【摘要】：本文對海藻酸鈉-殼聚糖聚電解質復合物的超微結構及其穩(wěn)定性展開研究。采用原子力顯微鏡顯微技術,結合基本的熱力學和靜電力學原理,對海藻酸鈉-羧甲基殼聚電解質復合物的形態(tài)學特征進行了相應的觀察和分析,繼而從微觀成像的結果追溯和推測更微觀層面上的作用機制;通過制備海藻酸鈉-殼聚糖/羧甲基殼聚糖凝膠,對其吸水性、持水性和離子吸附性進行定量研究;最后通過利用擠出法制備的凝膠微囊探究其相應結構及穩(wěn)定性。具體研究結果如下:(1)海藻酸鈉與羧甲基殼聚糖可形成穩(wěn)定的聚電解質復合物。單一組分的海藻酸鈉自組裝形態(tài)為纖維網(wǎng)狀結構,羧甲基殼聚糖則為片層狀結構分布,兩者混合后自組裝形態(tài)發(fā)生明顯改變:當海藻酸鈉濃度、質量比維持不變時,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)狀結構向平面多層聚集結構逐漸過渡,樣品表面產生大量顆粒狀聚集,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)過交聯(lián)干燥后其吸水性能與所選取凝膠的形狀、質量以及內部凝實程度有關: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,且羧甲基殼聚糖對體系的影響比殼聚糖更為顯著;(3)鈣、鎂、鐵、鋅、銅等二價離子對海藻酸鈉-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,保存時間最長;鐵、鋅、銅三組別的凝膠微囊呈現(xiàn)不同程度上的不穩(wěn)定。比較后可知二價金屬陽離子與海藻酸鈉-殼聚糖體系的相互作用與金屬陽離子的離子半徑有關:離子半徑越大,海藻酸鈉分子鏈間產生的空隙越大,海藻酸鈉凝膠微囊的空間緊實程度越低,凝膠微囊內外離子交換越容易,產生的凝膠微囊越不穩(wěn)定。本文對海藻酸鈉-殼聚糖聚電解質復合物的超微結構與穩(wěn)定性的關系進行了深入探究,將聚電解質復合物的微觀形態(tài)觀察與宏觀性質研究統(tǒng)一結合,為其實際應用尤其是在生物學方面的應用提供相應的理論依據(jù)。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ427.26;TB33
【圖文】：

(Meng et al. 2015; Rafi et al 2015)、控制釋放(Ramesh et al. 2007)以及食品應用(Kanokpanont et al. 2018)。圖1-1 海藻酸鈉分子結構Fig.1.1 Molecular structure of sodium alginate圖1-2 二價金屬離子與海藻酸鈉結合模型Fig.1-2 Formation of Ca-alginate gels according to the egg-box model海藻酸鈉可以在二價金屬陽離子的作用下形成水凝膠，其中二價金屬金屬陽離子作為交聯(lián)劑，從微觀結構上來看，會形成以二價金屬陽離子為核心的空間結構，通常稱之為“蛋盒結構”（Hecht et al. 2016）。蛋盒結構的產生改善了海藻酸鈉體系親水性高，對濕度變化敏感的劣勢，同時增強了體系的機械強度，增大了吸附面積，使得海藻酸鈉得到了更廣泛的應用。1.2.1 海藻酸鈉的研究進展海藻酸鈉自1883年由海帶中發(fā)現(xiàn)以來，人類的生產生活中對其的開發(fā)愈發(fā)深入，對其應用較早的時美國： 1929年應用于工業(yè)生產；1944年用于食品工業(yè)；20世紀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，使得其應用更加廣泛。圖1-3 殼聚糖化學結構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，羧甲基殼聚糖在制造片劑、薄膜和納米技術系統(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。圖1-4 羧甲基殼聚糖化學

納米技術系統(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。圖1-4 羧甲基殼聚糖化學結構Fig.1-4 Chemical structure of Carboxymethyl chitosan1.3.3 殼聚糖及羧甲基殼聚糖的應用1.3.3.1 食品保鮮

【參考文獻】

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本文編號：2747385