漆酶催化接枝改性殼聚糖及其在制備疏水紙中的應(yīng)用.pdf

1、殼聚糖在食品工業(yè)中主要用作抗氧化劑、果蔬保鮮和抗菌劑，在造紙工業(yè)中可用作施膠劑和增強(qiáng)劑。殼聚糖自身的抗氧化能力很低，且具有吸濕性，紙張又很容易吸水而影響某些包裝產(chǎn)品的機(jī)械性能、印刷性能和尺寸穩(wěn)定性。因此，使用環(huán)保型生物酶改性技術(shù)增強(qiáng)殼聚糖的抗氧化性和疏水性，并應(yīng)用于紙張加工過程中，對于開發(fā)多功能殼聚糖基包裝材料以及生產(chǎn)具有高疏水性、高強(qiáng)度的多功能綠色包裝紙具有重要意義。
　　本文以殼聚糖為原料，利用漆酶協(xié)同對己氧基苯酚(HP)改性

2、殼聚糖，研究殼聚糖衍生物的抗氧化性、疏水性等性能；以抗氧化性為主要指標(biāo)，優(yōu)化酶促工藝條件；揭示殼聚糖在漆酶催化作用下改性前后化學(xué)結(jié)構(gòu)和表面形貌的變化；利用漆酶協(xié)同多種酚類化合物以及殼聚糖處理紙漿，制備高疏水性和濕強(qiáng)度的紙張，篩選酚類化合物，優(yōu)化酶促工藝條件；將改性殼聚糖衍生物直接涂覆于紙張表面以生產(chǎn)高抗氧化性、疏水性和強(qiáng)度性能的多功能紙張，并闡明了殼聚糖涂布濃度對紙張疏水性和強(qiáng)度的影響規(guī)律。主要結(jié)論如下：
　　漆酶結(jié)合對己氧基苯酚

3、（漆酶/HP）改性殼聚糖，結(jié)果表明：相對純殼聚糖，改性后的殼聚糖衍生物對ABTS·+和DPPH·自由基的抗氧化性均得到大幅提高。殼聚糖濃度為2.25 mg/ml時，改性殼聚糖在20 min內(nèi)對ABTS·+自由基的清除率達(dá)到了37.05％，提高了28.41%；殼聚糖濃度為1.5 mg/ml時，在20 min內(nèi)對DPPH·自由基的清除率為9.4%，提高了8.3%。殼聚糖改性后在pH4.5的乙酸中的溶解性降低了58.61%，水中的溶脹性降低了

4、14.30%，改性膜的不透明度提高了0.3 Amm-1，靜態(tài)接觸角提高了近20°，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率分別降低了18%和26%，改性后顏色發(fā)生了明顯的變化。
　　漆酶/HP改善殼聚糖抗氧化性的最佳工藝條件為：殼聚糖與HP最佳配比1:2（w/w），殼聚糖溶液與甲醇的最佳配比20:4（v/v），殼聚糖反應(yīng)濃度0.3%，漆酶用量200 U/g(相對HP用量)，反應(yīng)溫度45oC，反應(yīng)時間14 h，反應(yīng)pH值為4.0。
　　對改性后的

5、殼聚糖進(jìn)行紫外、紅外及固態(tài)核磁等分析后發(fā)現(xiàn)，在漆酶的作用下，HP成功地接枝到了殼聚糖上。元素分析結(jié)果表明，改性后的殼聚糖碳元素含量顯著提高，氮元素含量顯著下降。掃描探針顯微鏡分析后發(fā)現(xiàn)，改性后的殼聚糖表面有大量顆粒狀物質(zhì)出現(xiàn)。
　　以未漂針葉木硫酸鹽漿為原料，使用漆酶協(xié)同多種酚類化合物和殼聚糖共同處理紙漿，結(jié)果表明，在漆酶作用下，對己氧基苯酚接枝后的紙漿的疏水性和濕抗張強(qiáng)度得到顯著改善，相對未處理樣，紙張的施膠度從1.0 s提高到

6、227.8 s，毛細(xì)吸液高度從57.0 mm降低到0.4 mm，卡伯值從26.8提高到29.3，濕/干抗張強(qiáng)度從3.2%提高到9.7%，靜態(tài)接觸角從75.0°提高到97.5°。而纖維的保水值從176.8%降低到171.3%，Cobb值從117.3g/m2降低到103.2 g/m2。
　　漆酶/HP/殼聚糖處理體系改善未漂KP漿紙最佳的工藝條件是：漿的濃度5%，溫度50oC，對己氧基苯酚用量為2%，漆酶用量為60 U/g，pH為5.