ФОМИНА Дарья
Кировская область, г. Киров
КОГОАУ «Лицей естественных наук», 6 класс
СОЗДАНИЕ БИОРАЗЛАГАЕМОЙ УПАКОВОЧНОЙ ПЛЕНКИ НА ОСНОВЕ КОЛЛАГЕНА (ЖЕЛАТИНА), ОБЛАДАЮЩЕЙ АНТИМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТЬЮ
41
Научный руководитель: Макаренко Зинаида Петровна, Кировская область, г. Киров, КОГОАУ «Лицей естественных наук», педагог
Ех
ФОМИНА Дарья
41
Ех
СОЗДАНИЕ БИОРАЗЛАГАЕМОЙ УПАКОВОЧНОЙ ПЛЕНКИ НА ОСНОВЕ КОЛЛАГЕНА (ЖЕЛАТИНА), ОБЛАДАЮЩЕЙ АНТИМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТЬЮ
Пленки широко применяются во всем мире для упаковки пищевых и не пищевых продуктов, в строительстве и сельском хозяйстве.

Повседневная деятельность человека непрерывно связана с их использованием.

Сегодня пленки изготавливают из полимерных материалов. Чаще всего для их производства используют полимерные материалы, получаемые из ископаемого сырья.

Однако невозможность биодеградации (разложения) большинства синтетических полимеров в окружающей среде и как следствие накопление отходов из полимерных материалов стимулирует интерес к использованию биоразлагаемых полимеров (примеры) взамен традиционных.

В последнее время активно обсуждается вопрос использования коллагена (желатина) для создания биоразлагаемых пленочных упаковочных материалов. Желатин (продукт химического расщепления коллагена) обладает высокой пленкообразующей способностью, хорошими механическими и барьерными свойствами, является полностью биоразлагаемым. Однако пленочные материалы на основе коллагена (желатина), как и на основе других полимеров на биооснове, характеризуются малой стойкостью к развитию патогенной микрофлоры.

Целью данной работы было создание биоразлагаемого упаковочного материала на основе коллагена (желатина) с высокой стойкостью к образованию и росту плесени.

Работа включала в себя несколько этапов.

На первом этапе необходимо было подобрать оптимальную концентрацию раствора коллагена (желатина) для получения пленочных материалов удобных в обращении и подобрать соединения, подавляющие образование и рост плесневых грибов.

На втором этапе с использованием этих соединений я получала и характеризовала пленки по внешнему виду, растворимости и их стойкости к образованию и росту плесневых грибов.

В заключении я предполагала оценить деградацию полученных пленочных материалов в почве.

Объектом исследования являются композиции на основе коллагена (желатина) и антисептических веществ.

Предмет работы – исследования по возможности создания биоразлагаемого упаковочного материала на основе коллагена (желатина), обладающего антисептическими свойствами.

При проведении исследования были использованы методы: описание внешних особенностей и растворимости полученных пленочных материалов, оценка стойкости к образованию и росту плесневых грибов, оценка способности к деградации в почве по изменению массы.

Гипотеза – на основе коллагена (желатина) могут быть получены удобные в обращении биоразлагаемые упаковочные материалы, обладающие антисептическими свойствами.

В качестве антисептических средств были выбраны хлогексидин (0,05 % раствор), салициловая кислота , фурацилин, ромашка аптечная, цветы ноготков (календула)

Хлоргексидин, салициловую кислоту добавляли в количестве 1%. Раствор фурацилина, отвары ромашки и ноготков использовали без разведения.

Эффективность данных соединений подтверждали в испытаниях на фитотоксичность с использованием семян кресс-салата. На основании полученных результатов можно отметить, что исследованные образцы антисептических веществ оказывают негативное влияние рост и развитие растений, поэтому потенциально могут подавлять образование и рост плесневых грибов

Приготовление растворов желатина для получения пленок осуществляли следующим образом. Желатин растворяли в дистиллированной воде или заранее приготовленном растворе ромашки или ноготков. Раствор нагревали на водяной бане до полного растворения в течение 30 мин. После этого в приготовленную смесь добавляли глицерин (чтобы пленка была более мягкой и эластичной) и антисептические вещества и смесь перемешивали. Для удаления растворенных пузырьков раствор отстаивался в течение 30 мин.

Заданный объем приготовленных растворов отливали в чашки Петри и на полиэтиленовую пленку и сушили при комнатной температуре в течение 72 часов.

Характеристику полученных пленок проводили по следующим показателям:
  • цвет (прозрачность, описание цвета);
  • запах (наличие/отсутствие);
  • гибкость (степень гибкости в сравнении с контролем);
  • растворимость в воде (время, затраченное на полное растворение образца в виде квадрата со стороной 10 мм в 100 мл воды).

Для контрольного образца и образцов, содержащих салициловую кислоту и хлоргексидин, время полного растворения сопоставимы, пленочные материалы не отличаются между собой по гибкости. Для полного растворения образцов, приготовленных из раствора фурацилина, отваров ромашки и ноготков, потребовалось в 7 раз больше времени. Предположительно между коллагеном (желатином) и указанными антисептическими веществами произошло взаимодействие и образовались «сшивки». Данное предположение также подтверждается изменение гибкости пленочных материалов, полученных с использованием указанных антисептических веществ.

Стойкость к образованию плесневых грибов оценивали следующим образом. В чашки Петри, в которых находились пленочные материалы, размещали квадрат из хлеба со стороной 5 мм и ежедневно его увлажняли. Визуально наблюдали наличие/отсутствие плесневых грибов на поверхности хлеба и пленочных материалов.

Стоит выделить следующие особенности, которые были отмечены в ходе проведения эксперимента:
  • за все время проведения эксперимента (более 30 суток) не наблюдалось роста плесневых грибов ни на одном образце;
  • после размещения квадрата из хлеба со стороной 5 мм, на котором предварительно были выращены образцы плесневые грибы, на образцах пленочных материалов не наблюдалось их распространение за пределы первоначального ареала;
  • после размещения квадрата из хлеба со стороной 5 мм, на котором предварительно были выращены образцы плесневые грибы, на образцах пленочных материалов по прошествии 48 часов рост и развитие плесневых грибов прекратился.

Отмеченные особенности позволяют сделать заключение о том, что полученные пленочные материалы являются стойкими к образованию и росту плесневых грибов.

Для оценки способности к биодеградации полученных пленочных материалов образцы в виде квадрата со стороной 10 мм размещали в почве объемом 100 см3 и осуществляли ежедневный полив.

По прошествии 7 суток следов пленок обнаружено не было. Данный факт позволяет дать заключение о том, что разложение полученных пленочных материалов в почве происходит достаточно интенсивно.
Расписание работы выставки
27 марта, пн
Диалог с экспертами и посетителями
Объявление результатов выставки
12:30 - 14:00
14:00 - 18:00
28 марта, вт
29 марта, ср
14:00 - 17:00
31 марта, пт
15:00 - 17:00
Посетите выставку
и пообщайтесь с автором проекта
Выставка открыта для посетителей 28 марта, вторник, с 14:00 до 18:00, 29 марта, среда, с 14:00 до 17:00 в учебно-лабораторном корпусе МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Для определения точного времени посещения и организации прохода на выставку зарегистрируйтесь.