本文關(guān)鍵詞：硫脲改性殼聚糖樹脂對展青霉素的脫除作用

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【摘要】：展青霉素是廣泛存在于果蔬產(chǎn)品中的一種微生物源污染物,隨著研究的深入,人們對展青霉素的生物合成機制已經(jīng)有了初步認識,并開始試圖從基因水平了解甚至控制展青霉素的合成。同時展青霉素的毒性研究也一直在進行,大量研究表明展青霉素具有急性毒性、亞急性毒性和慢性毒性。雖然目前的研究還停留在動物實驗和細胞實驗水平,但是展青霉素對人體健康有潛在的危害是世界各國公認的,歐洲國家率先建立了展青霉素的安全限量標準,美國、中國和日本等國家也相繼規(guī)定食品中展青霉素限量標準為50μg/L。殼聚糖是一種生物堿性多糖,具有化學性質(zhì)穩(wěn)定、無毒無味的特性。殼聚糖分子中具有大量的氨基和羥基,具有很好的溶解性和化學活性。因此,在環(huán)境保護、醫(yī)療、食品、化工以及化妝品等領(lǐng)域具有廣泛的應用價值。將殼聚糖通過反相懸浮交聯(lián)法制備成殼聚糖樹脂,具有極佳的吸附性能。另外,也可對殼聚糖樹脂再進行改性,使其獲得更好的吸附性能。本文以殼聚糖樹脂為基礎(chǔ)吸附材料,研究了殼聚糖樹脂對展青霉素的吸附特性,并探究了其對展青霉素的吸附機理,從而為下一步研究改性殼聚糖樹脂對展青霉素的吸附特性及吸附機理奠定基礎(chǔ)。1)首次將殼聚糖樹脂應用于展青霉素的脫除。在pH 7.0和40℃條件下,吸附24 h達到最大吸附量626.4 lμg/g,表明殼聚糖樹脂能夠有效地脫除水溶液中的展青霉素。利用傅立葉變換紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)和差示掃描量熱分析(DSC)等對殼聚糖及其樹脂進行表征,結(jié)果表明殼聚糖確實已經(jīng)發(fā)生交聯(lián),生成殼聚糖交聯(lián)樹脂。2)殼聚糖樹脂表面存在大量的活性氨基和羥基,有利于對其進行改性。對復配改性、接枝改性和基團替換改性三種改性方法制備的改性殼聚糖樹脂進行吸附性能的對比,結(jié)果表明通過基團替換改性制備的硫脲改性殼聚糖樹脂具有很好的吸附性能和安全性,并對此新型樹脂的合成過程進行優(yōu)化,該方法也可以提高大孔樹脂對展青霉素的吸附效果。在低溫、低pH條件下,較少的硫脲改性殼聚糖樹脂就能夠得到比殼聚糖樹脂更好的吸附效果,這說明改性后殼聚糖樹脂的吸附性能得到很大的改善,更適合常溫下果汁中展青霉素的脫除。FTIR和X射線能譜分析(EDS)結(jié)果表明,確實已經(jīng)將巰基接到了殼聚糖樹脂上硫脲改性殼聚糖樹脂表現(xiàn)出比殼聚糖樹脂更好的吸附效果,并能夠更好地應用于果汁中的展青霉素脫除。3)為了充分認識殼聚糖樹脂和硫脲改性殼聚糖樹脂對展青霉素的吸附過程,通過熱力學和動力學分析對其吸附機理進行研究。結(jié)果表明殼聚糖樹脂對展青霉素的吸附過程屬于多層吸附,吸附過程中吸附速率受到兩種反應物的共同影響,而硫脲改性殼聚糖樹脂對展青霉素的吸附屬于化學吸附,吸附過程中吸附速率主要受到一種反應物的影響。兩種樹脂對展青霉素的吸附限速步驟均是液膜擴散,展青霉素在樹脂外液膜內(nèi)移動速度小于在樹脂內(nèi)部移動速度。另外,吸附熱力學性質(zhì)研究表明,兩種吸附均屬于自發(fā)進行的吸熱吸附過程。結(jié)構(gòu)模擬和反應原理分析都是為了更好理解樹脂對展青霉素的吸附機理,本文提出了在酸性條件下巰基與展青霉素反應的原理,并通過作圖的形式還原了殼聚糖樹脂的改性過程。4)對靜態(tài)吸附前后蘋果汁中的有機酸、氨基酸、總糖和香氣成分進行分析,結(jié)果表明吸附對果汁中的營養(yǎng)和香氣成分影響不大。在25和40℃條件下0.1 g硫脲改性殼聚糖樹脂對毒素的脫除率分別有16.61%和30.29%,但在40℃條件下0.5 g硫脲改性殼聚糖樹脂可以將含有10 mg/L展青霉素的果汁中的毒素完全脫除,降低毒素濃度也能在一定程度上提高其毒素脫除率。動態(tài)吸附實驗效果明顯優(yōu)于靜態(tài)吸附實驗,特別是在流速較低時可提高吸附效果。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ424

【參考文獻】

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