БИОРАЗЛАГАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ  ПОЛИСАХАРИДОВ ДЛЯ УПАКОВКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ.  ЧАСТЬ 3: ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБНОСТИ К БИОРАЗЛОЖЕНИЮ

Irina Yu. Potoroko; Artem V. Malinin; Aram V. Tsaturov; Ammar M.Y. Kadi; Nikita A. Botvinnikov; Zlata Yu. Genzhak

Authors

Irina Yu. Potoroko South Ural State University, Chelyabinsk
Artem V. Malinin South Ural State University, Chelyabinsk
Aram V. Tsaturov South Ural State University, Chelyabinsk
Ammar M.Y. Kadi South Ural State University, Chelyabinsk
Nikita A. Botvinnikov Municipal Autonomous General Educational Institution “Gymnasium No. 23 V.V. Lutsenko”, Chelyabinsk
Zlata Yu. Genzhak Municipal Autonomous General Educational Institution “Gymnasium No. 23 V.V. Lutsenko”, Chelyabinsk

Keywords:

biodegradable film, potato starch, flax cellulose, biodegradation.

Abstract

Biodegradation is the transformation of complex substances using biological activity, consisting of three stages: transformation (minor changes in the molecule), fragmentation (decomposition of a complex molecule into simpler compounds), and mineralization (transformation of a complex substance into a simple substance). When creating biodegradable materials from organic raw materials, special attention is paid to the mechanisms of biodegradation. The destruction of the material is influenced by environ-mental factors and the type of exposure of microorganisms. The duration of destruction is influenced by the composition of the composite from which the film material was obtained. Biodegradable materials of the new composition should fulfill their functional purpose and further decompose into safe substances in the compost. The purpose of this study was to study the processes of biodegradation and to evaluate the characteristics of prepared samples of film material with a different ratio of the main raw materials (potato starch (CC) and flax cellulose (CL)). As part of the study, four film samples were obtained. In the course of the study, we found that the best indicators (surface structure, vapor permeability, water absorption, and biodegradability) are observed in sample 2 when used as part of the main ingredients of CC:CL in a ratio of 1.5:0.5. The resulting film materials can be used as packaging for dry food products.

Author Biographies

Irina Yu. Potoroko, South Ural State University, Chelyabinsk

Doctor of Sciences (Engineering), Professor of the Department of Food and Biotechnologies

Artem V. Malinin, South Ural State University, Chelyabinsk

Postgraduate student at the Department of Food and Biotechnologies

Aram V. Tsaturov, South Ural State University, Chelyabinsk

Postgraduate student at the Department of Food and Biotechnologies

Ammar M.Y. Kadi, South Ural State University, Chelyabinsk

Post-graduate student at the Department of Food and Biotechnologies

Nikita A. Botvinnikov, Municipal Autonomous General Educational Institution “Gymnasium No. 23 V.V. Lutsenko”, Chelyabinsk

Student

Zlata Yu. Genzhak, Municipal Autonomous General Educational Institution “Gymnasium No. 23 V.V. Lutsenko”, Chelyabinsk

Student

References

Власов С.В., Ольхов А.А. Биоразлагаемые полимерные материалы// Полимерные материалы: изделия, оборудование, технологии. 2006. № 7. С. 23–26.

Захаров, И.В., Сидоров, Ю.Д., Поливанов, М.А., Василенко, С.В. Влияние поливинилацетата на паропроницаемость биоразлагаемых пленочных материалов // Вестник технологического университета. 2015. Т. 18, № 21. С. 77–79.

Крутько Э.Т., Прокопчук Н.Р., Глоба А.И. Технология биоразлагаемых полимерных материалов. Минск: Изд-во БГТУ, 2014. 105 с.

Луканина Ю.К. Влияние структуры полимерной матрицы на развитие микромицетов на смесевых композициях полиолефинов с целлюлозой / Ю.К. Луканина, Н.Н. Колесникова, А.Н. Лихачев и др. // Пластические массы. 2010. № 11. С. 56–59.

Лонг Ю. Биоразлагаемые полимерные смеси и композиты из возобновляемых источников. СПб.: Научные основы и технологии, 2013. 464 с.

Потороко, И.Ю., Малинин, А.В., Цатуров, А.В., Удей Багале. Биоразлагаемые материалы на основе растительных полисахаридов для упаковки пищевых продуктов. Часть 1 // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». 2020. Т. 8, № 2. С. 21–28. DOI: 10.14529/ food200203

Потороко, И.Ю., Малинин, А.В., Цатуров, А.В., А.М. Кади, Удей Багале. Биоразлагаемые материалы на основе растительных полисахаридов для упаковки пищевых продуктов. Часть 2: Управление процессами утилизации // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». 2020. Т. 8, № 4. С. 30–37. DOI: 10.14529/food200404

Рыбкина С.П., Пахаренко В.В., Булах В.Ю. Биоразлагаемые упаковочные материалы на основе полисахаридов (крахмала) // Пластические массы. 2012. № 2. С. 61–64.

Сивкова Г.А., Хусаинова А.А. Получение биоразлагаемого пластика из возобновляемого сырья // Традиционная и инновационная наука: история, современное состояние, перспективы. Саратов, 2020. С. 25–30.

Терентьева Э.П. Основы химии целлюлозы и древесины: учебно-методическое пособие / Э.П. Терентьева, Н.К. Удовенко, Е.А. Павлова, Р. Г. Алиев. СПб.: ГОУВПО СПбГТУ РП, 2010. 23 c.

Ali Ghadetaj, Hadi Almasi, Laleh Mehryar. Development and characterization of whey protein isolate active films containing nanoemulsions of Grammosciadium ptrocarpum Bioss. essential

oil // Food Packaging and Shelf Life, 2018. Vol. 16, P. 31–40.

Alberto Jimenez, María Jose Fabra, Pau Talens Amparo Chiralt. Edible and Biodegradable Starch Films: A Review // Food and Bioprocess Technology. 2012. Vol. 5. P. 2058–2076.

Curvelo A.A.S., de Carvalho A.J.F., Agnelli J.A.M. Thermoplastic starch-cellulosic fibers composites: preliminary results // Carbohydrate Polymers. 2001. Vol. 45. P. 183–188. DOI:

1016/S0144-8617(00)00314-3

Bledzki A.K., Gassan J. Composites reinforced with cellulose based fibres // Progress in Polymer Science (Oxford). 1999. Vol. 24(2). P. 221–274.

Dong Y., Abdullah Z. Biodegradable and Water Resistant Poly(vinyl) Alcohol (PVA)/Starch (ST)/Glycerol (GL) // Halloysite Nanotube (HNT) Nanocomposite Films for Sustainable Food Packaging. Frontiers in materials. 2019. Vol. 6. P. 1–17.

Yu L., Petinakis S., Dean K., Bilyk A., Wu D. Green polymeric blends and composites from renewable resources // Macromol. Symp. 2007. P. 535–539.

Zhou Y., Hoover R., Liu Q. Relationship between amylase degradation and the structure and physicochemical properties of legume starches // Carbohydrate Polymers. 2004. Vol. 57. P. 200–317.