硫脲改性殼聚糖樹(shù)脂對(duì)展青霉素的脫除作用.pdf

1、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(duì)展青霉素的生物合成機(jī)制已經(jīng)有了初步認(rèn)識(shí)，并開(kāi)始試圖從基因水平了解甚至控制展青霉素的合成。同時(shí)展青霉素的毒性研究也一直在進(jìn)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)水平，但是展青霉素對(duì)人體健康有潛在的危害是世界各國(guó)公認(rèn)的，歐洲國(guó)家率先建立了展青霉素的安全限量標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)、中國(guó)和日本等國(guó)家也相繼規(guī)定食品中展青霉素

2、限量標(biāo)準(zhǔn)為50μg/L。
　　殼聚糖是一種生物堿性多糖，具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒無(wú)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(xué)活性。因此，在環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療、食品、化工以及化妝品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。將殼聚糖通過(guò)反相懸浮交聯(lián)法制備成殼聚糖樹(shù)脂，具有極佳的吸附性能。另外，也可對(duì)殼聚糖樹(shù)脂再進(jìn)行改性，使其獲得更好的吸附性能。
　　本文以殼聚糖樹(shù)脂為基礎(chǔ)吸附材料，研究了殼聚糖樹(shù)脂對(duì)展青霉素的吸附特性，并探究了

3、其對(duì)展青霉素的吸附機(jī)理，從而為下一步研究改性殼聚糖樹(shù)脂對(duì)展青霉素的吸附特性及吸附機(jī)理奠定基礎(chǔ)。
　　1)首次將殼聚糖樹(shù)脂應(yīng)用于展青霉素的脫除。在pH7.0和40℃條件下，吸附24 h達(dá)到最大吸附量626.4μg/g，表明殼聚糖樹(shù)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(duì)殼聚糖及其樹(shù)脂進(jìn)行表征，結(jié)果表明殼聚糖確實(shí)已經(jīng)發(fā)生交聯(lián)，生成殼聚糖交聯(lián)樹(shù)脂。

4、>　　2)殼聚糖樹(shù)脂表面存在大量的活性氨基和羥基，有利于對(duì)其進(jìn)行改性。對(duì)復(fù)配改性、接枝改性和基團(tuán)替換改性三種改性方法制備的改性殼聚糖樹(shù)脂進(jìn)行吸附性能的對(duì)比，結(jié)果表明通過(guò)基團(tuán)替換改性制備的硫脲改性殼聚糖樹(shù)脂具有很好的吸附性能和安全性，并對(duì)此新型樹(shù)脂的合成過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，該方法也可以提高大孔樹(shù)脂對(duì)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(shù)脂就能夠得到比殼聚糖樹(shù)脂更好的吸附效果，這說(shuō)明改性后殼聚糖樹(shù)脂的吸附性能得到很大的改

5、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(shí)已經(jīng)將巰基接到了殼聚糖樹(shù)脂上。硫脲改性殼聚糖樹(shù)脂表現(xiàn)出比殼聚糖樹(shù)脂更好的吸附效果，并能夠更好地應(yīng)用于果汁中的展青霉素脫除。
　　3)為了充分認(rèn)識(shí)殼聚糖樹(shù)脂和硫脲改性殼聚糖樹(shù)脂對(duì)展青霉素的吸附過(guò)程，通過(guò)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析對(duì)其吸附機(jī)理進(jìn)行研究。結(jié)果表明殼聚糖樹(shù)脂對(duì)展青霉素的吸附過(guò)程屬于多層吸附，吸附過(guò)程中吸附速率受到兩種反應(yīng)物的共同影響，而硫脲改性殼

6、聚糖樹(shù)脂對(duì)展青霉素的吸附屬于化學(xué)吸附，吸附過(guò)程中吸附速率主要受到一種反應(yīng)物的影響。兩種樹(shù)脂對(duì)展青霉素的吸附限速步驟均是液膜擴(kuò)散，展青霉素在樹(shù)脂外液膜內(nèi)移動(dòng)速度小于在樹(shù)脂內(nèi)部移動(dòng)速度。另外，吸附熱力學(xué)性質(zhì)研究表明，兩種吸附均屬于自發(fā)進(jìn)行的吸熱吸附過(guò)程。結(jié)構(gòu)模擬和反應(yīng)原理分析都是為了更好理解樹(shù)脂對(duì)展青霉素的吸附機(jī)理，本文提出了在酸性條件下巰基與展青霉素反應(yīng)的原理，并通過(guò)作圖的形式還原了殼聚糖樹(shù)脂的改性過(guò)程。
　　4)對(duì)靜態(tài)吸附前后蘋果