Předkládaná práce přináší přehled do problematiky použití polymerních materiálů pro přípravu pokročilých obalů. Podstatná část této práce se věnuje mikroenkapsulaci, jako techniky využívané pro speciální obalové aplikace pro různé aplikace včetně potravinářských výrob, farmacie, zemědělství či biotechnologie. Experimentální část se zaměřuje na detailní popis interakcí vodorozpustného polyvinylalkoholu (PVA) s kyselinou mléčnou (LA), jakožto perspektivní látkou z hlediska ekonomického i ekologického. Konkrétně je zde sledován vliv stupně hydrolýzy PVA a koncentrace LA na výsledné vlastnosti odlévaných polymerních filmů. Následně je popsán vliv výše zmíněných faktorů na schopnost tvorby polymerních 3D struktur pomocí dialdehydického síťovadla. Získané parametry byly aplikovány jako výchozí poznatky pro přípravu mikrokapslí na bázi lipofilního jádra obsahujícího -karoten-obal na bázi vodorozpustného polymeru pomocí metody jednoduché koacervace. Připravené systémy byly charakterizovány a zároveň byl vyhodnocen vliv výše zmiňovaných faktorů na kvalitu a stabilitu mikrokapsle v různých podmínkách. Výsledky ukazují pozitivní vliv vysokého stupně hydrolýzy a přítomnosti LA na vlastnosti připravených mikročástic z hlediska efektivity enkapsulace a odolnosti vůči teplotám nad 70 °C, nízkému pH i některým organickým rozpouštědlům.
Annotation in English
The presented thesis summarizes the current state of the art of the polymeric materials used for preparation of advanced packaging. The essential part of the thesis is dedicated to microencapsulation, the method of special packaging preparation that finds application in various fields, such as food and pharmaceutical industries, agriculture and/or biotechnology. The experimental part of the thesis is focused on detailed description of the interactions between water-soluble poly (vinyl alcohol) (PVA) and lactic acid (LA), which is a relatively promising compound from both economical and ecological point of view. Concretely, the influence of PVA hydrolysis degree and LA concentration on the resulting properties of the cast polymer films are the subjects of the systematic study. The effect of the factors mentioned above on the ability to form 3D polymer network by using dialdehyde is described subsequently. The knowledge obtained in this study was applied in the preparation process of the microcapsules based on lipophylic core containing -carotene-shell material based on water-soluble polymer by the method of simple coacervation. The prepared systems were characterized and the effects of the above-mentioned parameters on the quality and stability of the microcapsules under various conditions were evaluated. The results reveal a positive effect of the high hydrolysis degree as well as LA presence on the encapsulation efficiency, thermal stability at temperature 70 °C, low pH and some of the organic solvents of the microcapsules.
Předkládaná práce přináší přehled do problematiky použití polymerních materiálů pro přípravu pokročilých obalů. Podstatná část této práce se věnuje mikroenkapsulaci, jako techniky využívané pro speciální obalové aplikace pro různé aplikace včetně potravinářských výrob, farmacie, zemědělství či biotechnologie. Experimentální část se zaměřuje na detailní popis interakcí vodorozpustného polyvinylalkoholu (PVA) s kyselinou mléčnou (LA), jakožto perspektivní látkou z hlediska ekonomického i ekologického. Konkrétně je zde sledován vliv stupně hydrolýzy PVA a koncentrace LA na výsledné vlastnosti odlévaných polymerních filmů. Následně je popsán vliv výše zmíněných faktorů na schopnost tvorby polymerních 3D struktur pomocí dialdehydického síťovadla. Získané parametry byly aplikovány jako výchozí poznatky pro přípravu mikrokapslí na bázi lipofilního jádra obsahujícího -karoten-obal na bázi vodorozpustného polymeru pomocí metody jednoduché koacervace. Připravené systémy byly charakterizovány a zároveň byl vyhodnocen vliv výše zmiňovaných faktorů na kvalitu a stabilitu mikrokapsle v různých podmínkách. Výsledky ukazují pozitivní vliv vysokého stupně hydrolýzy a přítomnosti LA na vlastnosti připravených mikročástic z hlediska efektivity enkapsulace a odolnosti vůči teplotám nad 70 °C, nízkému pH i některým organickým rozpouštědlům.
Annotation in English
The presented thesis summarizes the current state of the art of the polymeric materials used for preparation of advanced packaging. The essential part of the thesis is dedicated to microencapsulation, the method of special packaging preparation that finds application in various fields, such as food and pharmaceutical industries, agriculture and/or biotechnology. The experimental part of the thesis is focused on detailed description of the interactions between water-soluble poly (vinyl alcohol) (PVA) and lactic acid (LA), which is a relatively promising compound from both economical and ecological point of view. Concretely, the influence of PVA hydrolysis degree and LA concentration on the resulting properties of the cast polymer films are the subjects of the systematic study. The effect of the factors mentioned above on the ability to form 3D polymer network by using dialdehyde is described subsequently. The knowledge obtained in this study was applied in the preparation process of the microcapsules based on lipophylic core containing -carotene-shell material based on water-soluble polymer by the method of simple coacervation. The prepared systems were characterized and the effects of the above-mentioned parameters on the quality and stability of the microcapsules under various conditions were evaluated. The results reveal a positive effect of the high hydrolysis degree as well as LA presence on the encapsulation efficiency, thermal stability at temperature 70 °C, low pH and some of the organic solvents of the microcapsules.
