Antifungal Activity of Paper Modified with Ionic Liquids

• Autorzy: Koziróg A. , Wysocka-Robak A. , Przybysz K.

Identyfikatory

DOI

10.5604/12303666.1152745

Warianty tytułu

PL

Aktywność przeciwgrzybowa papierów modyfikowanych cieczami jonowymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Paper is a material that is easily biodegradable. The most active group of microorganisms responsible for biodegradation processes affecting paper are moulds. In order to prevent this unfavorable impact, various methods are used, including biocides, which added to paper during the production process to protect the final product. In this study, the following ionic liquids were applied: benzalkonium nitrate(V), benzalkonium DL-lactate, and didecylodimethylammonium DL-lactate. They were added (in a concentration of 3% and 5%) to paper samples made of the following pulp grades: pine bleached kraft pulp (pine BKP), birch bleached kraft pulp (birch BKP), recovered fibres and CTMP. The antifungal activity of paper was assessed using a qualitative and a quantitative method with strains A. niger, A. versicolor, P. chrysogenum and P. aurantiogriseum. The most resistant strain to the ionic liquid activity was Aspergillus niger. The best antimicrobial effect was shown by paper samples made of pine BKP with biocides. The weakest effect was obtained for the CTMP-based paper.

PL

Papier jest materiałem, który bardzo łatwo ulega procesom biodegradacji. Najaktywniejszą grupę drobnoustrojów, które odpowiadają za te procesy stanowią grzyby strzępkowe. W celu zapobiegania tym niekorzystnym oddziaływaniom stosuje się m.in. biocydy, które wprowadzone do papieru podczas jego produkcji zabezpieczą wyrób finalny. W prezentowanej pracy wykorzystano ciecze jonowe: azotan (V) benzalkoniowy, DL-mleczan benzalkoniowy i DL-mleczan didecylodimetyloamoniowy, które dodano do papieru wykonanego z: masy siarczanowej bielonej sosnowej, masy siarczanowej bielonej brzozowej, masy makulaturowej i CTMP w stężeniach 3 i 5%. Ocenę aktywności przeciwgrzybowej papierów przeprowadzono metodą jakościową i ilościową z wykorzystaniem referencyjnych szczepów A. niger, A. versicolor, P. chrysogenum i P. aurantiogriseum. Stwierdzono, że najbardziej opornym gatunkiem na działanie cieczy jonowych jest Aspergillus niger. Najlepsze właściwości przeciwdrobnoustrojowe wykazały próbki papieru masy siarczanowej bielonej sosnowej z dodatkiem biocydów, najsłabsze właściwości - masa celulozowa.

Słowa kluczowe

EN

paper biodegradation; filamentous fungi; biocides; ionic liquids

PL

biodegradacja papieru; grzyby strzępkowe; biocydy; ciecze jonowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 23, no. 4 (112)
• Strony: 134--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Koziróg A.

• Institute of Fermentation Technology and Microbiology, Faculty of Biotechnology and Food Sciences, Lodz University of Technology, Łódź, Poland

autor

Wysocka-Robak A.

• Institute of Papermaking and Printing, Lodz University of Technology, Łódź, Poland

autor

Przybysz K.

• Institute of Papermaking and Printing, Lodz University of Technology, Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Wandelt P. The evolution of graphic paper over the centuries and their durability (in Polish). Paper Industry Review 2010; 9: 21-44.
• 2. Zyska B. Fungi isolated from library materials: A review of the literature. International Biodeterioration and Biodegradation 1997; 40(1): 43-51.
• 3. Stobińska H, Zyska B. Paper - manufacturing, paper products, materials in library collections. In: Zyska B, Żakowska Z. (Ed.) Microbiology of materials (in Polish). Ed. Publisher Lodz University of Technology, 2005: 137-180.
• 4. Fabbri AA, Ricelli A, Brasini S, Fanelli C. Effect of different antifungals on the control of paper biodeterioration caused by fungi. International Biodeterioration and Biodegradation 1997; 39: 61-65.
• 5. Pinzari F, Pasquariello G, De Mico A. Biodeterioration of paper: A SEM study of fungal spoilage reproduced under controlled conditions. In: Macromolecular Symposia 2006; 238: 57-66.
• 6. Araujo Reis-Menezes A, Gambale W, Giudice MC, Shirakawa MA. Accelerated testing of mold growth on traditional and recycled book paper. International Biodeterioration and Biodegradation 2011; 65: 423-428.
• 7. Neves ER, Schäfer S, Philips A, Canejo J, Macedo MF. Antifungal effect of different methyl and propyl paraben mixtures on the treatment of paper biodeterioration. International Biodeterioration and Biodegradation 2009; 63: 267-272.
• 8. Sequeira S, Cabrita EJ, Macedo MF. Antifungals on paper conservation: An overview. International Biodeterioration and Biodegradation 2012; 74: 67-86.
• 9. Directive 98/8/EC of the European Parliament and of the Council of 16 February, Concerning the Placing of Biocidal Products on the Market, 1998.
• 10. Regulation (EU) No 528/2012 of the European Parliament and of the Council of 22 May, 2012. Concerning the Making Available on the Market and Used of Biocidal Products.
• 11. Demberelnyamba D, Kim K, Choi S, Park S, Lee H, Kim C, Yoo I. Synthesis and antimicrobial properties of imidazolium and pyrrolidinonium salts. Bioorganic& Medicinal Chemistry 2004; 12: 853-857.
• 12. Carson L, Chau PKW, Earle MJ, Gilea MA, Gilmore BF, Gorman SP, McCann MT, Seddon KR. Antibiofilm activities of 1-alkyl-3-methylimidazolium chloride ionic liquids. Green Chemistry 2009; 11: 492-497.
• 13. Busetti A, Crawford DE, Earle MJ, Gilea MA, Gilmore BF, Gorman SP, Laverty G, Lowry AF, McLaughlin M, Seddon KR. Antimicrobial and antibiofilm activities of 1- alkylquinolinium bromide ionic liquids. Green Chemistry 2010; 12: 420- 425.
• 14. Gilmore BF. Antimicrobial Ionic Liquides. In: Kokorin A. Ed. Ionic Liquides: Application and Perspectives. InTech 2011: 587-604.
• 15. Pernak A, Iwanik K, Majewski P, Grzymisławski M, Pernak J. Ionic liquids as an alternative to formalin in histopathological diagnosis. Acta Histochemica 2005; 107: 149-156.
• 16. Przybysz K, Drzewińska E, Stanisławska A, Wysocka-Robak A, CienieckaRosłankiewicz A, Foksowicz-Flaczyk J, Pernak J. Ionic liquids and paper. Industrial & Engineering Chemistry Research 2005; 44: 4599-4604.
• 17. Zabielska-Matejuk J, Urbanik E, Pernak J. New bis-quaternary ammonium and bisimidazolium chloride wood preservatives. Holzforschung 2004; 58: 292-299.
• 18. Pernak J, Goc I, Fojutowski A. Protic ionic liquids with organic anion as wood preservative. Holzforschung 2005; 59: 473-475.
• 19. Van Rantwijk F, Lau R, Sheldon RA. Biocatalytic transformations in ionic liquids. Trends Biotechnology 2003; 21: 131-138.
• 20. Erbeldinger M, Mesiano AJ, Russel AJ. Enzymatic catalysis of formation of Zaspartame in ionic liquid - an alternative to enzymatic catalysis in organic solvents. Biotechnology Progress 2000; 16: 1129-1131.
• 21. Markiewicz B, Sznajdrowska A, Chrzanowski Ł, Ławniczak Ł, Zgoła-Grześkowiak A, Kubiak K, Nawrot J, Pernak J. Ionic liquids with a theophyllinate anion. New Journal of Chemistry 2014; 38: 3146-3153.
• 22. Pernak J, Nawrot J, Kot M, Markiewicz B, Niemczak M. Ionic liquids based stored product insect antifeedants. RSC Advances 2013; 3: 25019-25029.
• 23. Kordala-Markiewicz R, Rodak H, Markiewicz B, Walkiewicz F, Sznajdrowska A, Materna K, Praczyk T, Pernak J. Phenoxy herbicidal ammonium ionic liquids. Tetrahedron 2014; 70: 4784-4789.
• 24. Cojocaru O, Shamshina JL, Gurau G, Syguda A, Praczyk T, Pernak J, Rogers RD. Ionic liquids forms of the herbicide dicamba with increased efficacy and reduced volatility. Green Chemistry 2013; 15: 2110-2120.
• 25. Praczyk T, Kardasz P, Jakubiak E, Syguda A, Materna K, Pernak J. Herbicidal ionic liquids with 2,4-D. Weed Science 2012; 60: 189-192.
• 26. Pernak J, Syguda A, Janiszewska D, Materna K, Praczyk T. Ionic liquids with herbicidal anions. Tetrahedron 2011; 67: 4838-4844.
• 27. Pernak J, Niemczak M, Materna K, Marcinkowska K, Praczyk T. Ionic liquids as herebicides and plant growth regulators. Tetrahedron 2013; 69: 4665-4669.
• 28. Pernak J, Niemczak M, Zakrocka K, Praczyk T. Herbicidal ionic liquid with dualfunction. Tetrahedron 2013; 69: 8132-8136.
• 29. Pernak J, Smiglak M, Griffin ST, Hough WL, Wilson TB, Pernak A, Zabielska-Matejuk J, Rogers RD. Long alkyl chain quaternary ammonium-based ionic liquids and potential applications. Green Chemistry 2006; 8: 798-806.
• 30. Cybulski J, Pernak J, Wiśniewska A, Kulig-Adamiak A, Lewicka L, CienieckaRosłonkiewicz A, Kita K, Materna K. Long-alkyl-chain quaternary ammonium lactate based ionic liquids. Chemistry – A European Journal 2008; 14: 9305-9311.
• 31. AATCC Test Method 147-2011. Antibacterial Activity Assessment of Textile Materials: Parallel Streak Method.
• 32. Koziróg A, Wysocka – Robak A, Przybysz K, Żakowska Z, Jeziórska R. Technical materials modified biocides and their resistance to the growth of filamentous fungi (in Polish). Corrosion Protection 2012; 9s/A: 331-335