Barierowość biokompozytowych filmów ochronnych wytwarzanych na bazie naturalnych biopolimerów
Przedstawiono wyniki badań dotyczących
barierowości filmów ochronnych wytwarzanych
na bazie hydroksypropylometylocelulozy,
chitozanu i lizozymu. Na podstawie
analizy wyników oznaczenia metodą mikroekstrakcji
do fazy stałej (SPME) substancji
lotnych zawartych w Bieszczadzkim
Rafinacie Dymu Wędzarniczego (BRDW)
wybrano 13 substancji, które nadają ekstraktom
dymu charakterystyczny zapach i sprawdzono
ich przepuszczalność przez badane
filmy. Substancją najefektywniej przenikającą
przez oceniane filmy był kwas octowy,
natomiast żadna z wytworzonych powłok
nie przepuszczała 2-cyklopenten-1-onu,
cyklotenu, o-krezolu, 2,3-dimetoksytoluenu,
2,4-dimetylofenolu, 4-etylogwajakolu, eugenolu
i syryngiolu. W celu określenia przepuszczalności
filmów wobec pary wodnej zastosowano
metodę ASTM (American Society for
Testing and Materials). Wykazano, że dodatek
chitozanu i lizozymu istotnie wpływa na zdolności
barierowe powłok wobec pary wodnej.
Stwierdzono niewielkie zmniejszenie przepuszczalności
pary wodnej przez powłoki po
zastosowaniu enzymu z 9,93E-10 g/m·s·Pa
dla próbki bez udziału lizozymu do 8,23E-10
i 8,09E-10 g/m·s·Pa dla próbek odpowiednio
z 0,5-proc. i 1-proc. dodatkiem lizozymu.
Aq. solns. of hydroxypropylmethylcellulose, chitosan, lysozyme
and glycerol were used for prepn. of 0.1±0.01 mm
thick biocomposite films studied for barrier properties.
Permeability of H2O vapor was detected by the ASTM
method and permeability of smoke components by solidphase
microextrn. according to the exptl. design. The
addn. of chitosan and lysozyme resulted in a decrease in
permeability of the films and the H2O vapor transmission
rate.
Ze względu na czynniki środowiskowe i ekonomiczne oraz
rozwój produktów i trendów konsumenckich producenci opakowań
do żywności poszukują możliwości wykorzystania w tym celu
bioodnawialnych materiałów, głównie polimerów pochodzenia
naturalnego1). Receptury tego rodzaju biokompozytów są[...]
Charakterystyka interakcji hydroksypropylometylocelulozy, chitozanu i lizozymu
Za pomocą spektroskopii w podczerwieni
z transformacją Fouriera (FTIR) przeprowadzono
analizę widm obrazujących wewnątrzcząsteczkowe
interakcje składników chemicznych
eksperymentalnych powłok. Wykazano
mieszalność poszczególnych polimerów
zastosowanych do wytwarzania biokompozytów.
Analiza struktury w elektronowym spektroskopie
skaningowym (SEM) potwierdziła
kompatybilność składników polimerowych, co
zaobserwowano w postaci zmienności i ujednolicenia
struktury biokompozytowych filmów.
Aq. soln. of hydroxypropylmethylcellulose was mixed with
solns. of lysozyme and chitosan in dild. lactic acid to prep.
biocomposite films studied for chem. compn. and microstructure.
Good miscibility of components was obsd.
Mieszalność polimerów odgrywa bardzo ważną rolę
zarówno na etapie badań, jak i podczas procesu produkcji
wieloskładnikowych kompozytów. Właściwości takich mieszanin
zależą od tworzenia homogennego układu na poziomie
cząsteczkowym. Bardzo często mieszaniny polimerów
tylko pozornie wyglądają na homogenne lub mieszające się,
więc wrażenia wizualne nie są wystarczające do jednoznacznej
oceny zjawiska mieszalności. Homogenne mieszaniny
występują niezmiernie rzadko, ponieważ energia swobodna
Gibbsa mieszania polimerów jest dodatnia ze względu na
niewielkie zmiany w entropii, wynikające z dużej masy
cząsteczkowej polimerów, a więc entalpia końcowa jest
dodatnia. Roztwór jest stabilny (jednofazowy), jeżeli jego
entalpia swobodna mieszania ma wartość ujemną. Zjawisko
asocjacyjne separacji faz występuje wówczas, gdy oba
polimery mają przeciwny ładunek i tworzą rozpuszczalny
kompleks. Natomiast segregacja fazy separacyjnej dotyczy niezgodności
termodynamicznej i ma miejsce wtedy, gdy polimery
mają ten sam ładunek1) (rys. 1).
Mieszalność układów wieloskładnikowych w dużym stopniu
polepszają oddziaływania typu dipol przypadkowy, dipol indukowany,
dipol-dipol, wiązanie wodorowe, kwasowo-zasadowe
interakcje oraz oddziaływania związan[...]
Enzymatyczna degradacja chitozanu przy użyciu lizozymu lub celulazy
Porównano efektywność hydrolizowania chitozanu
przez działanie lizozymem lub celulazą.
Skuteczność degradowania substratu oceniono
na podstawie analizy wyników pomiarów
zmienności lepkości wyznaczanej dla
hydrolizownych zoli chitozanu oraz stężenia
cukrów redukujących w środowisku reakcji.
Określono również zmienność mechanicznych
właściwości filmów sporządzanych z zoli chitozanu
eksponowanych na działanie doświadczalnych
enzymów w czasie 48 h. Wyznaczone
zmienności wyróżników reologicznych stwarzają
możliwości optymalizacji i prognozowania
parametrów procesowych i aparaturowych
w praktyce przemysłowej.
Low mol. mass chitosan was enzymically hydrolyzed
with lysozyme and cellulase in soln. of MeCH(OH)COOH
(2%) at 25-45°C for 1-48 h and processed to thin
films (0.05 mm) studied for tensile strength and penetration
resistance. The increase in the hydrolysis time
and enzyme concn. resulted in a decrease of the
chitosan soln. viscosity. The mech. properties of the
films decreased after inactivation of enzymes and with
increasing their activity.
Chitozan jest naturalnym biopolimerem, który można otrzymać
przez chemiczną lub enzymatyczną deacetylację chityny. Podczas
tego procesu usuwana jest część grup acetylowych z acetyloaminowych
grup chityny. Chemiczna deacetylacja zachodzi w wyniku
działania stężonym roztworem NaOH na substrat w wysokiej
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Jagoda Ambrozik*, Anna Zimoch, Andrzej Jarmoluk, Karolina Semeriak
Enzymatyczna degradacja chitozanu
przy użyciu lizozymu lub celulazy
Enzymatic degradation of chitosan with lysozyme
or cellulase
Mgr inż. Jagoda AMBROZIK w roku 2009 ukończyła
studia na Wydziale Nauk o Żywności na
Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu,
gdzie kontynuuje naukę na studiach doktoranckich.
Specjalność - technologia mięsa.
Katedra Technologii Surowców Zwierzęcych i Zarządzania Jakością, Uniwersytet
Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. Norwida 25, 50-375 Wrocław, tel.:
(71[...]
Stabilizacja barwy mięsa bydlęcego w atmosferze tlenku węgla(II)
Przedstawiono wyniki badań dotyczących
powierzchniowej saturacji mięsa wołowego
tlenkiem węgla(II) i wpływu tego procesu
na stabilność przechowalniczą jego barwy
w wyniku tworzenia karboksymioglobiny,
trwałej czerwonej formy mioglobiny. Proces
saturacji prowadzono w zmiennych warunkach
nadciśnienia (0,1-0,4 MPa) i czasu
nasycania (1-6 h). Stabilność powstałej karboksymioglobiny
weryfikowano na podstawie
pomiaru fizycznych wyróżników barwy
(CIE L*a*b*), oznaczenia stężenia oksymioglobiny
(OMb), karboksymioglobiny
(COMb), deoksymioglobiny (DMb), metmioglobiny
(MMb) oraz grubości powierzchniowej
warstwy, w której obserwowano konwersję
barwników hemowych do form karboksy.
Nasycanie surowego mięsa tlenkiem
węgla(II) powodowało formowanie trwałego
połączenia hemu z CO, istotnie zwiększając
jasność (L*) oraz udział składowej barwy
czerwonej (a*) i żółtej (b*) w ogólnym jej
tonie.
Fresh beef samples were satd. with CO under 0.1-0.4 MPa
for 1-6 h to stabilize their red colour. After 6 h long satn.
under 0.3 MPa, the concn. of red carboxymyoglobin
reached 0.781 mg/g and the CO penetration depth was
12.6 mm. The samples were stored for 10 days. The
changes in lightness, yellowness and redness of the
samples were followed by reflexion colorimetry. The
concn. of haeme pigments was detd. by spectrometry
after their extn. with aq. phosphate buffer (pH 7.2).
A substantial improvement of the meat stability was
achieved.
Spośród wszystkich cech organoleptycznych mięsa, barwa wywiera
największy wpływ na decyzję konsumenta o jego zakupie1, 2).
Jasna, szarobrązowa barwa kojarzona jest z produktem nieświeżym
i o niskiej przydatności spożywczej, natomiast intensywnie czerwona
identyfikowana jest jako świeża i bezpieczna. Czynnikiem
wpływającym w decydujący sposób na barwę mięsa jest zawartość
i forma barwników hemowych, w mniejszym zaś stopniu struktura
i skład tkankowy. Mioglobina stanowiąca 90% wszystkich barwników
oraz hemoglobina (ok[...]
Crosslinking of sodium alginate to hydrogels for tissue engineering. Sieciowanie alginianu sodu do hydrożeli dla inżynierii tkankowej
Na alginate was crosslinked in aq. soln. (concn. 0.5-;2%)
at 4°C or 21°C with CaCl2 (concn. 0.1 or 0.5 M) to alginate
hydrogels with good mech. properties and compact structure.
Reaction dynamics, swelling degree, ultrastructure
and mech. strength of the hydrogels were detd. Hardness,
guminess and masticability of the hydrogels increased
with the increasing Na alginate concn. and crosslinking
temp. Celem badań było otrzymanie hydrożeli na bazie
alginianu sodu, o dobrych właściwościach
mechanicznych oraz zwartej strukturze, możliwych
do wykorzystania w inżynierii tkankowej
lub w produkcji nowej generacji opatrunków.
[...]
Wpływ wybranych substancji bioaktywnych na zmienność wytrzymałości mechanicznej filmów wytwarzanych z ich udziałem biokompozytów hydroksypropylometylocelulozy
Z hydrozolowych biokompozytów hydroksypropylometylocelulozy
wytwarzanych z udziałem
takich substancji bioaktywnych, jak ekstrakt
z czosnku, ekstrakt z rozmarynu, heksametylenotetraamina,
nizyna oraz substancje izolowane
z jaj (lizozym, cystatyna) sporządzano odwodnione
filmy, dla których oceniono wpływ zastosowanych
dodatków na zmienność przepuszczalności
pary wodnej i wytrzymałości mechanicznej.
Stwierdzono, że jedynie zastosowanie w składzie
biokompozytów mieszaniny lizozymu z cystatyną
powoduje zmniejszenie ich barierowości wobec
pary wodnej. Natomiast na wzrost wytrzymałości
mechanicznej eksperymentalnych filmów istotny
dodatni wpływ miał dodatek do ich składu nizyny
i mieszaniny lizozym-cystatyna.
Extracts of garlic, rosemary, urotropine and nisin as well
as substances isolated from eggs (lysozyme and cystatin)
were added to an aq. soln. of hydroxypropylmethylcellulose,
L-lactic acid and glycerol used for prepn. of biocomposite
films studied then for tensile strength and barrier
properties during ageing at 25°C and humidity 60%. Addn.
of lysozyme-cystatine mixt. resulted in an increase in H2O
vapour permeability and mech. strength.
Możliwość zastosowania jadalnych filmów ochronnych jako alternatywy
dla opakowań syntetycznych spowodowała wzrost zainteresowania
zarówno technologów, jak i producentów żywności tego
typu aplikacjami. Powłoka jadalna jest to cienka warstwa biopolimeru
uformowana w formie otoczki na produkcie żywnościowym. Surowce
do wytworzenia ochronnej powłoki to głównie biopolimery węglowodanowe
(skrobia, celuloza i ich zmodyfikowane formy), białkowe
(białka mleczne, sojowe, kolagen) i lipidowe (wyższe kwasy tłuszczowe,
mono-, di-, tri glicerydy) oraz ich mieszaniny1, 2). Podstawowym
zadaniem tych struktur jest utrzymanie wysokiej jakości produktu
spożywczego, poprzez ograniczenie zmian wilgotności, ochronę przed
utratą związków aromatycznych, hamowanie oksydacji tłuszczów,
barwników i przeciwutleniacz[...]
Wpływ ekstraktów roślinnych z dzikiej róży i hibiskusa na rozpuszczalność pooperacyjnych kamieni nerkowych
Przedstawiono wyniki modelowych badań
dotyczących wpływu ekstraktów roślinnych
z owoców dzikiej róży (Rosa canina L.)
i płatków hibiskusa (Hibiscus rosa-sinensis)
na rozpuszczalność szczawianu wapnia
oraz pooperacyjnych kamieni nerkowych.
Rozpuszczalność określano na podstawie
pomiaru stężenia jonów Ca2+ przy zastosowaniu
fotometrii płomieniowej. Zweryfikowano
również zależność czasu ekstrakcji
prowadzonej w odstępach 24 h, 72 h i 120 h
na rozpuszczalność tych mineralnych substratów,
co dodatkowo obrazowano techniką
mikroskopową (SEM). Wykazano możliwość
rozpuszczania zarówno modelowych, jak
i pooperacyjnych kamieni nerkowych w ekstraktach
doświadczalnych, czego dowodem
było zmniejszenie rozmiarów, kształtu i faktury
powierzchni ocenianych kryształów.
Stwierdzono, że efekt ten wzrastał wraz ze
wzrostem czasu ekspozycji kamieni na działanie
doświadczalnych eluentów i był większy
dla ekstraktów z hibiskusa.
Ewa Brychcya,*, Andrzej Jarmoluka, Krzysztof Kalińskia, Krzysztof Marycza, Przemysław Skibińskic,
Anna Zimocha, Roman Gancarzb
aUniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu; bPolitechnika Wrocławska;
cAkademia Medyczna im. Piastów Śląskich, Wrocław
Wpływ ekstraktów roślinnych
z dzikiej róży i hibiskusa na rozpuszczalność
pooperacyjnych kamieni nerkowych
The effect of plant extract from dog rose and hibiscus
on solubility of post-operative kidney stones
Dr. hab. inż. Andrzej JARMOLUK w roku 1982
ukończył studia na Wydziale Technologii
Żywności Akademii Rolniczej we Wrocławiu.
Jest zatrudniony na stanowisku prof. nadzw.
Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu,
w Katedrze Technologii Surowców Zwierzęcych
i Zarządzania Jakością. Specjalność - technologia
mięsa.
Katedra Technologii Surowców Zwierzęcych i Zarządzania Jakością,
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. Chełmońskiego 37/41,
51-630 Wrocław, tel.: (71) 320-77-19, fax. (71) 320-77-81, e-mail: ewa.
brychcy@up.wroc.pl
Mgr inż. Ewa BRYCHCY w roku 2011 ukończyła
j[...]
Możliwości wykorzystania L-(+)-a-tokoferolu i karboksyhemoglobiny jako inhibitorów procesów przemian barwników hemowych
Przedstawiono wyniki badań dotyczących ograniczenia
procesu rozkładu barwników hemowych,
występujących w mięsie, w wyniku powierzchniowego
zastosowania octanu L-(+)-α-tokoferolu
i karboksyhemoglobiny jako składników biokompozytowych
filmów ochronnych. Jako czynniki
zmienności przyjęto dodatek antyoksydantu, formy
karboksy barwnika hemowego oraz czas przechowywania
próbek mięsa w warunkach chłodniczych
(15 dni). Stabilność barwników weryfikowano na
podstawie pomiaru fizycznych wyróżników barwy
(CIE L*a*b*), oznaczenia ogólnej zawartości
barwników hemowych, stężenia oksymioglobiny
(OxyMb), karboksymioglobiny (COMb), deoksymioglobiny
(DeoMb), metmioglobiny (MetMb), pH
oraz grubości powierzchniowej warstwy, w której
obserwowano konwersję barwników hemowych do
form karboksy. Wykazano przeciwutleniające działanie
octanu L-(+)-α-tokoferolu wobec form deoksy
i oksymioglobiny. Wprowadzenie karboksyhemoglobiny,
jako składnika biokompozytu, warunkowało
konwersję części form mioglobiny w karboksy
barwnik. Jednoczesne zastosowanie antyoksydantu
i karboksyhemoglobiny w filmach ochronnych
zwiększyło dynamikę wnikania składników emulsji
w głąb doświadczalnych próbek mięsa.
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Karolina Semeriak*, Jagoda Ambrozik-Haba, Andrzej Jarmoluk, Anna Zimoch, Natalia Ulbin-Figlewicz
Możliwości wykorzystania L-(+)-α-tokoferolu
i karboksyhemoglobiny jako inhibitorów
procesów przemian barwników hemowych
Use of L-(+)-α-tocopherol and carboxyhaemoglobin
as inhibitors of conversion of haem pigments
Mgr inż. Jagoda AMBROZIK-HABA w roku 2009
ukończyła studia na Wydziale Nauk o Żywności
na Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu,
gdzie kontynuuje naukę na studiach doktoranckich.
Specjalność - technologia mięsa.
Katedra Technologii Surowców Zwierzęcych i Zarządzania Jakością,
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. Chełmońskiego 37 51-631 Wrocław,
tel.: (71) 320-77-19, fax: (71) 320-51-40, e-mail[...]
Wpływ oddziaływania zimnej plazmy na zmienność struktury biokompozytów poli-D-glukozaminy i muramidazy
Oceniono wpływ oddziaływania zimnej plazmy
na strukturę morfologiczą jadalnych powłok
ochronnych sporządzanych na bazie biokompozytów
poli-D-glukozaminy z dodatkiem muramidazy
przy zastosowaniu analizy obrazów
elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM).
Stwierdzono, że wpływ działania plazmy na
zmienność mikrostruktury badanego materiału
zależy od rodzaju i stężenia zastosowanych
komponentów. Wykazano również aktywność
przeciwdrobnoustrojową powłok ochronnych
wobec Pseudomonas fluorescens.
Poly-D-glucosamine was blended with muramidase pesticide
in 1% aq. soln. of lacetic acid, formed as films, dried
and He plasma-treated under vacuum (0.01 MPa). The films
were studied for microstructure by scanning microscopy
and for antibacterial activity (Pseudomonas fluorescens).
The activity increased with increasing contents of the components
and also after the plasma treatment.
Opakowania są nieodłącznym elementem wielu przetworów żywnościowych
a zarazem jednym z istotnych czynników kształtujących
atrakcyjność produktów. Obecnie konsumenci stawiają opakowaniom
dodatkowe wymagania użytkowe i ekologiczne, dlatego coraz większe
zastosowanie znajdują innowacyjne opakowania aktywne wytwarzane
na bazie polimerów biodegradowalnych1, 2).
Plazma niskotemperaturowa potocznie zwana zimną plazmą to materia
przypominająca częściowo zjonizowany gaz, zawierający m.in. elektrony,
dodatnie i ujemne jony, rodniki, atomy i fotony. Temperatura elektronów
(104-105 K) jest znacznie wyższa niż pozostałych cząstek, dlatego plazma
pozostaje w stanie nierównowagi termicznej. Jej szczególną właściwością
jest zdolność do przewodzenia prądu elektrycznego, przy czym należy
zaznaczyć, że jony dodatnie i elektrony występują w takich proporcjach,
że w skali makroskopowej jest elektrycznie obojętna. Podczas syntezy
termojądrowej powstaje plazma wysokotemperaturowa, w której zachodzi
wzmożona jonizacja jednokrotna oraz wielokrotna. Możliwa jest również
inna klasyfik[...]
Wpływ 3-aminopropylotrietoksysilanu na zmienność wybranych właściwości fizycznych chitozanowych powłok ochronnych
Do 2-proc. roztworów chitozanu w 2% wodnym
roztworze kwasu octowego dodawano 5,
10 lub 15% glicerolu, następnie 0,5 lub 10%
3-aminopropylotrietoksysilanu, po czym roztwory
rozcieńczano wodą tak aby uzyskać
końcowe stężenie kwasu octowego i chitozanu
1%. Z tak przygotowanych hydrozoli sporządzano
powłoki ochronne, które oceniano,
dokonując pomiarów wytrzymałości na rozciąganie,
wytrzymałości na zerwanie, maksymalnej
siły przebicia oraz przepuszczalności
pary wodnej. Zobrazowano również morfologię
zrywanych filmów za pomocą mikroskopii
skaningowej. Stwierdzono, że udział substancji
sieciującej w składzie powłok statystycznie
istotnie i korzystnie wpływał na wszystkie
analizowane parametry. Z kolei wzrastające
stężenie glicerolu w próbkach zmniejszało ich
wytrzymałość mechaniczną i zwiększało przepuszczalność
pary wodnej.
Aq. soln. of chitozan (1%) was modified by addn. of
(EtO)3Si(CH2)3NH2 (up to 10%) and glycerol (5-25%) and
used for prodn. of thin films by pouring onto teflon substrate
and evapn. The films were tested for mech. properties
and water vapor permeability. The addn. of glycerol
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Anna Zimoch*, Andrzej Jarmoluk, Jagoda Ambrozik-Haba, Krzysztof Marycz, Karolina Semeriak,
Ewa Brychcy, Natalia Ulbin-Figlewicz
Wpływ 3-aminopropylotrietoksysilanu na
zmienność wybranych właściwości fizycznych
chitozanowych powłok ochronnych
Effect of 3-aminopropyltriethoxysilane
on a variability of selected physical properties
of chitosan protective coatings
Dr. hab. inż. Andrzej JARMOLUK w roku 1982
ukończył studia na Wydziale Technologii Żywności
Akademii Rolniczej we Wrocławiu. Jest zatrudniony
na stanowisku profesora nadzwyczajnego
Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu,
w Katedrze Technologii Surowców Zwierzęcych
i Zarządzania Jakością. Specjalność - technologia
mięsa.
resulted in increasing the permeability and decreasing the
tensile strength of the films.
W ostatnich latach obserw[...]