Спосіб отримання біосумісної плівки на основі хітозану та натрію альгінату

Реферат: UA 116066 U UA 116066 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до біотехнології отримання композиційних біорозчинних плівок, що містять в своєму складі натрію альгінат, для подальшого використання у фармацевтиці, медицині, ветеринарії, харчовій або косметичній промисловості, а також для виготовлення обгорткової харчової плівки, капсул. Плівка містить натрій альгінат, хітозан, воду, гліцерин як пластифікатор та структуроутворювач - тривідсотковий розчин крохмалю. Нагрію альгінат - натрієва сіль альгінової кислоти - яку отримують при переробці бурих водоростей. Мономерами альгінової кислоти є 1,4-β-D-мануронова (М) і 1,4-α-L-гулуронова(Г) кислота, що формують гомополімерні або гетерополімерні блоки. Натрію альгінат повільно розчиняється у воді, утворюючи в'язкий колоїдний розчин. Процес розчинення можна прискорити нагріванням або додаванням незначних кількостей гліцерину. Хітозан - це природний поліаміносахарид, мономером якого є N-ацетил-1,4-β-Dглюкопіранозамін, який отримують шляхом N-деацетилювання хітину. Широке використання хітозану пов'язане з його унікальними властивостями - біосумісність, нетоксичність, протизапальні та плівкоутворювальні властивості, а також хітозан здатний до біодеструкції та регенерації. Відомий спосіб отримання високоеластичної плівки з хітозану і пектину, в якому використовують гліцерин або молочну кислоту як пластифікатори, а також додається структуроутворювач - розчин метилцелюлози [1]. Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб отримання плівки з пектину та хітозану при додаванні крохмалю та гліцерину. Плівка виробляється з відновлюваної сільськогосподарської сировини [2]. Недоліком даного способу є значна трудомісткість виготовлення плівки, оскільки необхідно тривалий час для змішування розчинів пектину та хітозану до повного розчинення компонентів. В основу корисної моделі поставлена задача отримання біорозчинної плівки з натрію альгінату та хітозану, близькою за своїми властивостями до пакувальної поліетиленової плівки побутового призначення. Поставлена задача вирішується тим, що плівка містить натрію альгінат, хітозан, воду, 3 % ацетатну кислоту, гліцерин та розчин крохмалю. Формувальні розчини готують розчиненням хітозану в 3 % розчині ацетатної кислоти при перемішуванні на магнітній мішалці впродовж 15 хвилин і 3 % водний розчин натрію альгінату при перемішуванні на магнітній мішалці впродовж 30 хвилин. Для того, щоб плівка була пластичною після перемішування, до однорідного розчину 3 хітозану додають 2 см пластифікатора - гліцерину, а для надання міцності додають 3 структуроутворювач - 5 см 3 % розчину крохмалю. Формування плівок здійснюють в чашках Петрі нашаруванням ацетатного розчину хітозану на водний розчин натрію альгінату, виготовляють "сендвічні" плівки. Плівки висушують в температурному інтервалі від 120 °C до 140 °C впродовж 3-4 годин, отримують однорідну біорозчинну плівку без недоліків структури, близькою за гомогенністю, пластичністю та міцністю до пакувальної поліетиленової плівки побутового призначення, а також спрощують процес виготовлення плівки та покращують її фізико-хімічні характеристики. Технічний результат - розробка способу отримання біосумісної плівки на основі хітозану та натрію альгінату, без недоліків структури, близькою за гомогенністю, пластичністю та міцністю до пакувальної поліетиленової плівки побутового призначення. Корисна модель дозволяє спростити процес виготовлення плівки та покращити її фізикохімічні характеристики. Приклад. Для виготовлення плівок сухим способом використовували хітозан молекулярної маси 200 кДа зі СД=82 % (виробництва "Біонрогрес", Росія). Для розрахунку маси розчину (m), який необхідний для виготовлення плівок заданої товщини використовували формулу: m S h , c (1), 50 2 55 де S - площа підложки, см ; h - товщина плівки, см; 3 3  - густина полімеру, г/см (для хітозану 1,44 г/см ); c - концентрація формувального розчину, г/г; Формувальні розчини готували розчиненням хітозану в 3 % розчині ацетатної кислоти при перемішуванні па магнітній мішалці впродовж 15 хвилин та 3 % водний розчин натрію альгінату при перемішуванні на магнітній мішалці впродовж 30 хвилин. 1 UA 116066 U 5 Для того, щоб плівка була пластичною, після перемішування до однорідного розчину 3 хітозану додавали 2 см пластифікатора - гліцерину, а для надання міцності додавали 3 структуроутворювач - 5 см 3 % розчину крохмалю. Формування плівок здійснювали в чашках Петрі нашаруванням ацетатного розчину хітозану на шар натрію альгінату, тобто були виготовлені "сендвічні" плівки. Плівки висушували в температурному інтервалі від 120 °C до 140 °C впродовж 3-4 годин. Приклади 1-6 були отримання шляхом зміни умов проведення технологічного процесу. Таблиця 1 Умови технологічного процесу та властивості плівок КонценКонцентрація Спосіб трація Прикрозчину формурозчину лад натрію вання хітозану, альгінату, плівок моль/л моль/л З* 1 1 1 Н** З 2 1 0,5 Η З 3 2 2 Η З 4 2 1 Η З 5 3 3 Η З 6 5 1,5 Η Властивості плівок Температура висушування плівок, °C 80 110 140 Час висушування, години 2 3 4 Товщина, мкм Поверхнева твердість, МПа 38 40 37 38 38 39 38 39 41 43 39 40 350 372 330 343 354 347 355 364 420 440 410 400 Примітка. З* - Змішування. Н** - Нашарування. 10 15 Відношення компонентів для формування плівки наступне, % мас. натрію альгінат 35-37 хітозан 35-37 вода 7-8 ацетатна кислота 7-8 гліцерин 5-6 крохмаль 11-4. Джерела інформації: 1. Пат. 5919574 A USA, МКИ C08L 5/06;. Biodegradable laminated films fabricatei from pectin and chitosan. Peter D. Hoagland, Schwenksvrlle, Pa.; Заявл. 29.12.1995; Опубл. 6.08.1999. - 13 c. 2. Пат. 2458077 ФРГ, МПК C08J 5/18. Биоразлагаемая пленка на основе пектина и хитозана. Перфильева О.О. (Россия); Заявл. 14.12.2010; Опубл. 10.08.2012 Бюл. № 22. 2 UA 116066 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Плівка, що містить натрію альгінат, хітозан, воду, 3 % ацетатну кислоту, гліцерин та розчин крохмалю, формувальні розчини готують розчиненням хітозану в 3 % розчині ацетатної кислоти при перемішуванні на магнітній мішалці впродовж 15 хвилин і 3 % водний розчин натрію альгінату при перемішуванні на магнітній мішалці впродовж 30 хвилин, для того, щоб плівка 3 була пластичною після перемішування, до однорідного розчину хітозану додають 2 см 3 пластифікатора - гліцерину, а для надання міцності додають структуроутворювач - 5 см 3 % розчину крохмалю, формування плівок здійснюють в чашках Петрі нашаруванням ацетатного розчину хітозану на водний розчин натрію альгінату, виготовляють "сендвічні" плівки, плівки висушують в температурному інтервалі від 120 °C до 140 °C впродовж 3-4 годин, отримують однорідну біорозчинну плівку без недоліків структури, близькою за гомогенністю, пластичністю та міцністю до пакувальної поліетиленової плівки побутового призначення, а також спрощують процес виготовлення плівки та покращують її фізико-хімічні характеристики. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3