[article]
Titre : |
Reaction of protein and carbohydrates with EDC for making unique biomaterials |
Type de document : |
texte imprimé |
Auteurs : |
Maryann M. Taylor, Auteur ; Lorelei P. Bumanlag, Auteur ; Eleanor M. Brown, Auteur ; Cheng-Kung Liu, Auteur |
Année de publication : |
2016 |
Article en page(s) : |
p. 155-164 |
Note générale : |
Bibliogr. |
Langues : |
Américain (ame) |
Catégories : |
Biomatériaux Carbodiimides Charges (matériaux) ChitosaneLe chitosane ou chitosan est un polyoside composé de la distribution aléatoire de D-glucosamine liée en ß-(1-4) (unité désacétylée) et de N-acétyl-D-glucosamine (unité acétylée). Il est produit par désacétylation chimique (en milieu alcalin) ou enzymatique de la chitine, le composant de l'exosquelette des arthropodes (crustacés) ou de l'endosquelette des céphalopodes (calmars...) ou encore de la paroi des champignons. Cette matière première est déminéralisée par traitement à l'acide chlorhydrique, puis déprotéinée en présence de soude ou de potasse et enfin décolorée grâce à un agent oxydant. Le degré d'acétylation (DA) est le pourcentage d'unités acétylées par rapport au nombre d'unités totales, il peut être déterminé par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IR-TF) ou par un titrage par une base forte. La frontière entre chitosane et chitine correspond à un DA de 50 % : en deçà le composé est nommé chitosane, au-delà , chitine. Le chitosane est soluble en milieu acide contrairement à la chitine qui est insoluble. Il est important de faire la distinction entre le degré d'acétylation (DA) et le degré de déacétylation (DD). L'un étant l'inverse de l'autre c'est-à -dire que du chitosane ayant un DD de 85 %, possède 15 % de groupements acétyles et 85 % de groupements amines sur ses chaînes.
Le chitosane est biodégradable et biocompatible (notamment hémocompatible). Il est également bactériostatique et fongistatique.
Le chitosane est également utilisé pour le traitement des eaux usées par filtration ainsi que dans divers domaines comme la cosmétique, la diététique et la médecine. GélatineLa gélatine est une substance solide translucide, transparente ou légèrement jaune, presque sans goût et sans odeur, obtenue par l'ébullition prolongée de tissus conjonctifs (peaux) ou d'os d'animaux (principalement porc, bœuf, poisson). Elle possède de nombreuses applications dans le domaine culinaire, la médecine, les industries agroalimentaire et pharmaceutique.
En matière d’étiquetage, la gélatine est considérée par la norme européenne3 comme un ingrédient et non pas comme un additif, c'est pourquoi elle n'a pas de numéro E. Hors Union européenne, elle est considérée par certains pays comme un additif gélifiant et on peut la trouver avec la dénomination E441.
La gélatine est un mélange de protéines obtenu par hydrolyse partielle du collagène extrait de la peau comme la peau de porc (cochon), des os, des cartilages, etc. Les liaisons moléculaires entre les fibres de collagène sont alors brisées. Mélangée à de l'eau, la gélatine forme un gel colloïdal semi-solide thermo-réversible (il fond lorsqu'il est chauffé et recouvre son aspect gélatineux lorsqu'il est refroidi). Sous forme déshydratée, par contre, la gélatine n'a pas de point de fusion et devient friable ou brûle quand elle est chauffée à trop haute températureLa rhéologie de la gélatine se caractérise par un comportement viscoélastique, et des contraintes trop élevées ou appliquées trop rapidement peuvent entraîner une rupture fragile (fracturation) ou ductile6. Le caractère plutôt élastique/fragile ou plutôt visqueux/ductile dépend de la concentration en gélatine de la solution aqueuse et de la température, ainsi que de la durée de la mise sous contrainteLes acides aminés constituant la gélatine sont : la glycine (21 %), la proline (12 %), l'hydroxyproline (12 %), l'acide glutamique (10 %), l'alanine (9 %), l'arginine (8 %), l'acide aspartique (6 %), la lysine (4 %), la sérine (4 %), la leucine (3 %), la valine, la phénylalanine et la thréonine (2 %), l'isoleucine et l'hydroxylysine (1 %), la méthionine et l'histidine (< 1 %) et la tyrosine (< 0,5 %). Ces valeurs sont variables (surtout pour les constituants minoritaires) et dépendent de la source de matériaux bruts et de la technique de préparation. La gélatine est constituée à environ 98-99 % (en poids sec) de protéines et contient 18 acides aminés dont huit des neuf acides aminés essentiels à l'Homme. Elle n'a qu'une relative valeur nutritionnelle du fait de l'absence de tryptophane et de son déficit en isoleucine, thréonine et méthionine; elle possède également un taux inhabituellement élevé d'acides aminés non essentiels, la glycine et la proline (qui sont produits par le corps humain). (Wikipedia) Génipine Hydrates de carbone Polyphénols Transglutaminase
|
Index. décimale : |
675 Technologie du cuir et de la fourrure |
Résumé : |
Prior research from this laboratory has demonstrated the feasibility of using chemical and enzymatic treatments on protein and carbohydrate waste products for the purpose of making fillers to enhance the properties of leather. These treatments (microbial transglutaminase, genipin, and polyphenols in the form of vegetable tannins), were effective in reacting with gelatins, whey protein concentrate (WPC), and/or chitosan, alone or in combinations, to give products with interesting functional properties. All crosslinkers were either natural products and/or sustainable materials. In our continuing studies of chemoenzymatic methods to crosslink collagen and collagen by-products, we investigated the extensively reported 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC), which has been used to crosslink proteins for purpose of making biomaterials. This present study examined the reactivity of various concentrations of EDC with gelatin, chitosan and combinations of both, in the presence and absence of N-hydroxysuccinimide (NHS) at optimal times, and temperatures, and the effect these parameters had on physical properties, molecular weight distribution and free amine content. It was found that both gelatin and chitosan had reactivity with EDC and the physical properties reflected the concentration of both the carbodiimide and gelatin. It was found however that when the gelatin and chitosan were reacted together in the presence of the carbodiimide, the physical properties improved significantly over the protein and carbohydrate when reacted separately, resulting in unique products. This study provides a better understanding of the reactivity of carbodiimide and optimal conditions for developing appropriate products. |
Note de contenu : |
- Reaction of 10% gelatin with EDC (w/wo NHS)
- Reaction of 0.35% chitosan with EDC
- Reaction of 10% gelatin and 0.35% chitosan with EDC
- Reaction of 5% gelatin and 0.35% chitosan with EDC |
En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/17kPLLLCa1oY8NbIOL-gaKMLJbc-X645y/view?usp=drive [...] |
Format de la ressource électronique : |
Pdf |
Permalink : |
https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=25995 |
in JOURNAL OF THE AMERICAN LEATHER CHEMISTS ASSOCIATION (JALCA) > Vol. CXI, N° 4 (04/2016) . - p. 155-164
[article]
|