folia biodegradowalna i sposób otrzymywania hydrożelowej folii biodegradowalnej