Galactoglucomannans (GGMs) Extracted from Spruce Sawdust for Medical Applications

• Autorzy: Kopania E. , Wiśniewska-Wrona M. , Wietecha J.

Warianty tytułu

PL

Galaktoglukomannany (GGM) wyodrębnione z trocin drewna świerkowego do zastosowań medycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents a method of extracting galactoglucomannas (GGMs) from softwood (spruce). GGMs were extracted using thermal and enzymatic treatment in an aqueous environment. The GGMs extracted, depending on the extraction method, were characterized by different compositions of simple carbohydrates i. e. glucose, galactose and mannose, as well as by the average molecular weight. Evaluation of the composition of GGMs obtained was performed using GC/MS and SEC. The biopolymer composites obtained by combining GGMs with microcrystalline chitosan (MCCh), showed suitability for constructing dressing materials in the form of sponges. The studies were performed in order to evaluate antibacterial properities of composite realtive to Escherichia coli standard Gram (-) and their susceptibility to enzymatic and hydrolytic degradation. The research confirmed the usefulness of MCCh/GGMs composities for constructing dressing materials.

PL

W artykule przedstawiono metodę wyodrębniania galaktoglukomannanów (GGM) ze świerkowych trocin drzewnych, z zastosowaniem obróbki termicznej i enzymatycznej prowadzonej w środowisku wodnym. Wyodrębnione GGM (w zależności od metody wyodrębniania) charakteryzowały się zróżnicowanym składem pod względem zawartości poszczególnych cukrów prostych tj. glukozy, galaktozy i mannozy oraz wartością średniej masy cząsteczkowej. Ocenę składu i zmian strukturalnych otrzymanych GGM prowadzono z wykorzystaniem chromatografii GC/MS, SEC. Wytworzone biopolimerowe kompozyty, uzyskane w wyniku połączenia GGM z mikrokrystalicznym chitozanem (MKCh), wykazały przydatność do konstrukcji materiałów opatrunkowych w postaci gąbki. Oceniono działanie przeciwbakteryjne wytworzonych biokompozytów wobec wzorcowej bakterii Escherichia coli Gram (-) oraz ich podatność na degradację hydrolityczną i enzymatyczną. Przeprowadzone badania potwierdziły przydatność GGM do wytwarzania kompozytów z MKCh, stanowiących podstawowy składnik konstrukcyjny materiałów opatrunkowych.

Słowa kluczowe

EN

softwood; galactoglucomannans microcrystalline chitosan; thermal treatment; enzymatic treatment; biopolymer composities

PL

trociny drewna świerkowego; galaktoglukomannany; mikrokrystaliczny chitozan; obróbka cieplna; obróbka enzymatyczna; kompozyty BioPolymer

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 22, no. 2 (104)
• Strony: 29--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kopania E.

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

autor

Wiśniewska-Wrona M.

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

autor

Wietecha J.

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

Bibliografia

• 1. Surewicz W. Podstawy technologii mas włóknistych, Ed. WNT, Warszawa (1971).
• 2. Wandelt P. Technologia celulozy i papieru. Technologia mas włóknistych, część 1, Ed WSiP, Warszawa (1983).
• 3. Willför S, Sundberg K, Tenkanen M, Holmbom B. Spruce-derived mannans – A potential raw material for hydrocolloids and novel advanced natural materials, Carbohydrate Polymers 2008; 72: 197–210.
• 4. Palm M, Zacchi G. Separation of hemicellulosic oligomers from steam-treated spruce wood using gel filtration, Separation and Purification Technology, 36, 191–201(2004)
• 5. Xu Ch, Eckerman Ch, Smeds A, Reunanen M, Eklund PC, Sjöholm R, Willför S. Carboxymethylated spruce galactoglucomannans: preparation, characterisation, dispersion stability, water-in-oil emulsion stability, and sorption on celulose surface, Nordic Pulp and Paper Research J 2011; 26, 2: 167-178.
• 6. Mestechkina LNM, Egorov AV, Anulov OV, Shcherbukhin VD. Study of Galactoglucomannans from the Seed of Cercis canadensis”, Mikrobiologiya 2005; 41, 3: 324–329. Original Russian Text Copyright © 2005 by Mestechkina, Egorov, Anulov, Shcherbukhin.
• 7. Piątkowski M. Chemical modification of chotosan under microwave irradiation, Czasopismo Techniczne, Wyd. Politechniki Krakowskiej, 1Ch, in Polish (2008)
• 8. Nordtveit RJ, Vårum KM, Smidsrød O. Degradation of partially N-acetylated chitosans with hen egg white and human lysozyme, Carbohydrate Polymers 1996; 29: 163-167.
• 9. Ye X, Kennedy JF, Li B, Xie BJ. Condensed state structure and biocompatibility of the konjac glucomannan/chitosan blend films, Carbohydrate Polymers 2006; 64: 532-538.
• 10. Zhang Y, Xie B, Gan X. Advance in the applications of konjac glucomannan and its derivatives, Carbohydrate Polymers 2005; 60: 27-31.
• 11. Alonso-Sande M, Teijeiro-Osorio D, Remuńán-López C, Alonso MJ. Glucomannan, a promising polysaccharide for biopharmaceutical purposes, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 2009; 72: 453-462.
• 12. Carien E, Beneke M, Alvaro M, Viljoen JH, Hamman H. Polymeric Plant-derived Excipients in Drug Delivery, Molecules 2009; 14: 2602-2620.
• 13. Alonso-Sande M, Cuńa M, Remuńán- López C, Teijeiro-Osorio D, Alonso- Lebrero JL, Alonso M-J. Formation of new glucomannan–chitosan nanoparticles and study of their ability to associate and deliver proteins, Macromolecules 2006; 39: 4152-4158.
• 14. Kopania E, Milczarek S, Bloda A, Wietecha J, Wawro D. Extracting Galacto-glucomannans (GGMs) from Polish Softwood Varieties, Fibres & Textiles in Eastern Europe 2012; 20, 6B(96): 160-166.
• 15. Polish patent P-281975 (1989).
• 16. Procedure PB-1, wyd. IV – Examination of antibacterial activity of fibers and textiles quantitative and qualitative methods (JIS L 1902:2002) (IBWCh).
• 17. Procedure SPR/BPB/5 – Determination average molecular weight of chitosan, GLP Nr. G-016 (IBWCh).
• 18. Procedura SPR/BLF/10 - Estimation of molecular weigh distribution, average molecular weigth and polydispersity of cellulose and chitosan by gel chromatography method (GPC/SEC), GLP Nr. G-016 (IBWCh).
• 19. Procedure SPR/BLF/21- Estimation of deacetylation degree by the method of first differential coefficient of the UV spectrum, GLP Nr. G-016 (IBWCh).
• 20. Procedura SPR/BLF/6 – Determination of ash content, GLP Nr. G-016 (IBWCh).
• 21. Procedure SPR/BPB/11 – Determination of the chitosan content in microcrystalline chitosan (IBWCh).
• 22. Procedura SPR/BPB/14– Determination WRV of starting chitosan and microcrystallie chitosan, GLP Nr. G-016 (IBWCh).
• 23. PN-EN ISO 4593:1999 – Plastic-Film and scheeting – Determination of thickness by mechanical scanning.
• 24. PN – EN ISO 527-3:1998 – Plastics - Determination of Tensile Properties - Part 3: Test Conditions For Films And Sheets.
• 25. Procedura SPR/BBP/5 – Estimation of aminosccharides by colorimetry with 3,5 dinitrosalicylic acid, GLP Nr. G-016 (IBWCh).
• 26. Kołodyński J. Fundamentals of bacteriology, Issue. Uniwersytetu Wrocławskiego, 169-174, (1998).
• 27. Michalak J, Andziak P. The application of modern dressings in the treatment of difficult to heal wounds, Medipress, (2000).
• 28. Wiśniewska-Wrona M, Niekraszewicz A, Struszczyk H, Guzińska K. Estimation of Polymer Compositions Containing Chitosan for Veterinary Applications, Fibres & Textiles in Eastern Europe 2002; 10, 3(38): 82-85.
• 29. Kucharska M, Ciechańska D, Niekraszewicz A, Wiśniewska–Wrona M, Kardas I. Potential use of chitosan–based materiale in medicine, Progress on chemistry and application of chitin and its derivatives 2010; XV: 169-176.
• 30. Wiśniewska-Wrona M, Pałys B, Bodek KH. Study on the usability of polymer complexes in the form of films applied in bedsore treatments, FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2012; 20, 6B,(96): 149-153