ЭлБиб

21 / 92

19
ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 6/2012
12345
12345
12345
12345
12345
INNOVATIVE SOLUTIONS FOR THE PACKAGING INDUSTRY
определяли по международному
стандарту ISO 1183. Испытание проч
ности на разрыв и относительное уд
линение биополимерных пленок
проводили на приборе Stable micro
Systems TA XT2 со скоростью
50±5 мм/мин (ASTM D638).
В таблице представлен состав био
полимерных пленок, физико меха
нические свойства которых отража
ют характер их взаимосвязи с соста
вом и видом биополимеров.
Введение в биополимерную плен
ку компонентов различного проис
хождения влияет на их толщину (см.
таблицу). В частности, биопленки, в
состав которых входит декстрин,
имеют наибольшую толщину, био
пленки из экструдированного пше
ничного крахмала (тип А) с альгина
том натрия – наименьший показа
тель толщины. Вследствие увеличе
ния удельной плотности полученно
го биополимера.
На рис. 1, 2 представлены резуль
таты измерения прочности при раз
рыве крахмально альгинатных, дек
стрино альгинатных и крахмально
белковых пленок. Наиболее прочные
биополимерные пленки, в состав ко
торых входит амилопектин. При
этом композиция амилопектина
(40 %) с альгинатом натрия (60 %)
позволяет получить более прочные
пленки, по сравнению с пленками, в
состав которых входит амилопектин
(40 %) и соевый белок (60 %).
Получение декстрина из крахмала
и экструдирование пшеничного
крахмала приводят к снижению сте
пени полимеризации его компонен
тов – амилозы и амилопектина [6]. В
связи с этим механическая проч
ность биопленок, в состав которых
входят декстрин и экструдирован
ный крахмал, ниже, чем прочность
пленок с амилопектином. При сме
шении декстрина с соевым белком
однородная суспензия в рассматри
ваемых условиях не образовыва
лась, соответственно, качественные
биополимерные пленки из водной
среды с этими компонентами не
формовались.
Различные условия обработки
пшеничного крахмала (тип А, тип В)
влияют на прочность биопленок. В
частности, биопленки из экструдиро
ванного пшеничного крахмала типа
А (50 %) – альгинат натрия (50 %)
на 1,3 МПа прочнее биопленок из
пшеничного крахмала типа В
(50 %) – альгинат натрия (50 %).
При введении соевого белка в со
став биопленок из крахмала типа А и
типа В наблюдается противополож
ная зависимость. Прочность биопле
нок из экструдированного пшенич
ного крахмала типа В выше прочнос
ти биопленок из крахмала типа А на
2 МПа.
Следовательно, биополимерные
пленки из амилопектина и альгината
натрия имеют более высокие физи
ко механические свойства. Проч
ность этих биопленок при разрыве
достигает 23 МПа, что сопоставимо с
прочностью полиэтилена низкого
давления (ГОСТ 16338–85).
На рис. 3, 4 показана взаимосвязь
прочности при разрыве и удельной
плотности амилопектиновых био
пленок от содержания компонентов.
Варианты биопленок получали на
основе амилопектина с добавлением
альгината натрия и соевого белка.
Как видно из представленных дан
ных, альгинат натрия и соевый белок
способствуют увеличению прочности
биопленок при разрыве. Увеличение
содержания в биопленках альгината
натрия и соевого белка с 20 до 60 %
повышает прочность при растяжении
и удельную плотность в два раза.
При введении альгината натрия в
состав биополимерных пленок на
основе амилопектина относительное
удлинение при разрыве снижается
(рис. 5). В то же время при введении
в состав биопленок соевого белка
относительное удлинение при раз
рыве увеличивается. Следовательно,
соевый белок способствует увеличе
нию пластичности материала.
Таким образом, биопленки с ами
лопектином имеют более высокую
прочность при разрыве по сравнению
с пленками из экструдированного
пшеничного крахмала и декстрина.
По сравнению с соевым белком вве
дение в состав биопленок альгината
натрия приводит к увеличению их
прочности при разрыве. Применение
в составе биопленок соевого белка
способствует увеличению относи
тельного удлинения при разрыве,
при этом альгинат натрия снижает
значение данного показателя.
ЛИТЕРАТУРА
1. Фомин, В.А. Биоразлагаемые
полимеры/В.А. Фомин, В.В. Гузеев//
Химия и жизнь. – 2005. – № 7. –
С. 9–11.
2. Специальный выпуск «Все о
пленках». – М.: 2004. –
Декабрь. – 56 с.
3. Пономарев, А.Н. Нужны ли Рос
сии биоразлагаемые полимерные
материалы?/А. Н. Пономарев, С.Х.
Баразов, И.Н. Гоготов//Полимерные
материалы. – 2009. – № 10. – С. 11.
4. Физико химические свойства
полимерных композиций с исполь
зованием крахмала/С.В. Краус [и
др.]//Хранение и переработка сель
хозсырья. – 2011. – № 1. – С. 8–11.
5. Оценка деградации крахмалсо
держащих полиэтиленовых компо
зиций в процессе ферментативного
гидролиза/Д.В. Руссков [и др.]//Ве
стник Казанского технологического
университета. – 2010. – № 8. – С.
70–76.
6. Соломина, Л.С. Получение пи
щевого декстрина экструзионным
методом/Л.С. Соломина, В.И. Тара
новская, Д.А. Соломин//Хранение и
переработка сельхозсырья. – 2011. –
№ 3. – С. 28–31.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
10 20 30 40 50 60 70
Содержание компонента, %
Относительное удлинение
при разрыве, %
Рис. 5. Зависимость относительного удлинения при
разрыве амилопектиновых биопленок от содержания
компонентов: 1 – биопленки с альгинатом натрия; 2 –
биопленки с соевым белком
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
10 20 30 40 50 60 70
Содержание компонента, %
Удельная плотность, кг/м
3
Рис. 4. Зависимость удельной плотности
амилопектиновых биопленок от содержания
компонентов: 1 – биопленки с альгинатом натрия;
2 – биопленки с соевым белком
Рис. 3. Зависимость прочности при разрыве
амилопектиновых биопленок от содержания
компонентов: 1 – биопленки с альгинатом натрия;
2 – биопленки с соевым белком
25
20
15
10
5
0
10 20 30 40 50 60 70
Содержание компонента, %
Прочность при разрыве, МПа
Электронная Нау ная СельскоХозяйственная Библ отека