Potato starch plasticization by natural deep eutectic solvent

• Autorzy: Skowrońska Dorota , Wilpiszewska Katarzyna

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2023.9.4

Warianty tytułu

PL

Plastyfikacja skrobi ziemniaczanej naturalną cieczą głęboko eutektyczną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A natural deep eutectic solvent (NADES) based on choline chloride and malic acid was used to plasticize potato starch. The influence of starch gelatinization temperature, NADES content and the method of its incorporation (before and after gelatinization) on starch plasticization was investigated. Polymer-plasticizer interactions were studied using MDSC, DMTA, XRD and FTIR-ATR methods. The viscosity of starch solutions as well as the mechanical properties and water absorption of the obtained films were determined. Gelatinization conditions had a significant impact on the viscosity of starch solutions and the physicochemical properties of the obtained films. The cross-linking reaction between starch and malic acid was confirmed by MDSC, DMTA, and mechanical tests. Slight recrystallization of starch was observed after 12 months of storage.

PL

W pracy do plastyfikacji skrobi ziemniaczanej użyto naturalnej cieczy głęboko eutektycznej (NADES) na bazie chlorku choliny i kwasu jabłkowego. Zbadano wpływ temperatury żelowania skrobi, zawartości NADES oraz sposobu jego wprowadzenia (przed i po żelowaniu) na plastyfikację skrobi. Oddziaływania polimer-plastyfikator badano przy użyciu metod MDSC, DMTA, XRD i FTIR-ATR. Oznaczono także lepkość roztworów skrobi oraz właściwości mechaniczne i nasiąkliwość otrzymanych folii. Warunki żelowania miały istotny wpływ na lepkość roztworów skrobi oraz właściwości fizykochemiczne otrzymanych folii. Reakcję sieciowania skrobi z kwasem jabłkowym potwierdzono za pomocą MDSC, DMTA i badań mechanicznych. Po 12 miesiącach przechowywania zaobserwowano nieznaczną rekrystalizację skrobi.

Słowa kluczowe

EN

starch; natural deep eutectic solvent; malic acid; plasticization

PL

skrobia; naturalna ciecz głęboko eutektyczna; kwas jabłkowy; plastyfikacja

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 68, nr 9
• Strony: 480--486
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., wykr.

Twórcy

autor

Skowrońska Dorota

• West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Faculty of Chemical Technology and Engineering, Department of Chemical Organic Technology and Polymeric Materials, Pułaskiego 10, 70-322 Szczecin, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0889-0322

autor

Wilpiszewska Katarzyna

• West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Faculty of Chemical Technology and Engineering, Department of Chemical Organic Technology and Polymeric Materials, Pułaskiego 10, 70-322 Szczecin, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-2756-3471

Bibliografia

• [1] Cadogan D.F., Howick C.J.: “Plasticizers” In “Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, Germany 2000.
• [2] Özeren H .D., O lsson R .T., Nilsson, F., H edenqvist M.S.: Materials and Design 2020, 187, 108387. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108387
• [3] Elhamarnah Y., Qiblawey H., Nasser M.S. et al.: Science of the Total Environment 2020, 708, 134848. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134848
• [4] Abbott A.P., Boothby D., Capper G. et al.: Journal of the American Chemical Society 2004, 126, 9142. https://doi.org/10.1021/ja048266j
• [5] Gautam R., Kumar N., Lynam J.G.: Journal of Molecular Structure 2020, 1222, 128849. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.128849
• [6] Zhang M., Zhao X., Tang S. et al.: Journal of Molecular Structure 2023, 1273, 134283. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2022.134283
• [7] Rodriguez N., Van Den Bruinhorst A., Kollau L.J.B.M. et al.: ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2019, 7, 11521. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.9b01378
• [8] Shafie M.H., Gan C.Y.: International Journal of Biological Macromolecules 2020, 149, 835. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.02.013
• [9] Shafie M.H., Yusof R., Naharudin I. et al.: Journal of Food Measurement and Characterization 2022, 16, 3832. https://doi.org/10.1007/s11694-022-01479-y
• [10] Alvarez-Vasco C., Ma R., Quintero M. et al.: Green Chemistry 2016, 18, 5133. https://doi.org/10.1039/C6GC01007E
• [11] Chen Z., Ragauskas A., Wan C.: Industrial Crops and Products 2020, 147, 112241. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2020.112241
• [12] Satlewal A., Agrawal R., Bhagia S. et al.: Biotechnology Advances 2018, 36, 2032. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2018.08.009
• [13] Goldberg I., Rokem J.S.: “Organic and Fatty Acid Production, Microbial Defining Statement Introduction Organic Acids Fatty Acids Conclusions Further Reading” in “Encyclopedia of Microbiology” (Schaechter M.) Academic press in an imprint of Elsevier, Oxford San Diego 2009, p. 421.
• [14] Nandi S., Guha P.: Organic Acid-Compatibilized Potato Starch/Guar Gum Blend Films. Materials Chemistry and Physics 2021, 268, 124714. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124714
• [15] Shi M., Jing Y., Yang L. et al.: Polymers (Basel) 2019, 11, 1523. https://doi.org/10.3390/polym11091523
• [16] Thessrimuang N., Prachayawarakorn J.: Journal of Polymers and the Environment 2019, 27, 234. https://doi.org/10.1007/s10924-018-1340-2
• [17] Bodîrlaˇu R., Teacaˇ C.A., Spiridon I. et al.: Monatshefte für Chemie – Chemical Monthly 2012, 143, 335. https://doi.org/10.1007/s00706-011-0659-3
• [18] Niazi M.B.K., Zijlstra M., Broekhuis A.A.: Journal of Applied Polymer Science 2015, 132, 42012. https://doi.org/10.1002/app.42012
• [19] Khan B., Niazi M.B.K., Hussain A. et al.: Fibers and Polymers 2017, 18, 64. https://doi.org/10.1007/s12221-017-6769-8
• [20] Hammond O.S., Bowron D.T., Jackson A.J. et al.: Journal of Physical Chemistry B 2017, 121, 7473. https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.7b05454
• [21] Mulia K., Krisanti E., Terahadi F. et al.: International Journal of Technology 2015, 6, 1211. https://doi.org/10.14716/ijtech.v6i7.1984
• [22] Cao C., Nian B., Li Y. et al.: Journal of Agricultural and Food Chemistry 2019, 67, 12366. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.9b04503
• [23] Skowrońska D., Wilpiszewska K.: International Journal of Molecular Sciences 2022, 23, 16008. https://doi.org/10.3390/ijms232416008
• [24] Wang J.L., Cheng F., Zhu P.X.: Carbohydrate Polymers 2014, 101, 1109. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.10.050
• [25] Jagadeesan S., Govindaraju I., Mazumder N.: American Journal of Potato Research 2020, 97, 464.https://doi.org/10.1007/s12230-020-09798-w
• [26] Capron I., Robert P., Colonna P. et al.: Carbohydrate Polymers 2007, 68, 249. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2006.12.015
• [27] Dome K., Podgorbunskikh E., Bychkov A. et al.: Polymers (Basel) 2020, 12, 1. https://doi.org/10.3390/polym12030641
• [28] Zdanowicz M.: International Journal of Biological Macromolecules 2021, 176, 387. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.02.039
• [29] Zdanowicz M., Johansson C.: Carbohydrate Polymers 2016, 151, 103. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.05.061

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).