Příprava a charakterizace obalových filmů na bázi beta-keratinu
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá izolací keratinu z odpadního peří a využitím izolovaného keratinu pro přípravu polymerních filmů. Hlavním cílem bylo prostřednictvím hydrolýzy izolovat keratin z drůbežího peří a porovnat výtěžnost různých typů hydrolýz. Nejefektivnější byla hydrolýza s 0,5% hydroxidem sodným s výtěžností 480 g keratinu na 1 kg slepičího peří. Izolovaný keratin byl charakterizován z hlediska struktury, morfologie a termálních vlastností. Porovnání s hmotnostním standardem ukázalo, že aplikované hydrolýzy rozštěpily keratin na makromolekuly menší než 15 kDa. Za pomoci skenovací elektronové mikroskopie bylo stanoveno, že lyofilizované keratinové částice dosahovaly velikosti v řádu desítek µm a měly nepravidelný tvar. Dále byly připraveny kompozitní filmy na bázi izolovaného -keratinu a dalších polymerů. Pomocí termických metod bylo zjištěno, že přídavek keratinu výrazně snížil termální stabilitu kompozitních filmů. Analýzy ukázaly, že nejlepších mechanických vlastností bylo dosaženo u filmů na bázi polyvinyl alkoholu a keratinu. Ku příkladu přídavek 0,25 g keratinu na 1 g polyvinyl alkoholu významně zvýšil hodnotu prodloužení v tahu až o 68,9 %. Dále pak filmy na bázi chitosanu a keratinu měl antibakteriální vlastnosti. Výsledky této diplomové práce dokládají, že z drůbežího peří lze za pomoci alkalické hydrolýzy efektivně izolovat keratin, který může být využit pro přípravu kompozitních filmů s potenciálem pro praktickou aplikaci.
This diploma thesis deals with keratin isolation from poultry feather waste and preparation of keratin-polymers composite films utilizing isolated keratin. The main goal was to isolate keratin from poultry feathers by hydrolysis and compare yield of diverse hydrolysis types. The most efficient was hydrolysis using 0.5% sodium hydroxide with yield 480 g of keratin per 1 kg of chicken feathers. Structure, morphology and thermal properties of isolated keratin was analyzed. Comparison with protein molecular weight standard it was revealed that hydrolysis cleaved keratin to macromolecules smaller than 15 kDa. Scan electron microscopy showed that size of lyophilized keratin particles was in the order tens of µm and had an irregular shape. Further, composite films based on isolated -keratin and other polymers were prepared. Thermal analysis showed, the addition of keratin significantly reduced the thermal stability of composite films. Analyses revealed that Polyvinyl alcohol composite films reached the best mechanical properties. For example, an addition of 0.25 g of keratin per 1 g of polyvinyl alcohol increased the tensile elongation by up to 68.9%. Moreover, the film based on chitosan and keratin had antibacterial properties. The results demonstrate that it is able to efficiently isolate keratin from poultry feather waste by alkaline hydrolysis and isolated keratin can be utilized to prepare potentially applicable keratin-polymers composite films.
This diploma thesis deals with keratin isolation from poultry feather waste and preparation of keratin-polymers composite films utilizing isolated keratin. The main goal was to isolate keratin from poultry feathers by hydrolysis and compare yield of diverse hydrolysis types. The most efficient was hydrolysis using 0.5% sodium hydroxide with yield 480 g of keratin per 1 kg of chicken feathers. Structure, morphology and thermal properties of isolated keratin was analyzed. Comparison with protein molecular weight standard it was revealed that hydrolysis cleaved keratin to macromolecules smaller than 15 kDa. Scan electron microscopy showed that size of lyophilized keratin particles was in the order tens of µm and had an irregular shape. Further, composite films based on isolated -keratin and other polymers were prepared. Thermal analysis showed, the addition of keratin significantly reduced the thermal stability of composite films. Analyses revealed that Polyvinyl alcohol composite films reached the best mechanical properties. For example, an addition of 0.25 g of keratin per 1 g of polyvinyl alcohol increased the tensile elongation by up to 68.9%. Moreover, the film based on chitosan and keratin had antibacterial properties. The results demonstrate that it is able to efficiently isolate keratin from poultry feather waste by alkaline hydrolysis and isolated keratin can be utilized to prepare potentially applicable keratin-polymers composite films.
Description
Citation
MĚŠŤÁNKOVÁ, Z. Příprava a charakterizace obalových filmů na bázi beta-keratinu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie a biotechnologie
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Stanislav Kráčmar, DrSc. (člen)
Date of acceptance
2022-05-27
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.
Jakých výtěžků keratinu jste v práci dosahovali?
K čemu by Vámi připravené kompozity mohly být dále použity? Jsou dané materiály komerčně použitelné?
Stanovovali jste během experimentální části práce, z čeho se skládá tuková část, která byla odstraněna během procesu odtučnění peří?
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D.
Jak bylo provedeno odtučnění peří? Z jakého důvodu jste používali denaturovaný ethanol?
prof. Ing. Stanislav Kráčmar, DrSc.
V práci jste používali slepičí peří nebo drůbeží? Jaký je mezitím rozdíl?
Studentka výborně odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení