【摘要】：本文對(duì)海藻酸鈉-殼聚糖聚電解質(zhì)復(fù)合物的超微結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性展開(kāi)研究。采用原子力顯微鏡顯微技術(shù),結(jié)合基本的熱力學(xué)和靜電力學(xué)原理,對(duì)海藻酸鈉-羧甲基殼聚電解質(zhì)復(fù)合物的形態(tài)學(xué)特征進(jìn)行了相應(yīng)的觀察和分析,繼而從微觀成像的結(jié)果追溯和推測(cè)更微觀層面上的作用機(jī)制;通過(guò)制備海藻酸鈉-殼聚糖/羧甲基殼聚糖凝膠,對(duì)其吸水性、持水性和離子吸附性進(jìn)行定量研究;最后通過(guò)利用擠出法制備的凝膠微囊探究其相應(yīng)結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性。具體研究結(jié)果如下:(1)海藻酸鈉與羧甲基殼聚糖可形成穩(wěn)定的聚電解質(zhì)復(fù)合物。單一組分的海藻酸鈉自組裝形態(tài)為纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),羧甲基殼聚糖則為片層狀結(jié)構(gòu)分布,兩者混合后自組裝形態(tài)發(fā)生明顯改變:當(dāng)海藻酸鈉濃度、質(zhì)量比維持不變時(shí),隨著羧甲基殼聚糖含量的增加,海藻酸鈉自組裝形態(tài)由空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)向平面多層聚集結(jié)構(gòu)逐漸過(guò)渡,樣品表面產(chǎn)生大量顆粒狀聚集,表面粗糙度明顯升高;(2)海藻酸鈉與殼聚糖/羧甲基殼聚糖在水合條件下可以形成凝膠,經(jīng)過(guò)交聯(lián)干燥后其吸水性能與所選取凝膠的形狀、質(zhì)量以及內(nèi)部凝實(shí)程度有關(guān):殼聚糖/羧甲基殼聚糖的含量越高,凝膠的吸水性、持水性和離子吸附性就越好,且羧甲基殼聚糖對(duì)體系的影響比殼聚糖更為顯著;(3)鈣、鎂、鐵、鋅、銅等二價(jià)離子對(duì)海藻酸鈉-殼聚糖微囊的穩(wěn)定性具有影響:其中,鎂、鈣影響下形成的凝膠微囊最為穩(wěn)定,保存時(shí)間最長(zhǎng);鐵、鋅、銅三組別的凝膠微囊呈現(xiàn)不同程度上的不穩(wěn)定。比較后可知二價(jià)金屬陽(yáng)離子與海藻酸鈉-殼聚糖體系的相互作用與金屬陽(yáng)離子的離子半徑有關(guān):離子半徑越大,海藻酸鈉分子鏈間產(chǎn)生的空隙越大,海藻酸鈉凝膠微囊的空間緊實(shí)程度越低,凝膠微囊內(nèi)外離子交換越容易,產(chǎn)生的凝膠微囊越不穩(wěn)定。本文對(duì)海藻酸鈉-殼聚糖聚電解質(zhì)復(fù)合物的超微結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性的關(guān)系進(jìn)行了深入探究,將聚電解質(zhì)復(fù)合物的微觀形態(tài)觀察與宏觀性質(zhì)研究統(tǒng)一結(jié)合,為其實(shí)際應(yīng)用尤其是在生物學(xué)方面的應(yīng)用提供相應(yīng)的理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ427.26;TB33
【圖文】：

(Meng et al. 2015; Rafi et al 2015)、控制釋放(Ramesh et al. 2007)以及食品應(yīng)用(Kanokpanont et al. 2018)。圖1-1 海藻酸鈉分子結(jié)構(gòu)Fig.1.1 Molecular structure of sodium alginate圖1-2 二價(jià)金屬離子與海藻酸鈉結(jié)合模型Fig.1-2 Formation of Ca-alginate gels according to the egg-box model海藻酸鈉可以在二價(jià)金屬陽(yáng)離子的作用下形成水凝膠，其中二價(jià)金屬金屬陽(yáng)離子作為交聯(lián)劑，從微觀結(jié)構(gòu)上來(lái)看，會(huì)形成以二價(jià)金屬陽(yáng)離子為核心的空間結(jié)構(gòu)，通常稱(chēng)之為“蛋盒結(jié)構(gòu)”（Hecht et al. 2016）。蛋盒結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生改善了海藻酸鈉體系親水性高，對(duì)濕度變化敏感的劣勢(shì)，同時(shí)增強(qiáng)了體系的機(jī)械強(qiáng)度，增大了吸附面積，使得海藻酸鈉得到了更廣泛的應(yīng)用。1.2.1 海藻酸鈉的研究進(jìn)展海藻酸鈉自1883年由海帶中發(fā)現(xiàn)以來(lái)，人類(lèi)的生產(chǎn)生活中對(duì)其的開(kāi)發(fā)愈發(fā)深入，對(duì)其應(yīng)用較早的時(shí)美國(guó)： 1929年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)；1944年用于食品工業(yè)；20世紀(jì)80年代

基接枝共聚等方式引入殼聚糖骨架生成殼聚糖衍生物，如羧甲基殼聚糖。殼聚糖的衍生物具有更好的溶解性，使得其應(yīng)用更加廣泛。圖1-3 殼聚糖化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1-3 Chemical structure of chitosan1.3.2 羧甲基殼聚糖羧甲基殼聚糖(Carboxymethyl chitosan, CMC)是一種殼聚糖衍生物，通常根據(jù)羧甲基化位點(diǎn)的不同而分為N-，O-，N，O-和 N，N-四種（Muzzarelli et al. 1988; Shinde. 2013）。它們都具備高粘度、低毒性、良好的生物/粘膜粘附性、高生物相容性和可形成凝膠的特性究(Abreu et al.,2005; Upadhyaya et al.,2014)。同時(shí)，羧甲基殼聚糖在制造片劑、薄膜和納米技術(shù)系統(tǒng)(Prabaharan et al.,2008; Biomater et al.,2016)，以及組織工程生物材料等方面也表現(xiàn)出良好的優(yōu)勢(shì)。圖1-4 羧甲基殼聚糖化學(xué)

納米技術(shù)系統(tǒng)(Prabaharan et al.,2008; Biomater et al.,2016)，以及組織工程生物材料等方面也表現(xiàn)出良好的優(yōu)勢(shì)。圖1-4 羧甲基殼聚糖化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1-4 Chemical structure of Carboxymethyl chitosan1.3.3 殼聚糖及羧甲基殼聚糖的應(yīng)用1.3.3.1 食品保鮮

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐芬芬;葉利民;樊生樹(shù);王曉亮;;N,O-羧甲基殼聚糖在上饒?jiān)缋姹ｕr上的應(yīng)用研究[J];北方園藝;2015年21期

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1 王靜平;添加海藻酸鈉的可食性淀粉膜的研究[D];天津大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2747385