In situ real-time rheological characterization of alginate gelation

海藻酸盐凝胶的原位实时流变学表征

基本信息

  • 批准号:
    389065834
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    德国
  • 项目类别:
    Research Grants
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    德国
  • 起止时间:
    2017-12-31 至 2019-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

One challenging issue in rheology is to characterize materials undergoing fast transient structural changes during a physical process such as the gelation of polysaccharides. To investigate the kinetics of such a process, reliable real-time rheological monitoring is required. The scientific objective of this research project is to elucidate the gelation kinetics of alginate by means of a novel rheological approach. The impact of the polysaccharide concentration, the molar ratio of calcium to carboxylate ions, the cation type, and the ionic strength will be studied in situ by performing an instant infusion of divalent cations into the samples. To achieve such an infusion, the rheometer base, where the alginate solutions will be placed, must be modified. To provide a proof for our concept, the custom-made prototype base has been successfully tested using aqueous solutions of 1 and 1.5 wt.% alginate. The instant response of the polysaccharide to the presence of the calcium ions could be successfully recorded. In addition to the in-situ rheological characterization, the microstructural changes will simultaneously be recorded using optical microscopy. The combined approach can provide new insights into the gelation kinetics of alginate. The findings of this study are also of industrial relevance as this natural polysaccharide is used in many applications in the food, cosmetic, and pharmaceutical industries.
流变学中的一个具有挑战性的问题是表征在物理过程(例如多糖凝胶化)过程中经历快速瞬态结构变化的材料。为了研究这一过程的动力学,需要可靠的实时流变监测。该研究项目的科学目标是通过一种新颖的流变学方法阐明海藻酸盐的凝胶动力学。通过将二价阳离子即时注入样品中,可以原位研究多糖浓度、钙与羧酸根离子的摩尔比、阳离子类型和离子强度的影响。为了实现这种输注,必须修改放置藻酸盐溶液的流变仪底座。为了证明我们的概念,已使用 1 和 1.5 wt.% 海藻酸盐水溶液成功测试了定制原型底座。可以成功记录多糖对钙离子存在的即时反应。除了原位流变表征外,还将使用光学显微镜同时记录微观结构变化。这种组合方法可以为海藻酸盐的凝胶动力学提供新的见解。这项研究的结果也具有工业相关性,因为这种天然多糖被广泛应用于食品、化妆品和制药行业。

项目成果

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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
Custom-made rheological setup for in situ real-time fast alginate-Ca2+ gelation.
用于原位实时快速海藻酸盐-Ca2 凝胶化的定制流变装置
  • DOI:
    10.1016/j.carbpol.2020.116615
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.2
  • 作者:
    N. Besiri; Th. B. Goudoulas;N. Germann
  • 通讯作者:
    N. Germann
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