Beter inzicht in werking verdikkingsmiddel Guar gum
2 maart 2001
promotie ir. R.H.W. Wientjes, faculteit Technische Natuurkunde:
Reologie van associatieve biopolymeren
Het verdikkingsmiddel Guar gum wordt veelvuldig gebruikt in
voedingsmiddelen en cosmetische producten. Guar gum is een polymeer
dat is opgebouwd uit de koolhydraten mannose en galactose. Hierbij is
een hoofdketen mannose gedeeltelijk bezet met zijgroepen galactose.
Toevoeging van een kleine hoeveelheid van het verdikkingsmiddel aan
water veroorzaakt een drastische toename in de viscositeit ofwel
stroperigheid. In de industrie wordt dit effect gebruikt om
producteigenschappen te verbeteren. Meestal gebeurt dit via de trial
and error-methode, omdat men de relatie tussen macroscopische en
microscopische eigenschappen nog niet begrijpt. Meer inzicht in deze
relatie kan zorgen voor een betere kwaliteit van producten zoals ijs,
dressings en zuivel.
Roland Wientjes onderzocht het verband tussen reologische
(macroscopische) en moleculaire (microscopische) eigenschappen van
Guar gum-oplossingen. Reologische eigenschappen geven informatie over
het vastestofgedrag en/of vloeistofgedrag van de oplossing.
Voorbeelden van reologische eigenschappen zijn de viscositeit van een
vloeistof en de gelsterkte van een vaste stof (dit geeft de hardheid
van vaste stoffen aan; pudding is bijvoorbeeld veel minder hard dan
steen).
Uit de experimentele resultaten bleek dat Guar gum-oplossingen
vastestofgedrag vertonen op korte ( 1000 s)
tijdschalen. In het tussenliggende gebied overheerst het
vloeistofgedrag. Men kan zich dit het beste als volgt voorstellen: Als
een Guar gum oplossing heel langzaam (>1000 s) of juist heel snel (
Wientjes vergeleek de resultaten van zijn onderzoek met verschillende
microreologische modellen. Hieruit bleek dat ketens slechts een paar
sterke bindingen met elkaar hebben en dat ze geaggregeerde structuren
vormen. Een deel van deze structuren vult de ruimte in zijn geheel in
de vorm van een netwerk. Met de vorming van dit netwerk wordt de
mesoscopische structuur (d.i., op het niveau van het geheel van
polymeerketens bezien) ingevroren, waardoor het netwerk niet verhardt
en menging door de oplossing onmogelijk is. In dit beeld is het
langzame relaxatieproces het opbreken van het netwerk, terwijl het
snelle relaxatieproces de diffusie van de ingesloten geaggregeerde
structuren is.
promotor: prof. dr. J. Mellema; prof. dr. W.G.M. Agterof
co-promotor: dr. M.H.G. Duits
informatie: mw. drs. B. Koopmans, tel. (053) 489 43 66
e-mail: b.j.m.koopmans@cent.utwente.nl
Voor nadere informatie, of voor een gratis abonnement, kunt u contact
opnemen met de Dienst Communicatie en Transfer, Postbus 217, 7500 AE
Enschede, tel. (053) 489 43 85, e-mail: b.meijering@cent.utwente.nl