Gelation of aqueous gelatin solutions. I. Structural investigation

Abstract
We have investigated the structural modifications of aqueous gelatin solutions for various thermal treatments and different concentrations. The structure is explored at different microscopic levels, putting into evidence the conformational coil ⇄ helix transition of the proteic chains (by optical rotation), the supramolecular structure of the network (by electron microscopy) and the role of solvent (by proton nuclear magnetic resonance). The non-equilibrium nature of the gel phase is demonstrated as well as its disordered character. A phenomenological analysis of the kinetics of helix formation is proposed, followed by an attempt for a microscopic modelling of the mechanisms, based on the data presently known.

Résumé
Nous avons étudié les modifications structurales des solutions de gélatine pour différents traitements thermiques et différentes concentrations. La structure est explorée à plusieurs échelles microscopiques, comprenant la transformation conformationnelle pelote ⇄ hélice des chaînes protéiques (par polarimétrie) et l'organisation supramoléculaire du réseau (par microscopie électronique). Le rôle du solvant dans le processus de gélification est révélé à l'aide de la résonance magnétique nucléaire du proton. Le nonéquilibre de la phase gel est clairement mis en évidence, ainsi que son désordre topologique. Nous proposons une analyse phénoménologique de la cinétique de croissance des hélices, suivie d'une tentative de modélisation des mécanismes microscopiques s'appuyant sur les données connues.