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 enemmänTiivistelmä
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 enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Turun yliopisto
Karonen Maarit
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Kustantaja
Volyymi
11
Artikkelinumero
1171908
ISSN
Julkaisufoorumi
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