Gelatin-Siloxane Hybrid Films Enriched with Essential Oils for Active Packaging Applications

• Autorzy: Mariusz Tichoniuk , Patrycja Wojciechowska , Hieronim Maciejewski

Warianty tytułu

Żelatynowo-siloksanowe folie hybrydowe wzbogacone olejkami eterycznymi dla opakowań aktywnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work presents active gelatin-siloxane hybrid films obtained in the chemical reaction of the biopolymer with poly[dimethyl][methyl,3-(2,2,3,3,4,4,5,5 octafluoropentyloxy)propyl] siloxane enriched with oregano and eucalyptus essential oils, as well as with natural monoterpene phenols: thymol and carvacrol. Both chemical compounds come from thyme and oregano oils respectively and were introduced into gelatin-siloxane hybrids to compare the effectiveness of neat biopolymer enriched with essential oils. Active agents were added to the hybrid solution before solvent casting. Obtained films, hybrid materials without the antimicrobial agent, as well as neat gelatin as a reference were tested against Erwinia carotovora and Thielaviopsis basicola, common plant pathogens. Introduction of natural compounds into examined films enhanced significantly the inhibition of microbial growth. Moreover, comparing all tested materials enriched with antimicrobial compounds, gelatin-siloxane hybrid films showed higher antimicrobial activity than unmodified biopolymer containing the same amount of tested essential oils, showing the potential for active packaging. (original abstract)

W pracy przedstawiono wyniki badań aktywności przeciwdrobnoustrojowej folii wytworzonej z żelatynowo-siloksanowego materiału hybrydowego, otrzymanego w reakcji chemicznej wspomnianego biopolimeru z poli[dimetylo][methylo,3-(2,2,3,3, 4,4,5,5 oktafluo-ropentyloksy)propylo]siloksanem. Hybrydę wzbogacono dodatkiem olejków eterycznych z oregano lub eukaliptusa. Zbadano również wpływ dodatku naturalnych fenoli monoterpenowych: tymolu i karwa-krolu na aktywność przeciwdrobnoustrojową folii. Oba związki chemiczne pochodzą odpowiednio z olejku pozyskanego z tymianku oraz oregano i zostały wykorzystane jako dodatek do hybrydy żelatynowo-siloksanowej w celu porównania skuteczności przeciwdrobnoustrojowej względem naturalnych olejków eterycznych. Otrzymane folie, materiały hybrydowe z udziałem i bez udziału substancji przeciwdrobnoustrojowych, a także czysta żelatyna (materiał referencyjny) zostały ocenione pod względem skuteczności hamowania rozwoju pospolitych patogenów roślinnych - Erwinia carotovora i Thielaviopsis basicola. Wprowadzenie naturalnych składników do badanych folii znacząco zwiększyło ich aktywność przeciwdrobnoustrojową. Co więcej, porównując wszystkie aktywne materiały można zauważyć, że folie wytworzone z hybrydy żelatynowo-siloksanowej wykazywały się wyższą skutecznością niż niemodyfikowany biopolimer (czysta żelatyna), zawierający tę samą ilość substancji przeciwdrobnoustrojowych, co wskazuje na potencjał ich aplikacji w opakowaniach aktywnych. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Packaging; Packaging study; Innovations in packaging

PL

Opakowania; Badanie opakowań; Innowacje w opakowalnictwie

• Czasopismo: Towaroznawcze Problemy Jakości
• Rocznik: 2021
• Numer: nr 1
• Strony: 22--29

Twórcy

autor

Mariusz Tichoniuk

• Poznań University of Economics and Business

autor

Patrycja Wojciechowska

• Poznań University of Economics and Business

autor

Hieronim Maciejewski

• Adam Mickiewicz University, Poznań

Bibliografia

• [1] Poyatos-Racionero E., Ros-Lis J.V., Vivancos J.L., Martínez-Máñez R. (2018) Recent advances on intelligent packaging as tools to reduce food waste. Journal of Cleaner Production, 172, 3398-3409.
• [2] Tichoniuk M. (2019) Innovative packaging improving food quality and extending its shelf life. Polish Journal of Commodity Science, 1 (58), 21-35.
• [3] Fuertes G., Soto I., Carrasco R., Vargas M., Sabattin J., Lagos C. (2016) Intelligent packaging systems: sensors and nanosensors to monitor food quality and safety. Journal of Sensors, vol. 2016, article ID 4046061, 1-8.
• [4] Yildirim S., Röcker B., Pettersen M.K., Nilsen-Nygaard J., Ayhan Z., Rutkaite R., Radusin T., Suminska P., Marcos B., Coma V. (2018) Active packaging applications for food. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 17 (1), 165-199.
• [5] Sofi S.A., Sing, J., Rafiq S., Ashraf U., Dar N., Gulzar A. (2017) A comprehensive review on antimicrobial packaging and its use in food packaging. Current Nutrition & Food Science, 13, 1-8.
• [6] Kuorwel K.K., Cran M.J., Sonneveld K., Miltz J., Bigger S.W. (2011) Antimicrobial activity of biodegradable polysaccharide and protein-based films containing active agents. Journal of Food Science, 76 (3), R90-R102.
• [7] Wojciechowska P., Tichoniuk M., Gwiazdowska D., Maciejewski H., Nowicki M. (2018) Antimicrobial activity of organic-inorganic hybrid films based on gelatin and organomodified silicones. Advances in Polymer Technology, 37 (8), 2958-2970.
• [8] Wojciechowska P., Pietras P., Maciejewski H. (2014) Synthesis, characterization, and thermal properties of organic-inorganic hybrids based on gelatin and organomodified silicones. Advances in Polymer Technology, S1, 21459 (E1-E8).
• [9] Magi G., Marini E., Facinelli B. (2015) Antimicrobial activity of essential oils and carva-crol, and synergy of carvacrol and erythromycin, against clinical, erythromycin-resistant Group A Streptococci. Frontiers in Microbiology, 6, Article 165, 1-7.
• [10] Memar M.Y., Raei P., Alizadeh N., Aghdam M.A., Kafil H.S. (2017) Carvacrol and thymol: strong antimicrobial agents against resistant isolates. Reviews in Medical Microbiology, 28, 63-68.
• [11] Valencia-Sullca C., Jiménez M., Jiménez A., Atarés L., Vargas M., Chiralt A. (2016) Influence of liposome encapsulated essential oils on properties of chitosan films. Polymer International, Special Issue: BIOPOL, 65 (8), 979-987.
• [12] Fiedorow R., Dutkiewicz M., Marciniec B., Guliński J., Maciejewski H. (2008) Method for obtaining modified (poly)siloxanes. Polish Patent 198290.
• [13] Maciejewski H., Marciniec B., Dąbek I., Karasiewicz J. (2009) Process for the preparation of fluorosilicones and their derivatives. Polish Patent 219094.
• [14] Maciejewski H., Marciniec B., Karasiewicz J. (2009) Process for the preparation of fluorosilicones. Polish Patent 216459.
• [15] Gonzalez-Paz R.J., Lligadas G., Ronda J.C., Galia M., Ferreira A.M., Boccafoschi F., Ciardelli F., Cadiz V.C.J. (2013) Study on the interaction between gelatin and polyurethanes derived from fatty acids. Journal of Biomedical Materials Research, 101A, 1036.
• [16] Launer Ph.J., Arkles B. (2013) Infrared analysis of organosilicon compounds: spectra-structure correlations. https://www.gelest.com/wp-content/uploads/ 5000A_ Section1_ InfraredAnalysis.pdf. (accessed: 29.11.2020).