Σχέσεις δομής και ιδιοτήτων πολυσακχαριτών σε συστήματα χαμηλής και υψηλής συγκέντρωσης διαλύτη
Creators: name: Λαζαρίδου, Αθηνά
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2003
Subjects: β-γλυκάνες
υδροπηκτές
Υαλώδες μετάπτωση
b-glycans
gels
Glass transition

description: Οι σχέσεις της μοριακής δομής-φυσικής και των φυσικοχημικών ιδιοτήτων πολυσακχαριτών μελετήθηκαν τόσο σε συστήματα συγκέντρωσης διαλύτη(διαλύματα και υδροπηκτές πουλλουλάνης και (1&gt;3), (1&gt;4)-β-D-γλυκανών) όσο και σε άμορφες καταστάσεις πλαστικοποιημένες με μικρές συγκεντρώσεις νερού και σορβιτόλης(πουλλουλάνη, χιτοσάνη και μίγματα αμύλου-χιτοσάνης και πουλλουλάνης-χιτοσάνης). Ο χαρακτηρισμός της μοριακής δομής της πουλλουλάνης και των β-γλυκανών που απομονώθηκαν από βρώμη, κριθάρι και σιτάρι έγινε με χρωματογραφία αποκλεισμού μεγέθους υψηλής απόδοσης(HPSEC), NMR φασματοσκοπία(1Η, 13C και των δυο διαστάεων 1Η-1Η 1Η-13C φάσματα) και ενζυμικές μεθόδους. Η ψευδοπλαστική και η ιξωδοελαστική συμπεριφορά των πρόσφατων διαλυμάτων β-γλυκανών από δημητριακά ήταν η χαρακτηριστική πολυσακχαρίτων με τυχαία διαμόρφωση αλυσίδας. Υδροπηκτές β-γλυκανών με διαφορετικά μοριακά χαρακτηριστικά σχηματίστηκαν κάτω από ισόθερμες συνθήκες πήξης(5-45οC, συγκέντρωση πολυσακχαρίτη 4-12%w/v), καθώς επίσης και μετά από επαναλαμβανόμενες κύκλους κατάψυξης(-18οC για 24h) και απόψυξης(5oC για 24h) αραιών σχετικά διαλυμάτων(1-3% w/v), οι οποίες εξετάστηκαν με δυναμική ρεομετρία μικρών παραμορφώσεων, με διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης(DSC) και με μηχανικές δοκιμές μεγάλων παραμορφώσεων. Η ικανότητα σχηματισμού υδριπηκτών και οι ιδιότητές τους εξαρτιόταν από το μοριακό μέγεθος, την πρωτοταγή δομή και τη συγκέντρωση της β-γλυκάνης, καθώς και από τη θερμοκρασία πήξης και οπό τον αριθμό των κύκλων κατάψυξης-απόψυξης στις περιπτώσεις των σχηματριζόμενων πηκτών σε θερμοκρασίες πάνω από τους 0οC και των κρυοπηκτών, αντίστοιχα. Το νερό και η σερβιτόλη επέδειξαν σημαντική πλαστικοποιητική δράση στα άμορφα συστήματα πολυσακχαριτών, που διαπιστώθηκε από τη μείωση της θερμοκρασίας υαλώδους μετάπτωσης(Tg) με μετρήσεις δυναμικής θερμικής ανάλυσης(DMTA) και τη μείωση του συντελεστή ελαστικότητας και της μέγιστης τάσης εφελκυσμού, καθώς επίσης και την αύξηση της μέγιστης ποσοστιαίας επιμήκυνσης σε μηχανικές δοκιμές μεγάλων παραμορφώσεων. Το μοριακό βάρος της πουλλουλάνης δε βρέθηκε να επηρεάζει την Tg του πολυμερούς, ενώ οι μηχανικές ιδιότητες του πολυσακχαρίτη επηρεάζονταν μόνο κάτω από εφαρμογή μεγάλων παραμορφώσεων
description: Structure-function relations of polysaccharides in high and low solvent systems were explored in this study. Pullulan solutions and (1&gt;3), (1&gt;4)-β-D-glucan solutions and hydrogels as well as amorphous systems of pollylan, chitosan and pollulan-chitosan blends plasticized with small amounts of waters and/or sorbitol were the study systems. The structural characterization of pollulan and β--glucans isolated from oat, barley and wheat was carried out by high-performance size exclusion chromatography(HPSEC), NMR spectroscopy(1H, and 13C, and 1H-1H and 1H-13C 2D-NMR) and enzymic methods. The shear thinning and viscoelastic behavior of fresh cereal β-glucan solutions were typical of a random coil polysaccharide.β-Glucan hydrogels with different molecular characteristics were formed isothermally(5-45oC, 4-12% w/v polymer concentration) as well as after repeated freezing(-18oC for 24h) and thawing(5oC for 24h) cycles of relative dilute polysaccharide solutions(1-3% w/v). These hydrogels were examined by small strain dynamic rheometry, differential scanning calorimetry(DSC) and large deformation mechanical tests. The gelling ability of β-glucans cured at temperatures above 0oC and the properties of the cryogles were influeced by the initial solution concentration, the number of freeze-thaw cycles and the molecular features of the β-glucans. Water and sorbitol exhibited a strong plastizing action on amorphous polysaccharide systems, they descreased the glass transition temperature(Tg), as determined by dynamic mechanical thermal analysis(DMTA), and the tensile(Young's) modulus and strenght as well as increased the percentage elongation, as measured by large deformation mechanical testing. There was no effect pullulan molecular size on Tg, whereas the tensile tests revealed some relationships between mechanical properties under uniaxial load and the molecular characteristics of this polysaccharide