Plasticizing—Antiplasticizing Effects of Water on Physical Properties of Tapioca Starch Films in the Glassy State

Abstract

The effects of moisture sorption on physical properties of native and cross-linked starch films in the glassy state were studied. Water played a dual role as a plasticizer or an antiplasticizer, depending on the physical property measured. Plasticizing effects were clearly evident in the case of the calorimetric glass transition temperature (T g ), tensile modulus, linear expansion, and water vapor permeability. In contrast, antiplasticization by water resulted in maxima in tensile strength, strain-at-break, and toughness of films that were observed at an intermediate moisture content ranging from 4% to 8% (RVP 0.1 to 0.4). The seemingly contradictory effects of water on mechanical properties associated with lower and higher deformation of starch films were reconciled by assigning different roles to water operating primarily via opposite entropic/free volume effects. Relationships, if any, between DSC thermal events and mechanical antiplasticization were not apparent.

Biodegradable Films of Cassava Starch, Pullulan and Bacterial Cellulose

“…É importante ressaltar que filmes preparados com a goma pululana pura são preparados com concentrações de sólidos bem maiores, entre 10 e 15% (m/v), 6,7 e que filmes de amido de mandioca são preparados com concentrações entre 2 e 3% (m/v). 2,3,22 De acordo com Kim et al, 6 pastas de goma pululana em concentrações de 20% (m/v) apresentam viscosidade a 95 °C similar às pastas de amido 5% (m/v), na mesma temperatura. Portanto, a mistura de amido e pululana é vantajosa não apenas pelo menor custo do amido, mas porque quando estes dois biopolímeros são empregados em mistura, pode-se empregar uma quantidade muito menor de pululana para a produção dos filmes.…”

“…Durante o preparo dos filmes foram empregadas temperaturas superiores à temperatura de gelatinização do amido de mandioca, que sofreu gelatinização e ruptura da sua estrutura granular semicristalina nativa. No entanto, de acordo com Chang, Cheah e Seow, 22 os picos endotérmicos observados em filmes de amido ocorrem em decorrência da recristalização da amilose e/ou em menor extensão das frações lineares da amilopectina durante a secagem dos filmes. Estes autores também observaram picos endotér-micos para filmes de amido de mandioca em temperaturas próximas às observadas neste trabalho, em 160-180 °C, 193-206 °C e 221-241 °C.…”

Análise das propriedades mecânicas de cereais matinais com diferentes fontes de amido durante o processo de absorção de leite

“…Este comportamento tem sido relatado como a antiplasticização mecânica pela água, e é característica de produtos a base de amido. Provavelmente, a compressão do produto em altas deformações/ forças na presença de moléculas de água leva ao preenchimento dos espaços celulares, o que diminui efetivamente o volume livre do sistema [8] e, assim, observa-se um endurecimento da matriz do produto. A partir do valor de atividade de água crítica, determinado a partir da Equação 6, foi calculado o tempo em que o cereal passa pela transição da fase vítrea para a plasticizada, ou seja, o tempo necessário para a perda de crocância (Tabela 5).…”

Constitutive response and mechanical properties of PFSA membranes in liquid water

“…a continuous decrease in Young's modulus with increasing water content as shown in Fig. 6), whereas an anti-plasticizer effect can be seen at high strains in the form of hard ening due to an increase in the structural order requiring more energy for the deformation and fracture [73,74]. Even though we have observed an increase in the hardening behavior of PFSA mem branes in liquid water, we also have found that deformation energy (area under the stress-strain curve) of PFSA membranes does not increase significantly when immersed in liquid water.…”