Kovalente Modifikationen von Proteinen aus nachwachsenden Rohstoffen zur Optimierung von Filmeigenschaften

Abstract

Biologisch abbaubare Materialien auf Basis nachwachsender Rohstoffe besitzen ein breites Anwendungspotenzial, da sie fossile Ressourcen schonen und zur Reduzierung der Umweltverschmutzung beitragen. Um die bestehenden Marktpotenziale weiter ausschöpfen zu können, müssen unzureichend funktionale Eigenschaftsprofile abgebaut werden. Ziel dieser Arbeit war es, Proteinfilme hinsichtlich ihrer funktionalen Endprodukteigenschaften mithilfe ausgewählter Modifikationsstrategien zu optimieren. Rohkollagen, ein bei der Tierschlachtung anfallendes Nebenprodukt, erwies sich dabei als geeignetes Material für die Herstellung von biologisch abbaubaren, witterungsbeständigen, hydrophoben Filmen mit guten mechanischen Eigenschaften. Die enzymatische Vernetzung des Proteins mittels Transglutaminase stellt eine geeignete Methode zur Optimierung der Filmeigenschaften dar. Zudem wurden Untersuchungen zur Modifikation von Proteinen mit Reaktivfarbstoffen bzw. Fettaminen durchgeführt.

Biodegradable materials on basis of renewable resources have a broad application potential. They could replace crude oil as raw material and may reduce environmental pollution. However, inadequate functional properties of the final products are limiting factors for a mass-market commercialization. The aim of this work was the optimization of functional characteristics of protein films using different modification strategies. Crude collagen, a byproduct of butchering, provides a new material for the production of biodegradable, weatherproof, hydrophobic films with good mechanical properties. The enzymatic cross-linking of the protein catalyzed by transglutaminase showed positive effects on the film properties and is a useful tool for optimization approaches. Furthermore, protein modifications with reactive dyes or fatty amines were tested.