ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИФИКАТОРОВ НА АБСОРБЦИЮ ВЛАГИ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АГАРОВЫХ ПЛЕНОК

Скачать статью в PDF
DOI: https://doi.org/None
Номер журнала: 
8
Год издания: 
2017

О.Н. Пожарицкая(1), кандидат фармацевтических наук, А.Н. Шиков(1), доктор фармацевтических наук, Д.В. Демченко(1), кандидат фармацевтических наук, Е.В. Флисюк(2), доктор фармацевтических наук, В.Г. Макаров(1), доктор медицинских наук 1-Санкт-Петербургский институт фармации, 188663, Россия, Ленинградская обл., Всеволожский р-н, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, д. 3, корп. 245 e-mail: spbpharm@mail.ru 2-Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия; Россия, 197376, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, д. 14 e-mail: elena.flisyuk@pharminnotech.com

Введение. Перспективы применения полимеров на основе полисахаридов в фармацевтической индустрии и биотехнологии очень широкие. Преимущества агара по сравнению с другими желирующими системами – его более высокая стабильность при низких значениях рН и повышенных температурах. Пластификаторы улучшают гибкость пленки и предотвращают растрескивание пленки во время ее обработки и хранения. Цель исследования – изучение влияния видов пластификаторов и их концентрации на кинетическую и статическую абсорбцию влаги и на механические свойства агаровых пленок. Материал и методы. Влияние пластификаторов (глицерина, сорбитола, лимонной кислоты, цитрата натрия и их смесей), а также их смесей на абсорбцию влаги и механические свойства агаровых пленок было изучено при различных концентрациях пластификаторов, согласно дизайну эксперимента. Результаты. Добавление глицерина в состав пленок повышало скорость абсорбции и количество поглощаемый влаги при хранении в условиях повышенной относительной влажности. В то же время пленки с добавлением лимонной кислоты и цитрата натрия абсорбировали влагу медленнее и в меньшем количестве, особенно – при более низкой относительной влажности. Самый тонкий монослой воды (0,035–0,036 г воды / г пленки) наблюдался на пленках с лимонной кислотой и цитратом натрия в качестве пластификатора. При добавлении в состав пленок 3,6 мас.% глицерина и 0,6 мас.% сорбита толщина монослоя увеличивалась до 0,065 г воды / г пленки. Наибольшая толщина монослоя воды (0,158 г воды / г пленки) отмечена при включении в состав 4 мас.% сорбитола. Добавление лимонной кислоты в состав агаровых пленок снижала их прочность, а увеличение содержания глицерина (до 5 мас.%) и цитрата натрия (до 2.5 мас.%) повышало прочность пленок. Дополнительное введение лимонной кислоты в состав пленок с цитратом натрия также повышало прочность пленок. Заключение. Результаты исследования могут быть использованы в фармацевтической и биотехнологической промышленности при выпуске агаровых капсул или упаковки из агар-агара.
Ключевые слова: 
агаровые пленки
лимонная кислота
глицерин
цитрат натрия
сорбитол
Для цитирования: 
Пожарицкая О.Н., Шиков А.Н., Демченко Д.В., Флисюк Е.В., Макаров В.Г. ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИФИКАТОРОВ НА АБСОРБЦИЮ ВЛАГИ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АГАРОВЫХ ПЛЕНОК . Фармация, 2017; 66 (8): 18-23
Список литературы: 
  1. Gontard N., Guilbert S. Bio-packaging: technology and properties of edible and/or biodegradable material of agricultural origin. In Mathlouthi M (Ed) Food packaging and preservation, Blackie Academic and Professional, Glasgow; 1994
  2. Arnott S., Fulmer A., Scott W.E. The agarose double helix and its function in agarose gel structure. J. Molecular. Biol. 1974; 90(2):269–84.
  3. Phan T.D., Debeaufort F., Luu D., Voilley A. Functional properties of edible agar-based and starch-based films for food quality preservation. J. Agric. Food Chem. 2005; 53(4):973–81.
  4. Freile-Pelegrín Y., Madera-Santana T., Robledo D., Veleva L., Quintana P., Azamar J.A. Degradation of agar films in a humid tropical climate: Thermal, mechanical, morphological and structural change. Polym. Degrad. Stabil. (2007); 92(2):244–52.
  5. Phan T.D., Debeaufort F., Voilley A., Luu D. Biopolymer interactions affect the functional properties of edible films based on agar, cassava starch and arabinoxylan blends. J. Food Eng. 2009; 90(4):548–58.
  6. Tian H., Xu G., Yang B., Guo G. Microstructure and mechanical properties of soy protein/agar blend films: effect of composition and processing methods. J. Food Eng. 2011; 107(1):21–6.
  7. Giménez B., de Lacey A.L., Pérez-Santín E., López-Caballero M.E., Montero P. Release of active compounds from agar and agar–gelatin films with green tea extract. Food Hydrocoll. 2013; 30(1):264–71.
  8. Shikov A.N., Pozharitskaya O.N., Makarov V.G., Makarova M.N. New technology for preparation of herbal extracts and soft halal capsules on its base. Amer. Eur. J. Sustainable Agric. 2009; 3:130–4.
  9. Nieto M.B. Structure and function of polysaccharide gum-based edible films and coatings, In Embuscado ME, Huber KC (Eds.) Edible Films and Coatings for Food Applications. Springer, Dordrecht, Heidelberg, London, New York; 2009
  10. Haq M.A., Hasnain. A., Azam M. Characterization of edible gum cordia film: Effects of plasticizers. LWT-Food Sci. Technol. 2014; 55(1):163-9.
  11. Vieira M.G.A., da Silva M.A., dos Santos L.O., Beppu M.M. Natural-based plasticizers and biopolymer films: A review. Eur. Polym. J. 2011; 47(3):254–63.
  12. Mali S., Sakanaka L.S., Yamashita F., Grossmann M.V.E. Water absorption and mechanical properties of cassava starch films and their relation to plasticizing effect. Carbohyd. Polym. 2005; 60(3): 283–9.
  13. Cao N., Yang X., Fu Y. Effects of various plasticizers on mechanical and water vapor barrier properties of gelatin films. Food Hydrocoll. 2009; 23(3):729–35.
  14. Reddy N., Yang Y. Citric acid cross-linking of starch films. Food Chem. 2010; 118(3):702–11.
  15. Olivato J.B., Grossmann M.V.E., Bilck A.P., Yamashita F. Effect of organic acids as additives on the performance of thermoplastic starch/polyester blown films. Carbohyd. Polym. 2012; 90(1):159–64.
  16. Olsson E., Hedenqvist M.S., Johansson C., Järnström L. Influence of citric acid and curing on moisture absorption, diffusion and permeability of starch films. Carbohyd. Polym. 2013; 94(2):765–72.
  17. Cho S.Y., Rhee C. Absorption characteristics of soy protein films and their relation to mechanical properties. LWT- Food Sci. Technol. 2002; 35(2):151–7.
  18. Rhim J.W., Wang L.F. Mechanical and water barrier properties of agar/κ-carrageenan/konjac glucomannan ternary blend biohydrogel films. Carbohyd. Polym. 2013; 96(1):71–81.
  19. Rockland L.B. Satured salt solutions for static control of relative humidity between 5° and 4°C. Analytical Chem. 1960; 32(10):1375–6.
  20. Peleg M. An empirical model for the description of moisture sorption curves. J. Food Sci. 1988; 53(4):1216–7.
  21. Bizot H. Using the GAB model to construct sorption isotherms. In Jowitt R., Escher F., Hallistrom B., Meffert H.F.T., Spiess W.E.L., Vos. (Eds.), Physical properties of foods Applied Science Publishers, London; 1984
  22. Yolmeh M., Najafi M.B.H., Farhoosh R. Optimisation of ultrasound-assisted extraction of natural pigment from annatto seeds by response surface methodology (RSM). Food Chem. 2014; 155: 319–24.
  23. Turhan M., Sayar S., Gunasekaran S. Application of Peleg model to study water absorption in chickpea during soaking. J. Food Eng. 2002; 53 (2): 153–9.
  24. Sothornvit R., Krochta J.M. Plasticizer effect on mechanical properties of β-lactoglobulin films. J. Food Eng. 2001; 50(3):149–55.
  25. Leung H.K. Water activity and other colligative properties of foods. In Okos M.R. (Ed.) Physical and chemical properties of food. American Society of Agriculture Engineers, Michigan; 1986.
  26. Garcia M.A., Martino M.N., Zaritzky N.E. Microstructural characterization of plasticized starch-based films. Starch/Stärke 2000; 52(4):118–24.
  27. Timmermann E.O., Chirife J., Iglesias H.A. Water sorption isotherms of foods and foodstuffs: BET or GAB parameters? J. Food Eng. 2001; 48(1):19–31.
  28. Coupland J.N., Shaw N.B., Monahan F.J., O’Riordan E.D., Sullivan M. Modeling the effect of glycerol on the moisture sorption behavior of whey protein edible films. J. Food Engineer. 2000; 43(1):25–30.
  29. Demchenko D.V., Pozharitskaya O.N., Shikov A.N., Flisyuk E.V., Rusak A.V., Makarov V.G. Rheological study of agar hydrogels for soft capsule shells. Pharm. Chem. J. 2014; 47(10): 556–8.
  30. Olivato J.B., Grossmann M.V.E., Yamashita F., Eiras D., Pessan L.A. Citric acid and maleic anhydride as compatibilizers in starch/poly(butylene adipateco-terephthalate) blends by one-step reactive extrusion. Carbohyd. Polym. 2012; 87(4):2614–8.
  31. Shi R., Bi J., Zhang Z., Zhu A., Chen D., Zhou X., et al. The effect of citric acid on the structural properties and cytotoxicity of the polyvinyl alcohol/starch films when molding at high temperature. Carbohyd. Polym. 2008; 74(3):763–70.
  32. Choi J.S., Park W.H. Effect of biodegradable plasticizers on thermal and mechanical properties of poly(3-hydroxybutyrate). Polymer Testing 2004; 23(4):455–60.