1. Multiscale Structure of Starches Grafted with Hydrophobic Groups: A New Analytical Strategy
- Author
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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, 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, and Sécurité et Qualité des Produits d'Origine Végétale [SQPOV]
- Subjects
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 - Abstract
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.
- Published
- 2020
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