Brazilian Journal of Food Technology (Sep 2012)
Mechanical properties of a high amylose content corn starch based film, gelatinized at low temperature Propriedades mecânicas de filme a base de amido de milho de alto teor de amilose gelatinizado em baixa temperatura
Abstract
In the present study, a better knowledge of the influence of plasticizer content, storage relative humidity and film thickness on the mechanical properties of high amylose corn starch based films gelatinized at low temperature, is presented. The mechanical properties, tensile strength and percentage of elongation at break of high amylose corn starch films plasticized with glycerol were evaluated using tension tests. The films exhibited an increase in elongation and a decrease in tensile strength with increasing plasticizer concentration. When the glycerol level was high, some fissures were detected in the dry films, possible due to phase separation (starch-glycerol) phenomena. Film crystallinity is related to the reorganization capacity of the polymer chain, and thus the relative film crystallinity should increase with plasticizer content (glycerol and water). The mechanical properties were found to be strongly dependent on the water content due to the hydrophilic nature of starch films. The influence of moisture sorption on tensile strength was similar to that of plasticization with glycerol. The relationship between polymer chain mobility and water content explained this behavior. Elongation suffered a different effect and maximum values were reached at 45% relative humidity. The final drop in elongation was due to a softening of the structure at high relative humidity. The thicker the film the longer the drying time required, leading to greater relative crystallinity due to the corresponding increase in the possibility for chain reorganization. As a consequence, linear increases in tensile strength and elongation were observed with film thickness over the whole range studied (30 to 100 µm).No presente estudo, é apresentado um melhor conhecimento da influência do teor em plastificante, da umidade relativa de armazenamento e da espessura do filme nas propriedades mecânicas do filme baseado em amido de milho de alto conteúdo de amilose, gelatinizado em baixa temperatura. As propriedades mecânicas, a resistência à tração e a porcentagem de alongamento na ruptura dos filmes de amido de milho de alta amilose plastificados com glicerol foram avaliadas utilizando-se testes da tensão. Os filmes apresentaram aumento do alongamento na ruptura e diminuição da resistência à tração com a concentração crescente de plastificante. Quando o nível de glicerol foi elevado, algumas fissuras nos filmes secos foram detectadas, possivelmente em razão dos fenômenos de separação de fases (amido-glicerol). A cristalinidade do filme está relacionada à capacidade de reorganização da cadeia polimérica; assim, a cristalinidade relativa do filme deve aumentar com o conteúdo de plastificantes (glicerol e água). As propriedades mecânicas mostraram-se fortemente dependentes do teor de água, por causa da natureza hidrofílica dos filmes de amido. A influência da umidade de sorção na resistência à tração foi semelhante à plastificação com glicerol. A relação entre a mobilidade da cadeia polimérica e o teor em água explica esse comportamento. O alongamento sofreu um efeito diferente: valores máximos foram atingidos em 45% da umidade relativa. A queda final em alongamento deveu-se ao amolecimento da estrutura em umidade relativa alta. Os filmes mais espessos requerem mais tempo de secagem; dessa forma, a cristalinidade relativa é maior porque se aumenta a possibilidade de reorganização das cadeias. Como consequência, foi observado um aumento linear da resistência à tração e do alongamento na ruptura em relação à espessura do filme, sobre toda a faixa estudada (30 a 100 µm).
