Potential Application for Genipin-modified Gelatin in Leather Processing

Abstract

Genipin is an iridoid compound extracted from gardenia fruits. Because of its low cytotoxicity, genipin can be used to replace both glutaraldehyde and formaldehyde as a crosslinking reagent. In recent years, research into the utilization of genipin for the modification of gelatin, particularly in the area of biomedical products, has increased. In prior research we had shown the potential of chemical (glutaraldehyde) and enzyme (transglutaminase) modified gelatin as fillers for leather. In this present study, we investigated whether genipin-modified gelatin products would be applicable. We initially determined optimal reaction conditions of genipin with gelatin for the purpose of creating products with suitable molecular weight distributions, viscosities and melting temperatures that would be appropriate for them to be used as fillers in leather processing. We applied the products to blue stock and, using epifluorescent microscopy, verified that these products were uniformly distributed through the blue stock and were not removed during washing. We scaled up these treatments and applied them to different areas of the hides; subsequently the pieces were retanned, colored and fatliquored (RCF), mechanical properties were determined and subjective evaluation was carried out. It was found that the mechanical properties were not significantly different from those of the control pieces and, with respect to subjective evaluation (handle, fullness, break and color) the treated products fared better than the controls. We also investigated the hydrothermal stability of the blue stock and RCF samples and found that there was an improvement in the shrink temperature in the genipin/gelatin-treated samples. SEM showed that the fibers appeared to be coated with the product, a phenomenon that we had observed in studies using transglutaminase-modified proteins. Thus, genipin-modified gelatin has the potential to provide another environmentally safe alternative to the more conventional post tanning processes.RESUMENGenipín es un compuesto iridoide extraído de los frutos de la gardenia. Debido a su disminuida cito-toxicicidad, el genipín puede ser utilizable para reemplazar ambos glutaraldehído y formaldehído como reactivo reticulante. En los últimos años, investigaciones acerca de la utilización del genipín para la modificación de gelatina, particularmente en el ramo de productos biomédicos, ha aumentado. En investigaciones anteriores hemos demostrado la posibilidad del uso de gelatina químicamente (glutaraldehído) y enzimáticamente (transglutaminasa) modificada, como rellenantes para el cuero. En el presente estudio, investigamos si productos basados en gelatina modificada por genipín, serían utilizables. Inicialmente determinamos las condiciones óptimas de reacción con el propósito de crear productos con apropiadas distribuciones de peso molecular, viscosidades y temperaturas de fusión que fueran adecuadas para su utilización como rellenantes en el procesamiento del cuero. Aplicamos los productos a wet-blue, y por medio de microscopia de epi fluorescencia, determinamos que los productos estuviesen uniformemente distribuidos a través del wet-blue y que no fuesen removibles durante el lavado. Estos tratamientos fueron efectuados a escalas superiores y aplicados a diferentes zonas de las pieles [sic]; subsecuentemente los pedazos fueron recurtidos, teñidos y engrasados (RET), propiedades mecánicas determinadas y evaluación sujetiva efectuada. Se encontró que las propiedades mecánicas no fueron significantemente diferentes a las de los trozos para controles y que con respecto a la evaluación sujetiva (tacto, llenura, quiebre de flor y color) los productos así tratados fueron superiores a los controles. También investigamos la estabilidad hidrotérmica del material wet-blue y las muestras RET y se encontró que hubo mejoría en la temperatura de contracción en las muestras tratadas por medio de genipín/gelatina. Microscopia electrónica por barrido [SEM] ilustró que las fibras aparentemente estaban recubiertas por el producto, un fenómeno que habíamos observado en los estudios donde se utilizaron proteínas modificadas por medio de transglutaminasas. Gelatina modificada por genipín podría proveer otra alternativa ecológicamente sin peligro a los procesos convencionales de postcurtición.