Microwave-assisted boration of potato starch

• Autorzy: Staroszczyk H.

Warianty tytułu

PL

Boranowanie skrobi ziemniaczanej w polu mikrofalowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Granular potato starch was successfully borated with boric acid and sodium tetraborate decahydrate (borax) in a microwave-assisted solid state reaction. Products of starch boration reached (dependently on the conditions of the process) the maximal value of the degree of esterification (DE) equal to 0.27 when boric acid was applied, and 0.18 when borax was used. DTA, TG, DTG and FT-IR methods revealed that boration of starch provided boron esters or borate complexes. High-pressure size exclusion chromatography (HPSEC), DSC and X-ray diffraction showed that although the boration of starch caused changes in its macrostructure, the thermal stability of borated starch was enhanced even by 20°C when compared with native product, with larger stability exhibited by complexes than by esters. The thermal stability of the borated starch increased with an increase in DE. After modification, granularity of starch was retained, as was indicated by the scanning electron microscopy.

PL

Ziarnistą skrobię ziemniaczaną boranowano za pomocą kwasu borowego i dziesięciowodnego tetraboranu sodu (boraksu) w reakcji wspomaganej mikrofalami. Określono wpływ stosunku skrobia:czynnik borujący oraz czasu trwania i mocy naświetlenia na stopień estryfikacji (DE) produktów (tabela 1). Maksymalna osiągnięta wartość DE w próbkach skrobi boranowanej H3BO3 wyniosła 0,27, a boranowanej boraksem 0,18. Wyniki uzyskane metodami DTA, TG, DTG oraz FT-IR (rys. 2-8) wykazały, że produkty boranowania stanowiły estry oraz kompleksy (Schemat A). Na podstawie wyników badań z zastosowaniem wysokociśnieniowej chromatografii żelowej (HPSEC) (rys. 1), DSC (rys. 9 i 10), oraz dyfraktometrii promieni X (rys. 11, 12) ustalono, że chociaż skrobia miała zmienione właściwości fizykochemiczne (tabele 1 i 3) i jej struktura krystaliczna była zaburzona, to stabilność termiczna tak zmodyfikowanej skrobi wzrosła nawet o 20°C w stosunku do skrobi natywnej. Stabilność ta zależała od wartości DE - zwiększała się wraz z jej wzrostem (tabela 2). Ziarnista struktura skrobi po reakcji boranowania została zachowana, co stwierdzono metodą SEM (rys. 13).

Słowa kluczowe

EN

starch borates; solid state reaction; microwave assisted synthesis; structure; thermal stability

PL

borany skrobiowe; reakcja w ciele stałym; synteza mikrofalowa; struktura; termostabilność

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 54, nr 1
• Strony: 31--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 48 poz.

Twórcy

autor

Staroszczyk H.

• Gdansk University of Technology, Chemical Faculty, ul. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk, Poland,

Bibliografia

• 1. Budavari S., O'Neil M. J., Smith A., Heckelman P. E. (ed.): 'The Merck Index", 11 ed., Merck & Co., Inc., Rahway,N.J.,1989.p.204.
• 2. Browning E.: "Toxicity of industrial metals", Appleton Century Crofts, New York, 2nd ed., 1969, pp. 90—97.
• 3. Doull J., Klaassen C. D., Amdur M. O. (ed.): "Casarett and Douirs Toxicology", Macmillan Publ. Co., Inc., New York, 2nd ed., 1980, pp. 440-441.
• 4. Murakami R.: Kenkyu Hokoku-Kumamoto Kogyo Daigaku 1985,10, 63 (Chem. Abstr. 1985,103,162 118s).
• 5. Murakami R.: Kenkyu Hokoku-Kumamoto Kogyo Daigaku 1986,11,97 (Chem. Abstr. 1986,105,62 548c).
• 6. Pat. Brit. 244,708 (1924) (Chem. Abstr. 1927,21,339).
• 7. Pat. US 2,833,662 (1958) (Chem. Abstr. 1958, 52, 15 106a).
• 8. Pat. US 3,022,184 (1962) (Chem. Abstr. 1962, 56, 15 716).
• 9. Pat. Eur. 25,267 (1981) (Chem. Abstr. 1981, 95, 26 918s).
• 10. Pat. East Ger. 228,818 (1985) (Chem. Abstr. 1986, 104, 170 461 j).
• 11. Pat. Eur. 253,643 (1988) (Chem. Abstr. 1988, 108, 152 468v).
• 12. Pat. Jpn. 89 31,883 (1989) (Chem. Abstr. 1989,110, 215 086h).
• 13. Pat. Chin. 1,034,015 (1989) (Chem. Abstr.1990, 113, 8322g).
• 14. Hollo J. and Szejtli J.: Fette, Seifen, Arzneimittel 1957, 59, 94.
• 15. Deuel H., Neukom H.: Makromol Chem. 1949, 3,13.
• 16. Dejewska A., Mazurkiewicz J., Tomasik P., Zaleska H.: Starch/Staerke 1995, 47,219.
• 17. Zaleska H., Mazurkiewicz J., Tomasik P, Bączkowicz M.: Nahrung. 1999, 43,278.
• 18. Zaleska H., Tomasik P, Ring S.: Carbohydr. Polym. 2001,45,89.
• 19. Zaleska H., Ring S., Tomasik P: Food Hydrocoll 2000, 14, 377.
• 20. Zaleska H., Ring S., Tomasik P: Int. J. Food Chem. Technol 2001,36,509.
• 21. Lii C. Y, Tomasik P, Zaleska H., Liaw S. C., Lai M.-R: Carbohydr. Polym. 2002, 50,19.
• 22. Grega T., Najgebauer D., Sady M., Tomasik R, Faryna M.: /. Polym. Environ. 2003,11, 75.
• 23. Zaleska H., Tomasik P, Lii C. Y: Food Hydrocoll. 2002, 16,215.
• 24. Zaleska H., Tomasik P, Lii C. Y: /. Food Eng. 2002,53, 249.
• 25. Lii C. Y., Liaw S. C.A Lai V. M.-F. Tomasik P: Eur. Polym. J. 2002,38,1377.
• 26. Lii C. Y, Liaw S. C., Tomasik P: Poi J. Food Nutr. Sci 2003,12, 25.
• 27. Najgebauer D., Grega T, Sady M., Tomasik P: Molecules 2004, 9,550.
• 28. Lii C. Y, Chen H. H., Lu S., Tomasik P: Int. J. Food Sci. Technol 2003,38, 787.
• 29. Korolczuk J., Breton-Dolet V., Tissier J. P, Maingonnant J. F.: Żywn. Technol Jakość. 1996,2, 67.
• 30. Tomasik P, Schilling C.: Mv. Carbohydr. Chem. Biochem. 2004, 59,175.
• 31. Tomasik P, Fiedorowicz M., Para A.: "Starch: Progress in structural studies, modifications and appli-cations" (Eds: Tomasik P, Yuryev V. P, Bertoft E.), Polish Society of Food Technologists', Cracow 2004, Ch. 24, p. 301.
• 32. Lewandowicz G., Szymanska G., Voelkel E., Walkowski A.: Poi J. Food Nutr. Sci. 2000, 9, 31.
• 33. Mao G. J., Wang P, Meng X. S., Zhang X., Zheng T.: /. Appl. Polym. Sci. 2006,102,3854.
• 34. Staroszczyk H., Tomasik P: e-Polymers 2005,080.
• 35. Staroszczyk H., Tomasik R, Janas R, Poreda A.: Carbohydr. Polym. 2007, 69, 299.
• 36. Staroszczyk H., Fiedorowicz M., Zhong W., Janas R, Tomasik R: e-Polymers 2007,140.
• 37. Pat. US 3,038,870 (1962) (Chem. Abstr. 1962, 57, 13 996).
• 38. PCT Int. Appl. 92 01,743 (1992) (Chem. Abstr. 1992, 116,257 042v).
• 39. Aberle Th., Burchard W., Yolwerg W., Radosta S.: Starch/Staerke 1994,46, 329.
• 40. Bello-Perez L. A., Paredes-Lopez O., Roger R, Colonna R: Cereal Chem. 1996, 73,12.
• 41. Richter M., Augustat S., Schierbaum R: "Ausgewahlte Methoden der Starkechemie", VEB Fachbuch Verlag, Leipzig 1968. p. 125.
• 42. Peak D., Luther G. W., Sparks D. L.: Geochim. Cosmochim.Acta 2003, 67,2551.
• 43. Shih C. C., Wu K. H., Wang G. R, Wu T. R., Chang T. C.: Polym. Degrad. Stab. 2006, 91,1658.
• 44. Weir C. E.:/. Res. Nat. Bur. Stand. — A. 1966,70A, 153.
• 45. Staroszczyk H., Fiedorowicz M., Janas R, Tomasik R: Polimery 2007,57, 874.
• 46. Hoover R., Manuel H.: /. Cereal Sci. 1996,23,153.
• 47. Starzyk R, Tomasik R, Lii C. Y.: Poi J. Food Nutr. Sci. 2001,10,27.
• 48. Lenz R. W., Heeschen J. R: /. Polymer Sci. 1961, 51, 247.