Dynamic mechanical- and dielectric-thermal analysis of freeze-dried starch gels

• Autorzy: Poliszko S. , Hoffmann G. , Rezler R.

Warianty tytułu

PL

Dynamiczna mechaniczno- i dielektryczno-termiczna analiza liofilizowanych żeli skrobiowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Temperature dependences of components of the complex modul us of rigidity and complex electric permittivity of freeze-dried starch gel were obtained for the temperature interval from about 100 to 500 K. At low-temperature region relaxation process with free energy of activation of about 38 kJ /mol related with release of reorientational degrees of freedom of the polar hydroxymethylol groups was observed in DETA as well as in DMTA tests. Secondary relaxation processes with activation energies of 48 and 67 kJ /mol found in mechanical spectra only were ascribed to the local conformational mobilities of polymeric chains.

PL

W celu przeprowadzenia molekularnej interpretacji mechanicznych właściwości odwodnionych układów skrobiowych, uzyskano temperaturowe zależności składowych złożonego modułu sprężystości poprzecznej i złożonej przenikalności elektrycznej dla liofilizowanego żelu skrobiowego w zakresie temperatury od 100 do ponad 500 K. Porównanie wskaźnika dynamicznego odwodnionego żelu ze wskaźnikiem całkowicie uwodnionego żelu dla tych samych stężeń polimeru wskazuje na to, że odwodnienie łańcuchów skrobiowych powoduje wzrost aktywności ok. 105 razy. Mechaniczne właściwości odwodnionych systemów skrobiowych nie są zdeterminowane przez gęstość makromolekularnych segmentów sieci. Lepkosprężystość segmentów w liofilizowanym żelu skrobiowym przejawia się w temperaturowej zależności rzeczywistej i urojonej części złożonego modułu sprężystości. Pojawienie się wielopośrednich procesów potwierdza złożony cząsteczkowy mechanizm przejść konformacyjnych kontrolujący zjawisko mechanicznych relaksacji w odwodnionych łańcuchach polisacharydowych. Proces relaksacji o energii swobodnej równej 38 kJ/mol obserwowany w niskotemperaturowym zakresie testów analizy dielektryczno-termicznej (DETA), a także w testach dynamicznej analizy mechaniczno-termicznej (DMTA) może być związany z uwodnieniem re orientacyjnych stopni swobody polarnych grup hydroksymetylowych (HOCH₂-). Drugie przejścia mają energię aktywacji 48, 67 kJ /mol i wyższe wartości znalezione w spektrach mechanicznych, zostały przypisane lokalnej, konformacyjnej ruchliwości łańcucha polimerycznego. Szczegółowy, molekularny opis tych procesów wymaga dodatkowych badań, które będą prowadzone.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Alimentaria Polonica
• Rocznik: 1991
• Tom: 17(41)
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.351-359,fig.,ref.

Twórcy

autor

Poliszko S.

• Department of Physics, Agricultural University, Poznan, Poland

autor

Hoffmann G.

• Department of Physics, Agricultural University, Poznan, Poland

autor

Rezler R.

• Department of Physics, Agricultural University, Poznan, Poland

Bibliografia

• 1. Avrami M.: Kinetics of phase change III. J. Chem. Phys., 1941 , 9. 177.
• 2. Bohlin L., Eliasson A. C., Mita T. : Shear stress relaxation of native and modilied potato starch gels. Starch 1986, 38, 120.
• 3. Eliasson A. C., Bohlin L.: Rheological properties of concentrated wheat starch gels. Starch 1982, 34, 267.
• 4. Ferry J. D.: Viscoelastic properties of polymers. J. Wiley and Sons, New York 1970.
• 5. Hedvig P.: Dielectric spectroscopy of polymers. Akad. Kiado, Budapest 1977.
• 6. Hoffmann G., Poliszko S.: Zjawiska relaksacji dielektrycznej w drewnie buka (Fagus Silvatica L.) w przedziale temperatur od 100 K do 450 K. Folia For. Pol. B. 1985, 16, 5.
• 7. Michajlov G. P., Artukov A. I., Szevejev V. A.: Studying of molecular motion in cellulose and its derivatives by dielectric and NMR methods. Vys. Soed., A 11, 1969, 553.
• 8. Miles M. J., Morris V. J. , Orford P. D., Ring S. G.: The roles of amylose and amylopeetin in the gelation and retrogradation of starch. Carbohydr. Res., 1985, 135, 271.
• 9. Murayama T. : Dynamic mechanical analysis of polymeric materiał. Elsevier, Amsterdam 1978.
• 10. Perepecko J.: Acoustic methods of investigating polymers. Mir Publ., Moscov 1975.
• 11. Poliszko S., Jankowski St., Lesiewicz Cz.: Application of mechanical spectroscopy in investigations of bread staling and starch retrogradation. Acta Aliment. Pol., 1980, 6, 201.
• 12. Poliszko S., Surma St., Rezler R.: Reologiczne właściwości żeli skrobiowych. In: Reologiczne właściwości skrobi. Wyd. AR Wrocław 1989, 31.
• 13. Poliszko S., Popenda M., Napierała D.: Badanie kinetyki strukturowania w żelach skrobi pszenicy metodami spektroskopii MRJ i DMA. Raport 1404/PL IFJ Kraków 1986, 277.
• 14. Russel P. J.: A kinetic study of bread staling by differential scanning calorimetry and compressibility measurements. The effect of different grists. J. Cereal Sci., 183, 1, 285.