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.