Biodegradabilní obalové materiály z odpadního kolagenního hydrolysátu vytvrzené dialdehydem škrobu

Abstract

Hydrogely hydrolysátu kolagenu o střední molekulové hmotnosti 15 až 30 kDa získané z odpadního kolagenu při výrobě klihovkových střev, zesíťovaný přídavkem 15 % polymerního dialdehydu škrobu (DAS) vykazuje značnou tendenci růstu pevnosti gelu při stárnutí, čímž se snižuje thermo-reversibilita gelu. Thermická analýsa (DSC a TGA) potvrdila, že stárnutí hydrogelů nesouvisí s nerovnovážným stavem síťující reakce, ale je spíše přisuzováno zvýšení hustoty mezimolekulárních vodíkových vazeb mezi polypeptidickými řetězci hydrolysátu. Plastifikační účinek dialdehydu škrobu (DAS) na hydrolysát není výrazný, ale rozdíl mezi teplotou skelného přechodu suchého xerogelu (Tg = 189.5 ? 2,5 oC) a počátkem tepelného rozkladu DAS (241,4 ? 12,7 oC) dovoluje zpracování takových xerogelů na biodegradabilní (a jedlé) obalové materiály technikami běžně používanými při plastikářském zpracování. Filmy připravené z reakční směsi litím a sušením při pokojové teplotě po tepelném působení (4 h při 105 oC)se rozpouští při pokojové teplotě ve vodě po 350 h. Tohoto jevu lze využít k řízenému uvolňování aktivních látek v takových obalech obsažených.

Hydrogels of collagen hydrolysate (H) of mean Mw 15-30 kDa obtained from waste collagen from meat casings manufacture, cross-linked with 15% (based on H) polymeric dialdehyde starch (DAS), have a marked tendency to ageing, which shows in hydrogel gradually increasing rigidity and decreasing thermo-reversibility. Methods of thermal analysis (DSC, TGA) proved that ageing of hydrogels is not related with a non-equilibrium state of the cross-linking reaction but is rather given by increasing density of inter-chain hydrogen bonds between polypeptide segments of H. Plasticizing effect of DAS on H is not too pronounced but the difference between glass transition temperature of dry xerogel Tg = 189.5 ? 2.5oC and temperature of starting degradation (DAS component) 241.4 ? 12.7oC offers certain space for processing these xerogels into biodegradable (edible) packaging material by usual plastics technologies. Films obtained from the reaction mixture by casting and drying at room temperature after thermal processing (105oC for 4 hours) dissolve at room temperature only after 350 hours. This effect can be employed for time-controlled releasing of active substances from such biodegradable (edible) packages