Биоразлагаемые полимерные материалы

Аббасов, И. Б. Применение некоторых биоразлагаемых полимеров в медицине [Электронный ресурс] / И. Б. Аббасов // Ремедиум. – 2023. – Т. 27, № 1. – С. 17–25. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_50389132_34545876.pdf (дата обращения: 11.07.2023).

Представлен обзор современного состояния исследований в области применения биоразлагаемых полимеров для медицинских целей. Отмечена актуальность темы исследования, описаны современные тенденции в области разработки биоразлагаемых полимеров, создания полимерных защитных покрытий, полимеров с эффектом памяти формы для медицинских изделий различного применения. Представлена классификация современных полимеров для медицинских целей, отмечены категории биоразлагаемых полимеров в зависимости от происхождения сырья, описаны свойства биоразлагаемых полимерных материалов и композитов. Биоразлагаемые полимеры широко используются для контролируемой доставки лекарств и вакцин, в обзоре отмечены современные разработки в данной области. Указаны биоразлагаемые полимеры для инкапсулирования и доставки лекарств, возможность создания наноструктурных полимеров для фармацевтики. Описаны перспективы будущего развития применения биоразлагаемых полимеров в медицине.

Зинина, О. В. Исследование свойств биоразлагаемых альгинатных пленок с активным компонентом [Электронный ресурс] / О. В. Зинина, Е. А. Вишнякова, О. П. Неверова // Аграрный вестник Урала. – 2023. – № 6 (235). – С. 76–86. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_53953168_28333108.pdf (дата обращения: 11.07.2023).

С учетом неблагоприятной экологической обстановки, связанной с накоплением больших объемов неперерабатываемых отходов, актуальны разработки биоразлагаемых материалов на основе природных полимеров. Кроме того, наиболее перспективны биоразлагаемые пленки с активными свойствами, позволяющими увеличивать сроки хранения продуктов питания. Изучены свойства биоразлагаемых пленок на основе альгината с введением в состав в качестве активного компонента гидролизата сывороточного белка. В опытных образцах пленок определяли внешний вид и прозрачность визуально, толщину, микроструктуру, антиоксидантную способность методом кулонометрического титрования, растворимость и биоразлагаемость в почве. Установлено, что при различном добавлении белкового гидролизата (БГ) в состав композиции пленки значительно изменяются ее внешний вид, прозрачность и микроструктура. Оптимальным образцом по данным показателям оказалась пленка с добавлением 1 % БГ – прозрачная, однородная, нелипкая. По толщине пленки значительно не отличались и составили от 0,23 до 0,29 мм. Антиоксидантная способность пленок увеличивалась с повышением содержания БГ, растворимость при этом, наоборот, снижалась. Наиболее растворимым оказался контрольный образец пленки. Выявлено, что все образцы пленок биоразлагаемы, наиболее быстро превратился в биогумус контрольный образец и образец с добавлением 1 % БГ. Таким образом, использование белкового гидролизата в качестве активного компонента в составе композиции пленки показало эффективность с точки зрения антиоксидантных свойств. Кроме того, БГ оказал влияние и на другие важные свойства пленок.

Мяленко, Д. М. Современные биоразлагаемые материалы с ускоренной деградацией для молочной и пищевой продукции (предметный обзор) [Электронный ресурс] / Д. М. Мяленко // Пищевые системы. – 2023. – Т. 6, № 1. – С. 11–21. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_50505616_77757851.pdf (дата обращения: 11.07.2023).

Одним из способов решения экологической проблемы утилизации и переработки упаковки является направление, связанное с созданием полимерных материалов, с заменой части традиционных коммерческих синтетических основ органическими и неорганическими наполнителями в различных концентрациях. Однако, можно предположить, что наиболее перспективным способом обращения с упаковочными отходами, является разработка технологий, направленных на создание полностью биоразлагаемых материалов с регулируемым сроком службы, которые после своего жизненного цикла утилизируются в короткие сроки без нанесения вреда окружающей среде. Проведен анализ рынка современных биоразлагаемых материалов и способов получения деградируемых композиций, способных стать существенной альтернативой традиционным пластикам.

Панченко, А. Н. Биоразлагаемые полимеры, их свойства и применение [Электронный ресурс] / А. Н. Панченко // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. – 2023. – № 4–4 (79). – С. 204–206. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_53810742_48225228.pdf (дата обращения: 11.07.2023).

Обсуждена тема биоразлагаемых полимеров. Дано их определение и описаны преимущества применения. Затронута тема воздействия биодеградации на окружающую среду. Приведен обзор биоразлагаемых полимеров и их потенциала в качестве более устойчивой альтернативы традиционным пластикам. Рассмотрены два типа биоразлагаемых полимеров: природные и синтетические. Приведены структурные формулы и свойств, сфера применения наиболее известных и распространенных полимеров: целлюлоза, хитин, крахмал, полимолочная кислота и др.

Савченко, И. В. Обзор приложений хитозана в медицине и в технологии биоотображения [Электронный ресурс] / И. В. Савченко // Вестник науки. – 2023. – Т. 1, № 6 (63). – С. 1240–1254. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_53925265_44235818.pdf (дата обращения: 11.07.2023).

В связи с загрязнением окружающей среды и биологических объектов токсичными веществами остро стоит вопрос разработки эффективных биосовместимых адсорбентов красителей, пестицидов, гербицидов и мн. др. Относительно недавно стали проводиться исследования применения природного биосовместимого и биоразлагаемого полимера хитозана, который благодаря своим уникальным свойствам находит применение в медицине и экологии. Важный аспект химии хитозана – его способность к модификации, сшиванию и образованию наночастиц. Рассмотрены основные области применения хитозана. Сделан акцент на его приложениях в технологии биоотображения.

Смятская, Ю. А. Полимерные пленки пищевого назначения на основе хитозана [Электронный ресурс] / Ю. А. Смятская, Е. М. Черемисина, К. А. Юсупова // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2023. – № 1. – С. 5–18. – URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_50506676_23518350.pdf (дата обращения: 11.07.2023).

Подобраны условия получения трех образцов пленок с использованием уксусной, лимонной и соляной кислоты, изучены их физико-химические свойства. Для исследований были выбраны полимерные пленки, созданные путем растворения хитозана в уксусной и лимонной кислоте. Данные кислоты используются в пищевой промышленности и являются пригодными для создания пищевых пленок. Физико-химические характеристики материалов (толщина, растворение) также являются приемлемыми и соответствуют нормативным значениям для пищевых пленок. Доказана безопасность полученных образцов методом биотестирования с использованием в качестве тест-объекта семян кресс-салата. Дана сравнительная оценка пищевых пленок, полученных по разной технологии.

Biodegradable nanofibrillated cellulose/poly-(butylene adipate-co-terephthalate) composite film with enhanced barrier properties for food packaging [Электронный ресурс] / Xiangyang Zhou [et al.] // Molecules : электронный журнал. – 2023. – Vol. 28, iss. 6. – DOI: 10.3390/molecules28062689. – URL: https://www.mdpi.com/1420-3049/28/6/2689 (дата обращения: 2023-07-11).

Переведенное заглавие: Биоразлагаемая нановолокнистая целлюлозно-полибутиленадипаттерефталатная композитная пленка с улучшенными барьерными свойствами для упаковки пищевых продуктов.

Биоразлагаемые композиты, состоящие из полибутиленадипаттерефталата (PBAT), термопластичного крахмала, гидрофобно модифицированной нановолокнистой целлюлозы (HMNC) и поверхностно-активного вещества (сложный эфир жирных кислот сахарозы), получены с помощью процесса смешивания расплава и выдувания пленки (PBAT-HMNC). Анализ композитов проведен с использованием инфракрасного спектроскопа с преобразованием Фурье (FT-IR), сканирующего электронного микроскопа (SEM) и термогравиметрического анализатора (TGA). Изучены механические и барьерные свойства. Результаты показали, что композиты PBAT-HMNC обладают превосходными механическими и барьерными свойствами. Предел прочности при растяжении достиг максимального значения (более 13 МПа), когда содержание HMNC составило 0,6%, а температура термического разложения снизилась на 1–2°C. Самые низкие значения скорости пропускания водяного пара (WVTR) и скорости пропускания кислорода (OTR) были получены для композита с 0,6 мас.% HMNC, полученного методом пленкообразования, со значениями 389 г/(м²·сутки) и 782 куб.см/(м²·сутки), которые снизились на 51,3% и 42,1% соответственно. Грибы Agaricus сохраняли товарную ценность после 11 дней хранения с использованием пленки с 0,6 мас.% HMNC. Сделан вывод, что композиты PBAT-HMNC являются перспективными нанокомпозитными материалами для упаковки.

Chitosan based biodegradable composite for antibacterial food packaging application [Электронный ресурс] / A. Jiang [et al.] // Polymers : электронный журнал. – 2023. – Vol. 15, iss. 10. – DOI: 10.3390/polym15102235. – URL: https://www.mdpi.com/2073-4360/15/10/2235 (дата обращения: 2023-07-11).

Переведенное заглавие: Использование биоразлагаемого композита на основе хитозана для производства антибактериальной упаковки.

Благодаря своей способности подавлять грамотрицательные и грамположительные бактерии, хитозан является подходящим биополимером для изготовления упаковки пищевых продуктов. Представлены хитозановые композиты, которые можно использовать для производства активной упаковки, которая улучшает условия хранения пищевых продуктов и продлевает срок их годности. Рассмотрены активные соединения, такие как эфирные масла и фенольные соединения с хитозаном. Кроме того, изучены композиты с полисахаридами и различными наночастицами. Даны указания по разработке новых биоразлагаемых упаковочных материалов для пищевых продуктов.

Feasibility of Agaricus bisporus waste biomass to develop biodegradable food packaging materials [Электронный ресурс] / Z. Pérez-Bassart [et al.] // Food hydrocolloids. – 2023. – Vol. 142. – Article number: 108861. – DOI: 10.1016/j.foodhyd.2023.108861. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268005X23004071 (дата обращения: 2023-07-11).

Переведенное заглавие: Возможность использования отходов биомассы из шампиньона двуспорового (Agaricus bisporus) для создания биоразлагаемых упаковочных материалов.

Рассмотрены способы использования биомассы шампиньона двуспорового (Agaricus bisporus) для получения биоразлоагаемых упаковочных пленок. Проведена оценка двух наиболее широко используемых сортов, Agaricus bisporus brunnescens (Abb) и Agaricus bisporus hortensis (Abh). Методом экструзии и прессования были сформированы пленки. Белки и β-глюканы – основные компоненты в обоих сортах. Abb показал более высокое содержание белка, в то время как количество полисахаридов и липидов было выше в Abh. Термически обработанные пленки Abh показали лучшие механические и барьерные характеристики, чем их аналоги, приготовленные с использованием Abb, что объясняется более высоким содержанием углеводов и липидов. В результате в качестве оптимальной температуры обработки для Abh-пленок была выбрана температура 110°C, поскольку механические свойства и прочность существенно не изменились, а барьерные свойства, улучшились. Полученную пленку покрыли слоем пчелиного воска, чтобы уменьшить ее гидрофильность. Пленки с покрытием обладали аналогичными механическими свойствами, что и пленки, без покрытия, но первые обладали значительно лучшими показателями паропроницаемости. Кроме того, обе пленки легко распадались в условиях компостирования.

Food packaging materials with special reference to biopolymers-properties and applications [Электронный ресурс] / Anupam Agarwal [et al.] // Chemistry Africa. – 2023. – Vol. 6. – P. 117–144. – DOI: 10.1007/s42250-022-00446-w. – URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s42250-022-00446-w (дата обращения: 2023-07-11).

Переведенное заглавие: Упаковочные материалы для пищевых продуктов: внимание на биополимеры. Свойства и применение.

Представлены полимерные упаковочные материалы, особое внимание уделено биоразлагаемым пластикам. Рассмотрены различные виды биоразлагаемых пластмасс, их свойства и применение в упаковке пищевых продуктов. Анализ литературных данных показал, что биоразлагаемые пластики лучше подходят для упаковки пищевых продуктов по сравнению с другими упаковочными материалами.

Polysaccharides for biodegradable packaging materials: past, present, and future (brief review) [Электронный ресурс] / B. Liu [et al.] // Polymers : электронный журнал. – 2023. – Vol. 15, iss. 2. – DOI: 10.3390/polym15020451. – URL: https://www.mdpi.com/2073-4360/15/2/451 (дата обращения: 2023-07-11).

Переведенное заглавие: Полисахариды для биоразлагаемых упаковочных материалов: прошлое, настоящее и будущее (краткий обзор).

Описано применение полисахаридов для создания биоразлагаемых упаковочных материалов. Представлены разработки новых рецептур с использованием сшивания полимеров, смешивания с неорганическими (металлы, оксиды, глины) и органическими веществами (красители, эфирные масла, экстракты). Особое внимание уделено развитию смесей полимеров, которые состоят из целлюлозы, крахмала, хитина, хитозана, пектина, альгината, каррагинана, некоторым синтетическим полимерам, полимерам природного происхождения и эфирным маслам.

Utilization of biomaterials to develop the biodegradable food packaging [Электронный ресурс] / S. Perveen [et al.] // International journal of food properties. – 2023. – Vol. 26, iss. 1. – P. 1122–1139. – DOI: 10.1080/10942912.2023.2200606. – URL: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/10942912.2023.2200606 (дата обращения: 2023-07-11).

Переведенное заглавие: Использование биоматериалов для разработки биоразлагаемой упаковки пищевых продуктов.

Представлены технологии для производства съедобных упаковочных материалов, т.е. пленок на основе полисахаридов и белков, «умной» и активной упаковки, которая позволяет сохранять продукты в течение длительного периода и препятствовать попаданию в них биотических и абиотических компонентов. Различные материалы, такие как низин, хитозан, кактусовая слизь и бактериальная наноцеллюлоза, используются для производства различных видов пищевой упаковки. Упаковочный материал, полученный с помощью биотехнологий, широко применяется в различных отраслях пищевой промышленности и консервирования благодаря хорошим показателям безопасности и большему количеству питательных компонентов. Съедобный упаковочный материал в настоящее время используется только для твердых и полутвердых продуктов. С использованием биотехнологий, ведется разработка съедобных упаковочных материалов для жидких товаров, таких как продукты молочной промышленности и напитки.