Properties of Biological Waterproof Films Combination Chitosan and Lignin Extracted from Sugarcane Bagasse

Received: 25-11-2019

Accepted: 23-04-2021

DOI:

Views

16

Downloads

5

Issue: Vol. 19 No. 7 (2021)

Section:

TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

How to Cite:

Thanh, C., Tuyet, N., Kien, N., Thuong, N., Thuy, N., & Huong, L. (2024). Properties of Biological Waterproof Films Combination Chitosan and Lignin Extracted from Sugarcane Bagasse. Vietnam Journal of Agricultural Sciences, 19(7), 932–941. http://testtapchi.vnua.edu.vn/index.php/vjasvn/article/view/860

Properties of Biological Waterproof Films Combination Chitosan and Lignin Extracted from Sugarcane Bagasse

Chu Thi Thanh (*) 1 , Nguyen Thi Tuyet 2 , Nguyen Ngoc Kien 1 , Ngo Thi Thuong 1 , Nguyen Thi Bich Thuy 3 , Le Thi Thu Huong 1

  • 1 Khoa Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
  • 2 Sinh viên K60, Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
  • 3 Trường THPT Quang Hà, Vĩnh Phúc

    • Keywords

    Biological films. chitosan, lignin, sugarcane bagasse, waterproof membranes

    Abstract


    Currently, the global demand for development of biodegradable films to replace synthetic plastic materials has been rapidly increased. In this study, we aimed to extract lignin from sugarcane bagasse by-products of the sugarcane industry in order to fabricate biological membranes from chitosan and lignin to reduce environmental pollution. The results revealed that lignin was successfully extracted from sugarcane bagasse by alkaline hydrolysis method in 2h with weight ratio NaOH/ sugarcane bagasse of 1:10 w/w and precipitation at pH = 2 by acidic solution. Properties of films were measured: moisture, film thickness, tensile strength and waterproof. The biological waterproof films were synthesized from chitosan and lignin with a volume ratio (1C:1L v/v), the film thickness of 27,19-30,13µm and the tensile strength of 259.000-312.000 N/m2and antimicrobial activity with Escherichia coliandStaphylococcus aureus.

    References

    Ajao O., Jeaidi J., Benali M., Restrepo M.A., Mehdi El M. & Boumghar Y. (2018). Quantification and variability analysis of lignin optical properties for colour-dependent industrial applications. Molecules. 23(2): 377.

    Atmaka W., Yudhistira B. & Putro M.I.S. (2018). Characteristic study of chitosan addition in Tilapia (Oreochromis niloticus) bone base gelatin film. Conference series Earth and Environmental Science. 142. DOI:10.1088/1755-1315/142/1/012028.

    Bof M.J., Jimenez A., Locaso D.E., Garcia M.A.& Chiralt A. (2016). Grapefruit seed extract and lemon essential oil as active agents in corn starch-chitosan blend films. Food and Bioprocess Techonogy. 9(12): 2033-2045.

    Bộ Khoa học và Công nghệ (2012). TCVN 9067-4-2012 -Quy định phương pháp xác định độ thấm nước dưới áp lực thủy tĩnh của tấm trải chống thấm trên cơ sở bitum biến tính được gia cường bằng sợi hữu cơ và/hoặc sợi vô cơ.

    Bộ Khoa học và Công nghệ (2013). TCVN 10101:2013 - Quy định phương pháp xác định độ dày của mẫu thử màng hoặc tấm chất dẻo bằng phương pháp quét cơ học.

    Bùi Văn Miên & Nguyễn Anh Trinh (2004). Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến độ dày và áp suất phá vỡ của màng chitosan. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp. 3: 1-6.

    Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điển, Đặng Lan Hương, Trịnh Đức Hưng & Hoàng Thanh Hương (1997). Sử dụng chitosan làm chất bảo quản thực phẩm tươi sống. Tạp chí Hóa học. 4: 75-78.

    Giuliani A., Zuccarini M., Cichelli A., Khan H.& Reale M.(2020). Critical review on the presence of Phthalates in food and evidence of their biological impact. International Journal of Enviromental research and public health. 17(16): 5655.

    Haghdan S., Rennecker S. & Smith G.D. (2016). Ligin in polymer Composites. Journal and Books. pp. 1-11.

    Lê Hồ Khánh Hỷ, Nguyễn Thu Hồng, Đào Việt Hà, Phạm Xuân Kỳ, Phạm Bảo Vi & Đoàn Thị Thiết (2016). Chế tạo màng chitosan/glycerol và chitosan/glycerol bổ sung nanochitosan trong bảo quản thực phẩm cá thu. Tuyển Tập Nghiên Cứu Biển. 22: 48-58.

    Lê Thị Minh Thùy (2008). Nghiên cứu phối trộn chitosan-gelatin làm màng bọc thực phẩm bao gói bảo quản phi lê cá ngừ đại dương. Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ. 1:147- 153.

    Motaung E.T.&Mochane J.M. (2017). Systematic review on recent studies on sugar cane bagasse and bagasse cellulose polymer composites. Journal of thermoplastic composite materials. 1-17. DOI: 10.1177/0892705717738292.

    Muxika A., Zugasti I., Guerrero P & Caba K.D.L. (2017). Application of chitosan in Food packaging. Reference Module in Food Science. 1-12. DOI: 10.1016/B978-0-08-100596-5.22400-1.

    Novaes E., Kirst M.& Chiang V. (2010), Lignin and Biomass: A negative correlation for woof formation and lignin conntent in trees. Plant Physsiol. 154(2): 555- 561.

    Priyadarshi R., Sauraj., Kumar B.& Negi (2018). Chitosan film incorporated with citric acid and glycerol as an active packaging material for extension of green chilli shelf life. Carbohydrate Polymers. 1(195): 329: 338.

    Rai S., Dutta P. K & Mehrotra G.K. (2017). Lignin Incorporated Antimicrobial Chitosan Film for Food Packaging Application. Journal Polymer Material. 34(1): 171-183.

    Satam C.C., Irvin W.C., Lang W.A., Jallorina R.C.J., Shofner L.M., Reynolds R.J. & Meredith C.J. (2018). Spray-Coated multilayer cellulose nanocrystal-Chitin nanofiber films for barrier applications. ACS Sustainable chemistry and engineering. 6 : 10637-10644.

    Trần Thị Luyến & Lê Thanh Long (2007). Nghiên cứu bảo quản trứng gà tươi bằng màng bọc chitosan kết hợp phụ gia. Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, Đại học Nha Trang. 01: 3-11

    Vũ Đình Ngọ, Trần Thị Hằng & Vũ Đức Cường (2017). Sự ảnh hưởng của các yếu tố tới quá trình tách cellulose và lignin từ rơm rạ bằng phương pháp kiềm. Tạp chí Phân tích Hóa, Lý và Sinh học. 22(1): 38-44.

    Wunna K., Nakasaki K.& Joseph L. (2017). Effect of alkali pretreament on removal of lignin from sugarcane bagasse. Chemical Engineering Transactions. 56: 1831-1836

    Xiao B., Sun X.F. & Sun R.C. (2001). Chemical, structural, and thermal characterization of alkali- soluble lignins and hemicelluloses and cellulose from maize, stems, rye straw, and rice straw. Polymer Degradation and Stability. 74(2): 307-319.