Title	Production of antimicrobial gelatin nanofibers by electrostatic spinning / Chanutporn Dheraprasart = การผลิตแผ่นเส้นใยนาโนเจลาตินที่มีสมบัติต้านจุลินทรีย์โดยการปั่นด้วยไฟฟ้าสถิต
Author	ชนุตพร ธีรประสาธน์
Imprint	2007
Connect to	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/41912
Descript	xv, 101 leaves : ill.

The objective of this research was to produce antimicrobial gelatin nanofibers by electrostatic spinning. The antimicrobial compound contained in the nanofibers was nisin which has the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of 0.05 mg/mL. After heated at 120 ℃ for 30 minutes, nisin in acid solution (pH 2) still retained its antimicrobial activity. Gelatin-nisin solutions (pH ~ 3) were prepared in acetic acid: water (70:30 v/v). Viscosity and conductivity of the solutions increased as the concentration of gelatin and nisin increased. Only nanofiber made from 22% and 24% w/v gelatin concentration was smooth without beads on string. Nisin concentration did not affect the average diameter of nanofiber, while increasing gelatin concentration caused an increase in nanofiber average diameter. The antimicrobial gelatin nanofiber mats were crosslinked by saturated glutaraldehyde vapor at 37 ℃ for 5 minutes. Tensile strength, Young’s modulus and elongation of nanofiber mats (47.8 um – 132.8 um) decreased with increasing initial nisin concentration. Tensile strength and elongation of nanofiber mates (3% w/w nisin concentration and 20% - 24% w/v gelatin concentrations) were not significantly different. While their Young’s moduli were significantly different. Increasing initial nisin concentration in the nanofiber increased the width of inhibition zone of Lactobacillus plantarum TISTR 850. Antimicrobial gelatin nanofiber which was produced from gelatin-nisin solution with different gelatin concentrations showed no significant difference in inhibition zone width. The nisin retention in crosslinked antimicrobial gelatin nanofiber mat was 1.08% - 1.22% w/w. Effects of temperature and water activity (aw ) on nisin release from crosslinked antimicrobial gelatin nanofiber mat were investigated on nanofiber that was produced from 22% w/v gelatin solution with 3% w/w nisin concentration. It was found that increasing temperature in the 5 ℃ - 45 ℃ range caused an increase in nisin release but increasing aw in the 0.955 – 0.992 range caused no significant difference in the release. Crosslinked antimicrobial gelatin nanofiber mat showed an inhibition effect on Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes but not Salmonella Typhimurium. After storage at 25 ℃ for 5 months, the crosslinked antimicrobial gelatin nanofiber mat still retained its inhibition activity against Lactobacillus plantarum.
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อผลิตแผ่นเส้นใยนาโนเจลาตินที่มีสมบัติต้านจุลินทรีย์โดยการปั่นด้วยไฟฟ้าสถิต สารต้านจุลินทรีย์ที่ใช้คือไนซิน ซึ่งมี Minimum Inhibitory Concentration (MIC) เท่ากับ 0.05 mg/mL เมื่อให้ความร้อนสารละลายไนซิน (pH 2) ที่ 120 ℃ นาน 30 นาที ไนซินยังคงกิจกรรมยับยั้งจุลินทรีย์ได้ไม่ต่างจากเดิม เอละลายเจลาตินกับไนวินในสารละลายกรดอะซิติกและน้ำในอัตราส่วน 70:30 (pH ~ 3) ความหนืดและค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นของเจลาตินและไนซินเพิ่มขึ้นเมื่อปั่นเส้นใยของสารละลายเจลาติน 22% w/v ที่ผสมไนวินความเข้มข้นต่าง ๆ (0% - 3% w/w) นาน 5 นาที โดยควบคุมให้ระยะห่างระหว่างปลายเข็มและแผ่นรองรับเป็น 20 cm และความต่างศักย์ไฟฟ้า 15 kV ได้เส้นใยที่ต่อเนื่อง ไม่มีปม และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของเส้นใยในช่วง 220 – 250 nm เมื่อปั่นเส้นใยจากสารละลายเจลาตินความเข้มข้นต่าง ๆ (20% - 24% w/v) และผสมไนซิน 3% w/w นาน 5 นาที พบว่าเฉพาะสารละลายเจลาติน 22% และ 24% w/v ให้เส้นใยที่เรียบสม่ำเสมอ มีความต่อเนื่องไม่มีปม และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของเส้นใย 250 nm และ 320 nm ตามลำดับ แต่พบว่าเมื่อ crosslink แผ่นเส้นใยนาโนด้วยไอของ glutaraldehyde อิ่มตัวที่ 37 ℃ นาน 5 นาที tensile strength Young’s modulus และ elongation ของแผ่นเส้นใย (ความหนา 47.8 um – 132.8 um) มีแนวโน้มลดลงเมื่อความเข้มข้นของไนซินเพิ่มมากขึ้น โดย tensile strength และ elongation ของแผ่นเส้นใยนาโนเจลาติน 22% w/v และ 24% w/v มีค่าไม่แตกต่างกัน ขณะที่ Young’s modulus มีค่าแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อทดสอบสมบัติการยับยั้ง Lactobacillus plantarum TISTR 850 (106 CFU/mL) พบว่าแผ่นเส้นใยนาโนเจลาตินที่ผสมไนซินความเข้มข้นมากกว่าจะให้บริเวณการยับยั้งเฉลี่ยมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่แผ่นเส้นใยนาโนเจลาตินที่ผสมไนซินความเข้มข้นคงที่แต่แปรปริมาณเจลาตินจะให้บริเวณการยับยั้งเฉลี่ยไม่ต่างกัน โดยพบว่ามีปริมาณไนซิน คงเหลือในแผ่นเส้นใยนาโนเจลาตินที่มีสมบัติต้านจุลินทรีย์ที่ผ่านการ crosslink ในช่วง 1.08% - 1.22% w/w ของไนซินที่เติม การปลดปล่อยไนซินจากแผ่นเส้นใยที่ผ่านการ crosslink ที่ผลิตจากสารละลายเจลาติน 22% w/v ผสมไนซิน 3% w/w ในช่วงอุณหภูมิ 5 ℃-45 ℃ และ water activity (aw) 0.955-0.992 เป็นแบบปลดปล่อยออกมาทันที (burst release) โดยเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นการปลดปล่อยไนซินจะมากขึ้นในขณะที่การปลดปล่อยไนซินจากแผ่นเส้นใยในช่วง aw 0.955 – 0.992 ให้ผลไม่แตกต่างกัน แผ่นเส้นใยนาโนเจลาตินผสมไนซินสามารถยับยั้ง Staphylococcus aureus และ Listeria monocytogenes แต่ไม่สามารถยับยั้ง Salmonella Typhimurium และเมื่อเก็บแผ่นเส้นใยที่ 25 ℃ นาน 5 เดือน พบว่ายังคงกิจกรรมยับยั้งจุลินทรีย์

LOCATION	CALL#	STATUS
Central Library @ Chamchuri 10 : Thesis	501951	LIB USE ONLY