Изучение свойств биоразлагаемых пленок из природных полисахаридов

Проблемы, связанные с утилизацией отходов, во всем мире, в том числе и в России, определяют необходимость использования в упаковке экологичных материалов – биополимеров. Актуальной является разработка технологий и рецептур биоразлагаемых пленок из отечественных ингредиентов для использования в упаковке пищевых и/или фармацевтических продуктов. Биоразлагаемые полимеры на основе природных полисахаридов имеют определенные преимущества по сравнению с пластиками. Основное из них – полная и быстрая разлагаемость при естественных и/или специально созданных условиях. При разработке технологии получения упаковочных материалов, в том числе и для пищевых продуктов, особое внимание уделяется характеристикам полученной упаковки, отвечающим за сохранность исходных качеств как самой упаковки, так и продукта определенное время, по крайней мере, до доставки потребителю. Поэтому низкая пропускная способность по отношению к кислороду и водяному пару – это особое свойство биоразлагаемых пленок, столь важное для пищевых упаковок. Предложены рецептуры образцов биоразлагаемых пленок из композиций природных полисахаридов (гидроксипропилметилцеллюлозы, каррагинана и агар-агара) и проведены исследования их основных свойств (степень биоразложения, газопроницаемость, водопоглощение, химическая стойкость, деградация и токсикологические свойства). По результатам исследования выбраны композиции, пригодные для использования в качестве основы экологичных упаковочных материалов пищевых и фармацевтических продуктов. Определена максимальная устойчивость изучаемых пленок (т.е. период их полного растворения) в концентрированных соляной, серной и уксусной кислотах. Отмечено, что рассмотренные образцы биоразлагаемых пленок не оказывают токсического воздействия на природные экосистемы.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

1. Тасекеев М.С., Еремеева Л.М. Производство биополимеров как один из путей решения проблем экологии и АПК: аналитический обзор. Алматы: Изд-во Национального центра научнотехнической информации, 2009. 200 с.

2. Балов А., Ашпина О. Мировой рынок биополимеров // The Chemical Journal. 2012. N 3. С. 48–53.

3. Kolybaba M., Tabil L.G., Panighari S., Crerar W.J., Powell T., Wang B. Биоразлагаемые полимеры: прошлое, настоящее и будущее // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 2010. N 1. С. 17–33.

4. Rudin A., Choi P. The Elements of Polymer Science & Engineering (Third Edition). UK, London: Elsevier Inc., Academic Press, 2013. 584 p. https://doi.org/10.1016/C2009-1-64286-6

5. Wool R.P., Sun X.S. Bio-Based Polymers and Composites. USA, Boston: Elsevier Inc., Academic Press, 2005. 640 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-763952-9.X5000-X

6. Reddy M.M., Vivekanandhan S., Misra M. Biobased plastics and bionanocomposites: Current status and future opportunities // Progress in polymer science. 2013. Vol. 38. Issue 10-11. P. 1653–1689. https://doi.org/10.1016/j.progpolyms ci. 2013.05.006

7. Асякина Л.К., Просеков А.Ю., Дышлюк Л.С. Технологии биоразлагаемых упаковочных материалов: монография. Кемерово: Изд-во Кемеровского технологического института пищевой промышленности (университета), 2017. 118 с.

8. Чернобаева М.В., Салим Хусам, Скатков С.А., Демина Н.Б. Пленочные покрытия пероральных лекарственных форм // Фармация. 2010. N 8. С. 45–51.

9. De Camargo Andrade-MolinaT.P.,Shirai M.A., Grossmann M.V., Yamashita F. Active biodegradable packaging for fresh pasta // LWT-Food Science and Technology. 2013. Vol. 54. Issue 1. P. 25–29. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2013.05.011

10. Полимерные пленки/под ред. Е.М. АбдельмБари; пер. с англ. под ред. Г.Е. Заикова. СПб.: Профессия. 2005. 350 с.

11. Андрианова Г.П. Физико-химические основы создания и модификации многослойных композиционных пористых и волокнисто-пористых полимерных материалов // Дизайн и технологии. 2010. N 17. С. 70–81.

12. Белик Е.С., Рудакова Л.В. Оценка эффективности деструкции биоразлагаемых полимерных материалов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Урбанистика. 2012. N 1 (5). С. 78–88.

13. Зуев Ю.С. Разрушение полимеров под действием агрессивных сред; 2-е изд., перераб. и доп. М: Химия, 1972. 232 с.

14. Цой Б., Карташов Э.М., Шевелев В.В. Прочность и разрушение полимерных пленок и волокон. М.: Химия, 1999. 496 с.

15. Трофимов Н.Н., Канович М.З. Основы создания полимерных композитов. М.: Наука, 2000. 538 с.

16. Mudhoo A., Mohee R., Unmar G.D., Sharma S.K. Degradation of Biodegradable and Green Polymers in the Composting Environment. In: S.K. Sharma, A. Mudhoo (eds.) A Handbook of Applied Biopolymer Technology: Synthesis, Degradation and Applications. UK: Royal Society of Chemistry, 2011. Р. 332–364. https://doi.org/10.1039/97818 49733458

17. Дышлюк Л.С., Просеков А.Ю. Разработка технологии получения биоразлагаемых пленок на основе природных полисахаридов методом экструзии через щелевую фильеру // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2019. № 2 (38). С. 89–97. https://doi.org/10.19110/1994- 5655-2019-2-89-97

18. Дышлюк Л.С., Просеков А.Ю. Оптимизация с использованием регрессионного анализа технологических параметров процесса экструзии с раздувом // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2018. N 45 (71). С. 123–126.

19. Дышлюк Л.С., Просеков А.Ю. Изучение термодинамическими методами потенциала природных композитов как основы биоразлагаемых пленок // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. 2018. № 2 (22). С. 29–41. https://doi.org/10.21685/2307-9150-2018-2-3