Ristisidotut galaktoglukomannaanikalvot

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201507211989
Title: Ristisidotut galaktoglukomannaanikalvot
Alternative title: Crosslinked galactoglucomannan films
Author: Schmidt, Jutta
Other contributor: Helsingin yliopisto, Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta, Elintarvike- ja ympäristötieteiden laitos
University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Environmental Sciences
Helsingfors universitet, Agrikultur- och forstvetenskapliga fakulteten, Institutionen för livsmedels- och miljövetenskaper
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2013
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201507211989
http://hdl.handle.net/10138/38237
Thesis level: master's thesis
Discipline: Livsmedelskemi
Food Chemistry
Elintarvikekemia
Abstract: Biohajoavien, uusiutuvista luonnonvaroista valmistettujen pakkausmateriaalien käytön lisääminen voisi vähentää öljypohjaisen muovin tarvetta ja kaatopaikalle päätyvän jätteen määrää. Tutkielman kirjallisuusosassa perehdyttiin polysakkaridipohjaisiin pakkausmateriaaleihin ja elintarvikepakkauksilta vaadittaviin ominaisuuksiin. Lisäksi selvitettiin polysakkaridien ristisitomista sitruunahapolla ja ammoniumzirkoniumkarbonaatilla (AZC). Kokeellisen osan tavoitteena oli valmistaa koossapysyviä kalvoja kuusen galaktoglukomannaanista (GGM) ja tutkia niiden ominaisuuksia. Tavoitteena oli parantaa ristisitomisella kalvojen mekaanisia ja läpäisevyysominaisuuksia sekä vähentää niiden vesiherkkyyttä. Tavoitteena oli myös tutkia pehmittimen vaikutusta näihin ominaisuuksiin. GGM:n ristisitominen sitruunahapolla ja AZC:lla tehtiin liuoksessa ja pehmittimenä käytettiin sorbitolia. Kalvot valmistettiin valamalla ja kuivattiin huoneenlämmössä. Kalvoista mitattiin vetokokeilla vetolujuus, murtovenymä ja Youngin moduuli. Lisäksi määritettiin hapen- ja vesihöyrynläpäisevyydet sekä vesiliukoisuus. Kosteuden vaikutusta kalvojen ominaisuuksiin tutkittiin vesihöyryn sorptiomittauksella ja dynaamis mekaanisella analyysillä kosteuden funktiona. Sitruunahapolla kalvoista ei tullut lujempia, vaan sitruunahappo toimi enemmänkin pehmittimenä kasvattaen murtovenymää. Ristisitomisreaktion vaatima lämpökäsittely kannattaisikin tehdä valmiille kalvolle liuoksen sijaan. AZC:lla ristisitomalla saatiin lujia kalvoja, joiden vetolujuus oli jopa 52 MPa. Sorbitolin lisääminen kalvoihin odotetusti pienensi vetolujuutta ja Youngin moduulia, mutta kasvatti murtovenymää. Ristisitominen ja sorbitolin käyttäminen AZC-ristisidotuissa kalvossa pienensi vesihöyrynläpäisevyyttä tehden kalvoista paremman vesihöyrynsuojan. Hapenläpäisevyystuloksissa esiintyi suurta hajontaa, mutta ristisitominen AZC:lla näyttäisi parantavan happisuojaa eli pienentävän hapenläpäisevyyttä. Korkeissa RH:issa AZC:lla ristisidottu kalvo absorboi vesihöyryä vähemmän ja varastomoduuli pieneni hitaammin kuin ristititomattomalla vertailukalvolla, joten ristisitomisella pystyttiin vähentämään myös kalvojen vesiherkkyyttä. AZC näyttäisi soveltuvan hemiselluloosan ristisitomiseen, joten sen soveltuvuutta elintarvikepakkaussovellutuksiin tulisi tutkia tarkemmin.Increasing the use of biodegradable packaging materials could reduce the need of petroleumbased plastics. Hemicelluloses are a potential source of renewable raw material for packaging purposes. The literature review focused on polysaccharide-based packaging materials and properties of food packaging materials. In addition, crosslinking polysaccharides with citric acid and ammonium zirconium carbonate (AZC) were discussed. The objective of the experimental study was to prepare self-standing films from spruce galactoglucomannan (GGM), and to study their properties. The aim was to enhance the mechanical and permeability properties, and make the films less sensitive to moisture, via crosslinking. Crosslinking was carried out in solution and sorbitol was used as plasticiser. The films were prepared by a casting method and dried at room temperature. Tensile strength, elongation at break and Young’s modulus were measured by tensile testing. In addition, oxygen permeabi lity, water vapour permeability and water solubility of films were measured. The effect of moisture on films was investigated with sorption isotherm and humidity scanning dynamic mechanical analysis. Citric acid did not function as a crosslinking agent, but acted more as a plasticiser increasing elongation. The heating required for the crosslinking reaction should be performed in dry film instead of solution. Crosslinking with AZC resulted in strong films, with tensile strength up to 52 MPa. Sorbitol addition decreased the tensile strength and Young’s modulus, but increased the elongation, as expected. Crosslinking and sorbitol addition both decreased water vapour permeability, resulting in a better water vapour barrier. The deviations in oxygen permeability measurements were high, but it looks like crosslinking with AZC results in better oxygen barrier. In high relative humidity (RH) the film with AZC absorbed less water vapour and the storage modulus decreased slower than in the non-crosslinked film. Thus, crosslinking with AZC made the properties of GGM films less susceptible to changes in RH. AZC appears to be a promising crosslinking agent for hemicellulose films, therefore the suitability for food packaging applications should be further studied.
Subject: hemicellulose
crosslinking
ammonium zirconium carbonate
film
tensile properties
hemiselluloosa
ristisitominen
ammoniumzirkoniumkarbonaatti
kalvo
mekaaniset ominaisuudet


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Gradu_Schmidt_2012.pdf 1.214Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record