殼聚糖微球的制備及吸附胭脂紅特性研究.pdf

1、殼聚糖(chitosan，簡稱CTS)，是由自然界中的幾丁質(zhì)經(jīng)過脫乙酰作用而得到的白色無定型、半透明、略有珍珠光澤的固體，在稀酸溶液中溶解后的殼聚糖可以加工成多種形態(tài)，如薄膜、微球等。殼聚糖微球主要應(yīng)用于水體污染治理，其對于吸附除去某些色素有非常好的效果。β-環(huán)糊精因?yàn)槠洫?dú)特的上寬下窄中空的環(huán)筒狀大分子結(jié)構(gòu)，也可以包合一定形狀和大小分子，通常會與殼聚糖混合使用。目前，已經(jīng)有大量研究人員對殼聚糖微球以及固定化的β-環(huán)糊精的性質(zhì)和作用進(jìn)行研

2、究。而胭脂紅作為目前我國在食品中用量最大的一種單偶氮類人工合成色素，它的安全性始終引人關(guān)注。所以，本文對殼聚糖微球制備的工藝條件，微球?qū)﹄僦t的吸附行為以及在食品樣品檢測中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，結(jié)果如下:
　　取一定量的脫乙酰度為92％的殼聚糖粉末（β-環(huán)糊精）于100mL體積分?jǐn)?shù)為1％的冰乙酸水溶液中充分?jǐn)嚢枞芙猓褂脷溲趸c-乙醇溶液作為固定劑，通過手工滴制的方法制備出形態(tài)均勻的殼聚糖微球，使用掃描電子顯微鏡觀察兩種微球的表征結(jié)構(gòu)

3、。對比了含有β-環(huán)糊精和不含β-環(huán)糊精的殼聚糖微球?qū)﹄僦t的吸附規(guī)律;考察了固定液濃度配比及干燥微球活化時(shí)間對微球吸附胭脂紅能力的影響。發(fā)現(xiàn)固定液中無水乙醇的體積分?jǐn)?shù)對微球的固定效果影響顯著、干燥微球的活化時(shí)間對溶液中胭脂紅的吸附效果影響顯著，使用中心合成設(shè)計(jì)法（Central Composite Design，CCD）對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行二因素五水平的響應(yīng)面設(shè)計(jì)，優(yōu)化了微球的制作及活化條件。結(jié)果表明:無水乙醇體積分?jǐn)?shù)為44.14％并且活化時(shí)間為

4、38.49h時(shí)不含β-環(huán)糊精的單殼聚糖微球?qū)﹄僦t的吸附效果最優(yōu)秀。
　　首先，采用優(yōu)化后的制作活化條件下得到的殼聚糖微球?qū)﹄僦t溶液進(jìn)行吸附溫度、吸附時(shí)間、胭脂紅溶液初始濃度的單因素靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)。得到最佳吸附條件為殼聚糖微球用量1g/L，胭脂紅溶液體積100mL，吸附溫度為室溫，吸附平衡時(shí)間40min，殼聚糖微球-胭脂紅溶液的吸附體系酸堿度為中性。同時(shí)，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行吸附熱力學(xué)分析以及對Langmuir模型、Freundlich

5、模型、吸附動力學(xué)模型和分子內(nèi)部擴(kuò)散等經(jīng)典模型的擬合，Langmuir模型和Freundlich模型的擬合系數(shù)均達(dá)到了0.99;吸附動力學(xué)中一級吸附動力學(xué)方程和準(zhǔn)二級吸附動力學(xué)方程的擬合系數(shù)也分別達(dá)到了0.9091和0.9883;同時(shí)殼聚糖對胭脂紅的吸附過程并不符合分子內(nèi)擴(kuò)散模型。說明殼聚糖微球?qū)﹄僦t的吸附為化學(xué)吸附，殼聚糖微球在對溶液中胭脂紅進(jìn)行吸附的過程中同時(shí)發(fā)生單分子層吸附和多分子層吸附的復(fù)雜吸附反應(yīng)過程，吸附熱力學(xué)和吸附動力學(xué)反