DEVELOPMENT OF CHEMICAL TECHNOLOGIES FOR NEW BIODEGRADABLE HYDROGELS BASED ON CHITOSAN

Аннотация

Основной целью данного исследования было разработать новые биоразлагаемые гидрогели на основе хитозана и альгината с контролируемыми свойствами высвобождения влаги для применения в «умной» упаковке. В рамках исследования были всесторонне изучены физико-химические свойства гидрогелей, включая их механическую прочность, биоразлагаемость и влияние на срок хранения модельных продуктов (морковь и таблетки с аскорбиновой кислотой). Гидрогели синтезированы с использованием хитозана, альгината натрия, глутарового альдегида и хлорида кальция. Экспериментальные методы включали определение степени набухания, анализ механических свойств, оценку биоразлагаемости, а также изучение влияния гидрогелей на содержание влаги в продуктах, устойчивость цвета и микробное загрязнение. Ключевые результаты показали, что гидрогели на основе хитозана и альгината обладают исключительно высокой способностью к набуханию (1500% в дистиллированной воде), что делает их эффективными регуляторами влаги. Механические свойства также оказались высокими: прочность на растяжение составила 1,2 МПа, а удлинение при разрыве – 180%. Биоразлагаемость достигла 70% через 28 дней, что подтверждает их экологическую безопасность. Гидрогели сохраняли уровень влаги в моркови на уровне 68% через 28 дней, ограничивали изменение цвета (ΔE = 14,2) и снижали микробное загрязнение до 10⁵ КОЕ/г. В фармацевтическом применении гидрогели сохраняли 84% содержания аскорбиновой кислоты в таблетках за тот же период. Будущие направления исследований включают оптимизацию состава гидрогелей для улучшения их механической прочности и биоразлагаемости, а также проведение испытаний в реальных условиях хранения. Также необходимо разработать модифицированные варианты гидрогелей с дополнительными функциями, такими как антимикробная защита и контролируемое высвобождение активных соединений. Эти усовершенствования расширят потенциал применения гидрогелей в пищевой промышленности, сельском хозяйстве и фармацевтике.