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(jiǎn)稱CTS)，是由自然界中的幾丁質(zhì)經(jīng)過(guò)脫乙酰作用而得到的白色無(wú)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(duì)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(huì)與殼聚糖混合使用。目前，已經(jīng)有大量研究人員對(duì)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(guó)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(duì)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(cè)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?，使用氫氧化鈉-乙醇溶液作為固定劑，通過(guò)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(duì)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(duì)微球吸附胭脂紅能力的影響。發(fā)現(xiàn)固定液中無(wú)水乙醇的體積分?jǐn)?shù)對(duì)微球的固定效果影響顯著、干燥微球的活化時(shí)間對(duì)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(duì)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(wú)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(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行吸附熱力學(xué)分析以及對(duì)Langmuir模型、Freundlich

5、模型、吸附動(dòng)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(dòng)力學(xué)中一級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程和準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)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(duì)胭脂紅的吸附過(guò)程并不符合分子內(nèi)擴(kuò)散模型。說(shuō)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(duì)溶液中胭脂紅進(jìn)行吸附的過(guò)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(guò)程，吸附熱力學(xué)和吸附動(dòng)力學(xué)反