Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tổng hợp và đặc trưng của màng lignin-gelatin từ cây keo Acacia cho ứng dụng trong bao bì thực phẩm
Tóm tắt
Mục tiêu của nghiên cứu hiện tại là phát triển các màng pha trộn lignin-gelatin (LG) từ cây keo Acacia sử dụng glycerol làm chất dẻo, và thiết lập mối tương quan giữa hàm lượng lignin và cấu trúc, tính chất nhiệt và cơ học của màng. Lignin từ cây keo được chiết xuất bằng phương pháp kiềm đã được sử dụng để chuẩn bị các màng pha trộn LG bằng phương pháp đổ dung dịch. Các thử nghiệm về độ hòa tan và sưng của màng cho thấy rằng sự kết hợp lignin làm giảm độ ưa nước của màng. Việc bổ sung lignin tạo ra một hiệu ứng dẻo đáng kể cho màng pha trộn, cho thấy giá trị tối ưu cho màng có bổ sung 20 và 30 % (w/v) lignin, như đã được suy luận từ các tính chất cơ học và nhiệt lý. Màng pha trộn lignin có nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh (Tg) thấp hơn so với gelatin đối chứng. Phân tích quang phổ hồng ngoại (FTIR) của các màng cho thấy lignin tương tác với gelatin qua liên kết hydro và tương tác kỵ nước, từ đó tạo ra các thay đổi cấu trúc. Nghiên cứu bằng kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) cho thấy bề mặt của các màng tổng hợp mịn màng. Tính chất cản sáng của màng cho thấy rằng việc thêm lignin đã cải thiện tính chất cản sáng chống lại tia UV trong khoảng 280–350 nm. Hơn nữa, hoạt tính thu giữ thấp nhất được quan sát trong LG-E (111,10 µg/ml) tiếp theo là LG-D (249,29 µg/ml) và LG-C (259,53 µg/ml). Các màng LG cho thấy cải thiện tính chất cản sáng và tính chất chống oxy hóa với độ độc tế bào thấp, thể hiện tiềm năng lớn trong bao bì thực phẩm và lớp phủ để ngăn chặn oxy hóa lipid do tia cực tím, với các ứng dụng sinh học kéo dài.
Từ khóa
#lignin #gelatin #màng pha trộn #bao bì thực phẩm #đặc trưng tính chất #chống oxy hóaTài liệu tham khảo
Aadil KR, Barapatre A, Sahu S, Jha H, Tiwary BN (2014) Free radical scavenging activity and reducing power of Acacia nilotica wood lignin. Int J Biol Macromol 67:220–227
Aadil KR, Barapatre A, Meena AS, Jha H (2016) Hydrogen peroxide sensing and cytotoxicity of Acacia lignin stabilized silver nanoparticles. Int J Biol Macromol 82:39–47
Al-Hassan AA, Norziah MH (2012) Starch-gelatin edible films: water vapor permeability and properties as affected by plasticizers. Food Hydrocoll 26:108–117
ASTM (2001) Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting, standard designation: D882, Annual book of ASTM standards. American Society for Testing and Materials, Philadelphia
Ban W, Song J, Lucia LA (2007) Influence of natural biomaterials on the absorbency and transparency of starch-derived films: an optimization study. Ind Eng Chem Res 46(20):6480–6485
Barapatre A, Aadil KR, Tiwary BN, Jha H (2015) In vitro antioxidant and antidiabetic activity of biomodified Acacia wood lignin. Int J Biol Macromol 75:81–89
Bergo P, Sobral PJA (2007) Effects of plasticizer on physical properties of pigskin gelatin films. Food Hydrocoll 21(8):1285–1289
Bhat R, Abdullah N, Din RH, Tay GS (2013) Producing novel sago starch based food packaging films by incorporating lignin isolated from oil palm black liquor waste. J Food Eng 119:707–713
Bigi A, Cojazzi G, Panzavolta S, Roveri N, Rubini K (2002) Stabilization of gelatin films by cross linking with genipin. Biomaterials 23(24):4827–4832
Cao N, Fu Y, He J (2007) Mechanical properties of gelatin films cross-linked, respectively, by ferulic acid and tannin acid. Food Hydrocoll 21:575–584
Carvalho RA, Sobral PJA, Thomazine M, Habitante AMQB, Gimenez B, Gomez-Gullen MC, Montero P (2008) Development of edible films based on differently processed Atlantic habitat (Hippoglossus hippoglossus) skin gelatin. Food Hydrocoll 22:1117–1123
Cuq B, Gontard N, Cuq J, Guilbert S (1997) Selected functional properties of fish myofibrillar protein-based films as affected by hydrophilic plasticizers. J Agric Food Chem 45(3):622–626
Dominguez JC, Oliet M, Alonso MV, Gilarranz MA, Rodriguez F (2008) Thermal stability and pyrolysis kinetic of organosolv lignins obtained from Eucalyptus globulus. Ind Crops Prod 27(2):150–156
Gómez-Guillén MC, Ihl M, Bifani V, Silva A, Montero P (2007) Edible films made from tuna-fish gelatin with antioxidant extracts of two different murta ecotypes leaves (Ugni molinae Turcz.). Food Hydrocoll 21(7):1133–1143
Gordobil O, Egues I, Llano-Ponte R, Labidi J (2014) Physico-chemical properties of PLA lignin blends. Polym Degrad Stab 108:330–338
Hoque MS, Benjakul S, Prodpran T (2011) Effects of partial hydrolysis and plasticizer content on the properties of film from cuttlefish (Sepia pharaonis) skin gelatin. Food Hydrocoll 25(1):82–90
Hosseini SF, Rezaei M, Zandi M, Farahmandghavi F (2015) Fabrication of bio-nanocomposite films based on fish gelatin reinforced with chitosan nanoparticles. Food Hydrocoll 44:172–182
Huang J, Zhang L, Chen F (2003) Effects of lignin as a filler on properties of soy protein plastics. I. Lignosulfonate. J Appl Polym Sci 88(14):3284–3290
Jongjareonrak A, Benjakul S, Visessanguan W, Prodpran T, Tanaka M (2006) Characterization of edible films from skin gelatin of brown stripe red snapper and bigeye snapper. Food Hydrocoll 20(4):492–501
Karnnet S, Potiyaraj P, Pimpan V (2005) Preparation and properties of biodegradable stearic acid-modified gelatin films. Polym Degrad Stab 90(1):106–110
Ma W, Tang C, Yin S, Yang X, Wang Q, Liu F, Wwi Z (2012) Characterization of gelatin-based films incorporated with olive oil. Food Res Int 49:572–579
Milczarek G, Rebis T, Fabianska J (2013) One step synthesis of lignosulphonate–stabilized silver nanopartilcles. Colloids Surf B 105:335–341
Mu C, Gua J, Li X, Lin W, Li D (2012) Preparation and properties of dialdehyde carboxymethyl cellulose cross linked gelatin edible films. Food Hydrocoll 27(1):22–29
Nunez-Flores R, Giménez B, Fernández-Martín F, López-Caballero ME, Montero MP, Gómez-Guillén MC (2012) Role of lignosulphonate in properties of fish gelatin films. Food Hydrocoll 27(1):60–71
Nunez-Flores R, Gimenez B, Fernandez-Martin F, Lopez-Caballero ME, Montero MP, Gomez-Guillen MC (2013) Physical and functional characterization of active fish gelatin films incorporated with lignin. Food Hydrocoll 30(1):163–172
Park Y, Doherty WOS, Halley JP (2008) Developing lignin-base resin coating and composites. Ind Crops Prod 27:163–167
Pena C, Caba K, Eceiza A, Ruseckaite R, Mondragon I (2010) Enhancing water repellence and mechanical properties of gelatin film by tannin addition. Bioresour Technol 101:6836–6842
Rivero S, García MA, Pnotti A (2010) Correlations between structural, barrier, thermal and mechanical properties of plasticized gelatin films. Innov Food Sci Emerg Technol 11:369–375
Sahoo S, Seydibeyogl MO, Mohanty AK, Misra M (2011) Characterization of industrial lignins for their utilizations in future value added applications. Biomass Bioenergy 35(10):4230–4237
Saini JK, Saini R, Tewari L (2015) Lignocellulosic agriculture wastes as biomass feedstocks for second-generation bioethanol production: concepts and recent developments. 3 Biotech 5(4):337–353
Sivasankarapillai G, McDonald AG (2011) Synthesis and properties of lignin-highly branched poly (ester-amine) polymeric systems. Biomass Bioener 35(2):919–931
Skehan P, Storeng R, Scudiero D, Monks A, McMahon J, Vistica T, Warren JT, Bokesh H, Kenney S, Boyd MR (1990) New colorimetric cytotoxicity assay of anticancer drug screening. J Natl Cancer Inst 82(13):1107–1112
Ugartondo V, Mitjans M, Vinardell MP (2008) Comparative antioxidant and cytotoxic effects of lignins from different sources. Bioresour Technol 99(14):6683–6687
Vanin FM, Sobral PJA, Menegalli FM, Carvalho RA, Habitante AMQB (2005) Effect of plasticizers and their concentration on thermal and functional properties of gelatin based films. Food Hydrocoll 19(5):899–907
Wang M, Leitch M, Xu C (2009) Synthesis of phenol-formaldehyde resol resins using oraganosolv pine lignins. Eur Polymer J 45(12):3380–3388
Zeng J, Tong Z, Wang L, Zhu JY, Ingram L (2014) Isolation and structural characterization of sugarcane bagasse lignin after dilute phosphoric acid plus steam explosion pretreatment and its effect on cellulose hydrolysis. Bioresour Technol 154:274–281