Multiscale Structure of Starches Grafted with Hydrophobic Groups: A New Analytical Strategy

Autor: Marion Collinet-Fressancourt, Sébastien Tilloy, A. Mazzah, Chloé Volant, Claude Quettier, Nicolas Descamps, Alexandre Gilet, Xavier Falourd, Vincent Wiatz, Fatima Beddiaf, Eric Monflier, Agnès Rolland-Sabaté, Hervé Bricout
Přispěvatelé: Miniaturisation pour la Synthèse, l’Analyse et la Protéomique - USR 3290 (MSAP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC), Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 (UCCS), Centrale Lille Institut (CLIL)-Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille, Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages (BIA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Recyclage et risque (UPR Recyclage et risque), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Université de Montpellier (UM), Roquette Frères, UCCS Équipe Catalyse Supramoléculaire, Centrale Lille Institut (CLIL)-Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centrale Lille Institut (CLIL)-Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille, Sécurité et Qualité des Produits d'Origine Végétale (SQPOV), Avignon Université (AU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Miniaturisation pour la Synthèse, l’Analyse et la Protéomique - UAR 3290 (MSAP), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lille, CNRS, ENSCL, Univ. Artois, Centrale Lille, Miniaturisation pour la Synthèse, l’Analyse et la Protéomique - UAR 3290 [MSAP], Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 [UCCS], Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages [BIA], Université de Montpellier [UM], Recyclage et risque [UPR Recyclage et risque], Unité de Catalyse et Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181, Sécurité et Qualité des Produits d'Origine Végétale [SQPOV]
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
macromolecular characteristics
Materials science
Starch
Multiangle light scattering
Pharmaceutical Science
02 engineering and technology
Article
Analytical Chemistry
lcsh:QD241-441
chemistry.chemical_compound
0404 agricultural biotechnology
lcsh:Organic chemistry
Amylose
Drug Discovery
Molecule
chemical composition
[CHIM]Chemical Sciences
Physical and Theoretical Chemistry
surface characterization
etherified starch
acetylated starch
chemistry.chemical_classification
Aqueous solution
Molar mass
Molecular Structure
[CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry
Organic Chemistry
04 agricultural and veterinary sciences
Polymer
021001 nanoscience & nanotechnology
040401 food science
Characterization (materials science)
Molecular Weight
chemistry
Chemical engineering
Chemistry (miscellaneous)
Molecular Medicine
0210 nano-technology
Hydrophobic and Hydrophilic Interactions
Zdroj: Molecules
Molecules, MDPI, 2020, 25 (12), pp.2827. ⟨10.3390/molecules25122827⟩
Volume 25
Issue 12
Molecules, 2020, 25 (12), pp.2827. ⟨10.3390/molecules25122827⟩
Molecules, Vol 25, Iss 2827, p 2827 (2020)
ISSN: 1420-3049
Popis: Starch, an abundant and low-cost plant-based glucopolymer, has great potential to replace carbon-based polymers in various materials. In order to optimize its functional properties for bioplastics applications chemical groups need to be introduced on the free hydroxyl groups in a controlled manner, so an understanding of the resulting structure-properties relationships is therefore essential. The purpose of this work was to study the multiscale structure of highly-acetylated (degree of substitution, 0.4 <
DS &le
3) and etherified starches by using an original combination of experimental strategies and methodologies. The molecular structure and substituents repartition were investigated by developing new sample preparation strategies for specific analysis including Asymmetrical Flow Field Flow Fractionation associated with Multiangle Laser Light Scattering, Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Raman and Time of Flight Secondary Ion Mass spectroscopies. Molar mass decrease and specific ways of chain breakage due to modification were pointed out and are correlated to the amylose content. The amorphous structuration was revealed by solid-state NMR. This original broad analytical approach allowed for the first time a large characterization of highly-acetylated starches insoluble in aqueous solvents. This strategy, then applied to characterize etherified starches, opens the way to correlate the structure to the properties of such insoluble starch-based materials.
Databáze: OpenAIRE
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