Evaluation of calcium alginate bead formation kinetics: An integrated analysis through light microscopy, rheology and microstructural SAXS.

Ca(II)-alginate beads Gelling front Optical Video Microscopy Rheological characterization SAXS microstructure Syneresis

Journal

Carbohydrate polymers
ISSN: 1879-1344
Titre abrégé: Carbohydr Polym
Pays: England
ID NLM: 8307156

Informations de publication

Date de publication:
01 Oct 2021
Historique:
received: 26 02 2021
revised: 20 05 2021
accepted: 31 05 2021
entrez: 23 7 2021
pubmed: 24 7 2021
medline: 24 7 2021
Statut: ppublish

Résumé

Ca(II)-alginate beads are being produced for a broad spectrum of biotechnological uses. Despite the simplicity of their manufacturing process, in these highly complex arrangements, the final properties of the material strongly depend on the supramolecular scaffolding. Here we present a cost-effective automatized Optical Video Microscopy approach for in situ evaluation of the kinetics of alginate bead formation. With simple mathematic modeling of the acquired data, we obtained key parameters that reveal valuable information on the system: the time course of gel-front migration correlates with the plateau of the storage module, and total volume shrinkage is highly related to the stabilization of shear strain and shear stress at the yield point. Our results provide feasible and reproducible tools, which allow for a better interpretation of bead formation kinetics and a rapid screening technique to use while designing gelling materials with specific properties for technological applications.

Identifiants

pubmed: 34294319
pii: S0144-8617(21)00680-9
doi: 10.1016/j.carbpol.2021.118293
pii:
doi:

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Journal Article

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eng

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Auteurs

Andrés Posbeyikian (A)

Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Argentina; Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental, Universidad de Buenos Aires y Consejo de Investigaciones Científicas y Técnicas, Buenos Aires, Argentina.

Esteban Tubert (E)

Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Argentina; Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental, Universidad de Buenos Aires y Consejo de Investigaciones Científicas y Técnicas, Buenos Aires, Argentina.

Alejandro Bacigalupe (A)

Dirección Técnica de Materiales Avanzados, Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI), Argentina.

Mariano Martin Escobar (MM)

Dirección Técnica de Materiales Avanzados, Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI), Argentina.

Patricio Román Santagapita (PR)

Departamento de Química Orgánica, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Argentina; Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono (CIHIDECAR), CONICET-Universidad de Buenos Aires, Argentina.

Gabriela Amodeo (G)

Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Argentina; Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental, Universidad de Buenos Aires y Consejo de Investigaciones Científicas y Técnicas, Buenos Aires, Argentina. Electronic address: amodeo@bg.fcen.uba.ar.

Mercedes Perullini (M)

Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física (DQIAQF), Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Argentina; Instituto de Química de Materiales Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE), Universidad de Buenos Aires y Consejo de Investigaciones Científicas y Técnicas, Buenos Aires, Argentina. Electronic address: mercedesp@qi.fcen.uba.ar.

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