I. Khả năng phân hủy sinh học của màng tinh bột dialdehyde gelatin và glycerol
Màng sinh học từ tinh bột, gelatin và glycerol đang được nghiên cứu rộng rãi như một giải pháp thay thế tiềm năng cho bao bì nhựa truyền thống. Khả năng phân hủy sinh học của chúng xuất phát từ nguồn gốc tự nhiên và cấu trúc hóa học dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật.
1.1. Cơ chế phân hủy
Màng tinh bột bị phân hủy sinh học chủ yếu thông qua hoạt động của các enzyme amylase do vi sinh vật trong đất hoặc môi trường phân hủy sản sinh. Enzyme này thủy phân các liên kết glycosidic trong tinh bột, biến đổi chúng thành các loại đường đơn giản hơn. Gelatin, một loại protein, cũng dễ bị phân hủy bởi các enzyme protease, tạo thành các axit amin. Glycerol, một loại rượu đa chức năng, được chuyển hóa bởi vi sinh vật thành các sản phẩm trung gian trong quá trình trao đổi chất của chúng.
1.2. Các yếu tố ảnh hưởng
Tốc độ phân hủy sinh học của màng tinh bột dialdehyde gelatin và glycerol phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:
- Nguồn gốc của tinh bột: Tinh bột từ các nguồn khác nhau có cấu trúc và thành phần khác nhau, ảnh hưởng đến khả năng tiếp cận của enzyme.
- Mức độ dialdehyde: Quá trình oxy hóa tinh bột tạo ra các nhóm aldehyde, có thể liên kết chéo với gelatin, ảnh hưởng đến cấu trúc mạng lưới polymer và khả năng phân hủy.
- Tỷ lệ gelatin và glycerol: Tỷ lệ các thành phần này ảnh hưởng đến tính chất cơ học và khả năng thấm của màng, từ đó ảnh hưởng đến khả năng tiếp cận của enzyme và tốc độ phân hủy.
- Điều kiện môi trường: Độ ẩm, nhiệt độ, pH và sự hiện diện của vi sinh vật trong môi trường phân hủy đều đóng vai trò quan trọng.
II. Cơ tính của màng
Bên cạnh khả năng phân hủy sinh học, cơ tính của màng tinh bột dialdehyde gelatin và glycerol cũng là một yếu tố quan trọng quyết định tính ứng dụng của chúng. Cơ tính của màng, bao gồm độ bền kéo, độ giãn dài và mô đun đàn hồi, ảnh hưởng đến khả năng chịu lực, độ dẻo dai và khả năng bảo vệ sản phẩm của bao bì.
2.1. Ảnh hưởng của dialdehyde
Quá trình oxy hóa tinh bột bằng dialdehyde có tác động đáng kể đến cơ tính của màng. Các nhóm aldehyde được tạo ra có thể tạo liên kết chéo với các phân tử gelatin, hình thành mạng lưới polymer dày đặc hơn. Điều này thường dẫn đến peningkatan độ bền kéo và mô đun đàn hồi của màng, nhưng có thể làm giảm độ giãn dài. Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào nồng độ dialdehyde được sử dụng và điều kiện phản ứng.
2.2. Vai trò của gelatin và glycerol
Gelatin hoạt động như một chất tạo màng và chất kết dính, cải thiện độ bền kéo và độ dẻo dai của màng. Glycerol đóng vai trò là chất hóa dẻo, làm tăng độ giãn dài và tính linh hoạt của màng. Tỷ lệ tối ưu của gelatin và glycerol cần được xác định để đạt được sự cân bằng mong muốn giữa độ bền kéo, độ giãn dài và tính linh hoạt cho ứng dụng bao bì cụ thể.
