PL: Modyfikacja i charakterystyka biomateriałów z chitozanu o różnej masie cząsteczkowej | EN: Modification and characterization of biomaterials from chitosan of different molecular weight

abstractPL: Poniższa praca miała na celu zbadanie wpływu modyfikacji chitozanu za pomocą homogenizacji wysokociśnieniowej na jego właściwości przeciwutleniające, przeciwdrobnoustrojowe oraz na jego charakterystykę reologiczną. Badaniu poddano trzy chitozany: o niskiej, średniej i wysokiej masie cząsteczkowej. Chitozany poddano procesowi mikrofluidyzacji w dwóch pasażach. Właściwości przeciwutleniające doświadczalnych biomateriałów weryfikowano w oparciu o zdolność wymiatania wolnych rodników DPPH (2,2-difenylo-1-pikrylohydrazyl) oraz zdolność redukcji jonów Fe3+ wykorzystano metody FRAP (ang. ferric ion reducing antioxidant parameter). Do sprawdzenia właściwości przeciwdrobnoustrojowych wybranych szczepów bakterii Gram (+): Bacillus subtilis, Listeria monocytogenes i Gram (-): Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli wykorzystano metodę płytkowo-dyfuzyjną. Na podstawie charakterystyki reologicznej wyznaczono krzywe płynięcia i określono lepkość pozorną, współczynnik konsystencji oraz wykładnik przepływu. Wykazano, że chitozan posiada zdolność do wymiatania wolnych rodników i zdolność ta wzrasta wraz z malejącą masą cząsteczkową. Najwyższą zdolność do redukcji jonów Fe3+ odznaczał się chitozan o średniej masie cząsteczkowej. Nie stwierdzono żadnego wpływu mikrofluidyzacji na właściwości przeciwutleniające. Zaobserwowano, że pH roztworów chitozanu rośnie wraz z rosnącą masą cząsteczkową, a maleje wraz z kolejnymi pasażami Zauważono, że aktywność przeciwdrobnoustrojowa chitozanu jest niższa wobec bakterii Gram (-). Zaobserwowano również, że chitozan o niskiej masie ma niższą aktywność przeciwdrobnoustrojową wobec bakterii Gram (+), która wzrasta wraz z ilością pasaży. Mikrofluidyzacja znacząco wpłynęła na właściwości reologiczne chitozanu. Wykazano, że lepkość chitozanów wzrasta wraz z rosnącą masą cząsteczkową, a maleje wraz z ilością pasaży.

abstractEN: The following study aimed to investigate the effect of chitosan modification using high-pressure homogenization on its antioxidant, antimicrobial, and rheological properties. Three chitosans with low, medium, and high molecular weights were microfluidized in two passages. The antioxidant properties of the experimental biomaterials were verified based on the free radical scavenging ability of DPPH (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl) and the ability to reduce Fe3+ ions using the FRAP method. The plate diffusion method was used to check the antimicrobial properties of selected strains of Gram (+) bacteria: Bacillus subtilis, Listeria monocytogenes and Gram (-): Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli. Based on the rheological characteristics, the flow curves and following parameters: the apparent viscosity, consistency index and flow behavior index were determined. The DPPH and FRAP methods were used to test the antioxidant properties in order to check the ability of the tested chitosans to scavenge free radicals and the ability to reduce Fe3+ ions. The plate diffusion method was used to check the antimicrobial capacity. Four different bacteria were cultured on the plates: Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Bacillus subtilis and Listeria monocytogenes. The inoculations were made in the presence of the tested chitosan solutions. Rheological characterization was performed using a Discovery HR 20 rotational viscometer (TA Instruments, Inc.). Chitosan has been shown to have the ability to scavenge free radicals and this ability increases with decreasing molecular weight. The highest ability to reduce Fe3+ ions was found in chitosan of medium molecular weight. No effect of microfluidization on antioxidant properties was found. It was observed that the pH of chitosan solutions increases with increasing molecular weight and decreases with subsequent passages It was noted that the antimicrobial activity of chitosan is lower against Gram (-) bacteria. It was also observed that low-weight chitosan has lower antimicrobial activity against Gram (+) bacteria, which increases with the number of passages. Microfluidization significantly influenced the rheological properties of chitosan. It has been shown that the viscosity of chitosans increases with increasing molecular weight and decreases with the number of passages.

status: finished