Rheologische Untersuchung des Sol-Gel-Übergangs von Agar-Agar

Authors

  • Dr. Monika Schwarzlos,

    Corresponding author
    1. Technische Universität Berlin, Fachbereich Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie, Fachgebiet Lebensmitteltechnologie, Amrumer Straße 32, D-13353 Berlin, Deutschland
    • Technische Universität Berlin, Fachbereich Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie, Fachgebiet Lebensmitteltechnologie, Amrumer Straße 32, D-13353 Berlin, Deutschland
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  • R. Blochwitz,

    1. Technische Universität Berlin, Fachbereich Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie, Fachgebiet Lebensmitteltechnologie, Amrumer Straße 32, D-13353 Berlin, Deutschland
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  • B. Senge

    1. Technische Universität Berlin, Fachbereich Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie, Fachgebiet Lebensmitteltechnologie, Amrumer Straße 32, D-13353 Berlin, Deutschland
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Abstract

Ziel der Untersuchungen war die Ermittlung des Deformationssystems von Agar-Agar-Lösungen, die Strukturkinetik des Sol-Gel-Übergangs sowie die Strukturaufklärung mittels Oszillationsversuchen in Abhängigkeit von der Konzentration.

Wie die Scherversuche ergaben, kann die Agar-Agar-Lösung im Konzentrationsbereich von 0,2-1,5% während des Abkühlungsverlaufs von 80°C bis unmittelbar vor Gelierung (1-3 K) als Newton-sches Medium charakterisiert werden. Bei weiterer Temperaturerniedrigung setzt zunächst in flüssiger Phase Strukturierung durch Bildung der Doppelhelices infolge Wasserstoffbrückenbindung ein. Die eigentliche räumliche Strukturierung durch Teilkristallisation läßt sich durch das Auftreten der Peaks infolge Freisetzung von Kristallisationswärmen beim Sol-Gel-Übergang während des Timesweeps nachweisen.

Anhand des spezifischen Verlaufes des Speicher- und Verlustmoduls über der Frequenz erscheint die Aussage gerechtfertigt, daß es sich bei den vorliegenden Agar-Agar-Gelen trotz geringer Einsatzkonzentrationen von 0,5-1,5% Agar-Agar um eine fest vernetzte Biopolymerstruktur mit hohem Speichermodul handelt.

Abstract

Rheological examination of the sol-gel-transition of agar-agar.

The aim of the present study was to investigate agar-agar-solutions both to determine rheological properties by the deformation system (shear tests) and to explain the structure formation by oscillation measurements.

Modern rheological test methods are suitable to describe structure and binding behaviour of various substances. The onset of phase conversion is characterized by cristallization peaks of storage modulus curves on cooling. Measurements of solutions of agar-agar studied over the concentration range have shown that the transition from a non-structured substance (Newtonian medium) to a viscoelastic substance occurs about 1 - 3 K prior to crystallization. The specific behaviour of agar-agar systems compared to other biopolymers, such as gelatin and carrageenan, derives from the rheological measurements. Oscillation measurements indicate agar-agar as a highly crosslinked biopolymer even at low concentrations (0,5-1,5%).

Ancillary