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)境污染和資源浪費問題已經(jīng)相當嚴重，人類面臨著嚴峻的能源危機。在我國沿海地區(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。甲殼的大量堆積會污染環(huán)境，因此，利用甲殼來提取甲殼素既解決了廢物的放置問題，有利于環(huán)保，又實現(xiàn)了廢棄物回收與再利用的目的。
　　 甲殼素是一種是蘊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，極大的限制了進一步應(yīng)用。因此，得到水溶性的殼聚糖產(chǎn)品成為國內(nèi)外學(xué)者研究甲殼素的重點和熱點。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胞的載體材料。首先，通過單因素實驗，分別探討了檸檬酸的用量

3、、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度對殼聚糖羧基化反應(yīng)的影響。在單因素實驗的基礎(chǔ)上，利用Design Expert軟件，響應(yīng)切面法對檸檬酸化殼聚糖合成的工藝參數(shù)進行了優(yōu)化。采用了Box-Behnken旋轉(zhuǎn)中心組合進行設(shè)計檸檬酸化殼聚糖的合成實驗，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。通過溶解性實驗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，其比率為1.4時，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胞載體材料的實驗中，首先通過單因素實驗，探討了檸檬酸化殼聚糖-海藻酸鈉溶液的用量和固定時間對腈水合酶細胞固定化小球的相對酶活、機械性能的影響。然后，在單因素實驗的基礎(chǔ)上設(shè)計進行了三因素四水平的正交實驗，優(yōu)化實驗的最佳工藝參數(shù)。最終得到的檸檬酸化殼