檸檬酸化殼聚糖的合成及其性質(zhì)研究.pdf

1、現(xiàn)今全球性的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問(wèn)題已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，人類面臨著嚴(yán)峻的能源危機(jī)。在我國(guó)沿海地區(qū)每年捕撈及養(yǎng)殖加工蝦蟹的數(shù)量很多，這些蝦蟹加工后留下的下腳料都被白白的扔掉，留下大量的廢棄物——甲殼。甲殼的大量堆積會(huì)污染環(huán)境，因此，利用甲殼來(lái)提取甲殼素既解決了廢物的放置問(wèn)題，有利于環(huán)保，又實(shí)現(xiàn)了廢棄物回收與再利用的目的。
　　 甲殼素是一種是蘊(yùn)藏量十分豐富的生物可再生資源，結(jié)構(gòu)與纖維素類似，是自然界存在的唯一的堿性多糖。殼聚糖是甲殼素脫乙

2、?；蟮漠a(chǎn)物。甲殼素和殼聚糖因其本身所具有諸多優(yōu)良的性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用到化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域。但是，它們的溶解性很差，極大的限制了進(jìn)一步應(yīng)用。因此，得到水溶性的殼聚糖產(chǎn)品成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究甲殼素的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。其中，羧基化是最常用和最有效的方法之一。
　　 本文以殼聚糖為主要原料，首次成功合成了檸檬酸化殼聚糖，并將其與海藻酸鈉復(fù)合，得到了一種高生物活性的固定腈水合酶細(xì)胞的載體材料。首先，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，分別探討了檸檬酸的用量

3、、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度對(duì)殼聚糖羧基化反應(yīng)的影響。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用Design Expert軟件，響應(yīng)切面法對(duì)檸檬酸化殼聚糖合成的工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。采用了Box-Behnken旋轉(zhuǎn)中心組合進(jìn)行設(shè)計(jì)檸檬酸化殼聚糖的合成實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化得到了檸檬酸化殼聚糖合成的最佳工藝參數(shù)為：檸檬酸/殼聚糖摩爾投料比(n/n)=2.56：1，反應(yīng)時(shí)間=3.56h，反應(yīng)溫度=61.7℃。在最佳工藝參數(shù)條件下合成的檸檬酸化殼聚糖產(chǎn)品比率為2.25，粘均分子量

4、為28.5萬(wàn)。通過(guò)溶解性實(shí)驗(yàn)證明了檸檬酸化殼聚糖的水溶性能隨著其比率的增大呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)，其比率為1.4時(shí)，其溶解性能最好。
　　 在檬酸化殼聚糖一海藻酸鈉作為固定腈水合酶細(xì)胞載體材料的實(shí)驗(yàn)中，首先通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，探討了檸檬酸化殼聚糖-海藻酸鈉溶液的用量和固定時(shí)間對(duì)腈水合酶細(xì)胞固定化小球的相對(duì)酶活、機(jī)械性能的影響。然后，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)進(jìn)行了三因素四水平的正交實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的最佳工藝參數(shù)。最終得到的檸檬酸化殼