undefined

Inspired by nature : Fiber networks functionalized with tannic acid and condensed tannin-rich extracts of Norway spruce bark show antimicrobial efficacy

Julkaisuvuosi

2023

Tekijät

Jyske, Tuula; Liimatainen, Jaana; Tienaho, Jenni; Brännström, Hanna; Aoki, Dan; Kuroda, Katsushi; Reshamwala, Dhanik; Kunnas, Susan; Halmemies, Eelis; Nakayama, Eiko; Kilpeläinen, Petri; Ora, Ari; Kaseva, Janne; Hellström, Jarkko; Marjomäki, Varpu S.; Karonen, Maarit; Fukushima, Kazuhiko
Näytä enemmän

Tiivistelmä

This study demonstrated the antibacterial and antiviral potential of condensed tannins and tannic acid when incorporated into fiber networks tested for functional material purposes. Condensed tannins were extracted from industrial bark of Norway spruce by using pressurized hot water extraction (PHWE), followed by purification of extracts by using XADHP7 treatment to obtain sugar-free extract. The chemical composition of the extracts was analyzed by using HPLC, GC‒MS and UHPLC after thiolytic degradation. The test matrices, i.e., lignocellulosic handsheets, were produced and impregnated with tannin-rich extracts, and tannic acid was used as a commercial reference. The antibacterial and antiviral efficacy of the handsheets were analyzed by using bioluminescent bacterial strains (Staphylococcus aureus RN4220+pAT19 and Escherichia coli K12+pCGLS11) and Enterovirus coxsackievirus B3. Potential bonding of the tannin-rich extract and tannic acid within the fiber matrices was studied by using FTIR-ATR spectroscopy. The deposition characteristics (distribution and accumulation patterns) of tannin compounds and extracts within fiber networks were measured and visualized by direct chemical mapping using time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) and digital microscopy. Our results demonstrated for the first time, how tannin-rich extracts obtained from spruce bark side streams with green chemistry possess antiviral and antibacterial properties when immobilized into fiber matrices to create substitutes for plastic hygienic products, personal protection materials such as surgical face masks, or food packaging materials to prolong the shelf life of foodstuffs and prevent the spread of infections. However, more research is needed to further develop this proof-of-concept to ensure stable chemical bonding in product prototypes with specific chemistry.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Luonnonvarakeskus

Hellström Jarkko Orcid -palvelun logo

Tienaho Jenni Orcid -palvelun logo

Jyske Tuula

Kaseva Janne Orcid -palvelun logo

Halmemies Eelis

Brännström Hanna

Liimatainen Jaana

Kilpeläinen Petri Orcid -palvelun logo

Kunnas Susan Orcid -palvelun logo

Jyväskylän yliopisto

Reshamwala Dhanik

Halmemies Eelis

Marjomäki Varpu Orcid -palvelun logo

Turun yliopisto

Karonen Maarit

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

11

Artikkelinumero

1171908

Julkaisu­foorumi

78755

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Kemia; Teollinen bioteknologia; Biokemia, solu- ja molekyylibiologia; Kasvibiologia, mikrobiologia, virologia; Metsätiede

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Sveitsi

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.3389/fbioe.2023.1171908

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä