Fizykochemia biopolimerów - wyk ad 6bioproc:wyklad_6.pdf · 2019-10-09 · Fizykochemia...
Transcript of Fizykochemia biopolimerów - wyk ad 6bioproc:wyklad_6.pdf · 2019-10-09 · Fizykochemia...
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Wykład 6
Fizykochemia biopolimerów - wykład 6
Anna Ptaszek
Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego
9 października 2019
1 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje łańcuchów
Budowa amylozy i amylopektyny
http://polysac3db.cermav.cnrs.fr/home.html
2 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje łańcuchów
Jak zachowuje się łańcuch biopolimeru w roztworze?
Phys. Chem. Chem. Phys., 2012,14, 14450-14459 DOI: 10.1039/C2CP42454A
3 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje łańcuchów
4 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje łańcuchów
Średni promień bezwładności Rg
średnia odległość poszczególnych segmentów łańcucha odśrodka ciężkości biopolimeru.
Średni promień hydrodynamiczny Rh
to średni promień sfery, która porusza się po tej samej drodzeco makrocząsteczka.
5 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Struktura kłębka
Jak zachowuje się łańcuch biopolimeru w roztworze?
http://dx.doi.org/10.4236/aces.2015.52015
6 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Struktura kłębka
Jak klasyfikuje się roztwory biopolimerów?
rozcie czony
redniorozcie czony
stężony
7 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Struktura kłębka
Jak rodzaj rozpuszczalnika wpływa na konformację łańcuchów?
Phys. Chem. Chem. Phys., 2012,14, 14450-14459 DOI: 10.1039/C2CP42454A
8 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Struktury wstęgowe biopolimerów a żelowanie
Zjawisko żelowania
agregaty sferycznychcz steczek
sie a cuchów wst gowych
el chemicznywi zania kowalencyjne
el fizycznyfragmenty krystaliczne
9 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Biopolimery
hydrokoloidy
to m. in. biopolimery tworzące w wodzie roztwory koloidalne.
roztwór koloidalny
to układ najczęściej dwufazowy. Rozmiary cząsteczek fazyrozproszonej mieszczą się w zakresie 1-200nm.
Roztwory koloidalne sprawiają wrażenie jednorodnych. Wprzypadku makrocząsteczek, czyli cząsteczek o rozmiarachdużo większych w stosunku do rozpuszczalnika, pojedynczełańcuchy mieszczą w wymaganym zakresie wymiarów. W tymprzypadku mówimy o koloidach cząsteczkowych. Do tejgrupy zaliczyć możemy większość omawianych biopolimerów.
10 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje łańcuchów
Budowa amylozy
http://polysac3db.cermav.cnrs.fr/home.html
11 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje łańcuchów
Rekrystalizacja amylozy (retrogradacja)
12 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje łańcuchów
Budowa amylopektyny
http://polysac3db.cermav.cnrs.fr/home.html
13 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Kleikowanie skrobi
niekompatybilność
amyloza - amylopektyna - woda
ogrzewanie ch odzenie
przechowywanie
14 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konsekwencje różnic w budowie
niekompatybilność
układ polimer 1 - polimer 2 - wodaamyloza - amylopektyna - woda
15 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Niekompatybilność - dlaczego?
Oddziaływania
biopolimerów z cząsteczkami rozpuszczalnika i innymiskładnikami decydują o konformacji biopolimeru i wkonsekwencji o obrazie makroskopowym roztworu.
Możemy zatem obserwować roztwór koloidalny(pseudo-jednorodny) albo separację faz czyli podział na dwielub więcej faz bogatszych w wybrany składnik.
16 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Hydrokoloidy
hydrokoloidy pochodzenia roślinnego - polisacharydy
to m. in. guma guar (E412), guma arabska (E414), karagen(E407), pektyny (E440).
hydrokoloidy pochodzenia zwierzęcego - białka
to m. in. żelatyna (E441) czy też białka serwatkowe.
hydrokoloidy pochodzenia mikrobiologicznego - polisacharydy
to m. in. guma ksantanowa (E415) i guma gellan (E418).
17 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje hydrokolidów w wodnychroztworach
Guma ksantanowa - polisacharyd jonowy
helisa kłębek
ogrzewanie 50oC
nie żeluje - tworzy strukturę pseudo-żelową
18 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje hydrokolidów w wodnychroztworach
Guma ksantanowa - zmiana średniego promieniahydrodynamicznego
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
um
znorm
aliz
ow
ana inte
nsyw
nosc r
ozkla
du
Rh
20oC
30oC
pm pm nm nm nm um um110 100 10 101100
Rh(30oC)Rh(40
oC)
19 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje hydrokolidów w wodnychroztworach
guma guar - polisacharyd niejonowy - sieć splątań
O
OO
OO
O
O
O
O
OH
HH
H
CH3
O
HH
H H
H
O
CH3
H
H HO
H
CH2OH
CH2OH
H
H
H
H H H H
HOHOHO OH
OH
HO HO
HO
CH2OH
HHO
H
CH2OH
H
H H
H
H
H
OH
HOH H
H
H
O
20 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje hydrokolidów w wodnychroztworach
guma guar - polisacharyd niejonowy
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
znorm
aliz
ow
ana inte
nsyw
nosc r
ozkla
du
Rh
30oC
40oC
pm pm nm nm nm um um110 100 10 101100
Rh(30oC) Rh(40
oC)
21 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje hydrokolidów w wodnychroztworach
Karagen - polisacharyd jonowy
doi:10.3390/md14030042
22 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje hydrokolidów w wodnychroztworach
Żele alginianowe
doi: 10.1039/c3sm52285g
23 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje hydrokolidów w wodnychroztworach
Żelowanie pektyn
http://it.silvateam.com
24 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje hydrokolidów w wodnychroztworach
Żel pektynowy
25 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje hydrokolidów w wodnychroztworach
Żelowanie a rozpraszanie światła na łańcuchach biopolimerów
100
200
300
400
200 40 60 80 100 120 140
Czas elowania, min
Lic
zba z
licze
w tys.
I.
II. III.
26 / 1
Fizykochemiabiopolimerów- wykład 6
Anna Ptaszek
Konformacje hydrokolidów w wodnychroztworach
Żelowanie a rozpraszanie światła na łańcuchach biopolimerów
27 / 1