甲殼素微納功能載體的構建與性能研究.pdf

1、甲殼素，自然界中儲量僅次于纖維素的第二大多糖，廣泛來源于食品加工廢棄物蝦蟹殼。但其難溶性導致過去直接基于甲殼素的研究甚少，近年來一系列新溶劑的發(fā)現為甲殼素的研究提供了新思路。甲殼素新材料的創(chuàng)制可為提升甲殼素等農產品附加值提供一定參考。本文主要研究了基于堿尿素體系溶解甲殼素新材料的制備及其性質應用，主要包括甲殼素微球的制備及其在食品環(huán)境等領域的應用，甲殼素膜材料的制備及其在催化劑載體及食品包裝等領域的潛在應用，納米甲殼素的制備及其食品乳化

2、方面的應用。主要研究結果如下:
　　1.常規(guī)納米甲殼素的制備需要在強酸，高溫，高壓均質能劇烈條件下制備，耗能或者產率較低，因此需尋找替代方法克服以上問題。研究發(fā)現原始α甲殼素不能被超聲分散，而α甲殼素堿尿素體系溶解再生后在超聲作用下很容易被分散，因其分子間作用力大大減弱。含結晶區(qū)與非結晶區(qū)的超聲分散再生甲殼素能穩(wěn)定水包油乳液，且超聲時間越長，納米甲殼素平均粒徑越小，結晶度越低，乳化能力越強，長時間超聲再生甲殼素能穩(wěn)定高內相乳液，所

3、制備乳液具有較好的穩(wěn)定性，能耐極端pH及80℃以下高溫環(huán)境。
　　2.通過溶解再生方法制各了甲殼素膜，甲殼素膜具有高阻氣，高機械強度性能，然而功能單一限制了其被應用于更廣泛領域，因此需要對其改性以拓寬甲殼素膜的應用領域。甲殼素與單寧酸之間具有較強的相互作用，能通過界面組裝方法組裝單寧酸至甲殼素膜中，組裝膜對革蘭氏陽性菌及革蘭氏陰性菌的抑菌效果顯著增強，且抗氧化效果也顯著增強，其抗氧化及抗菌效果均隨組裝單寧酸量的增加而增加。氫鍵及疏

4、水相互作用為界面組裝主要驅動力，根據langmuir方程計算甲殼素膜最大組裝單寧酸量為1180mg/g。另外，組裝膜中甲殼素單寧酸之間相互作用導致甲殼素膜機械性能增強，水蒸氣透過率降低。
　　3.通過溶解再生方法制備的甲殼素膜為多孔結構，是無機納米材料的較好載體，通過原位合成方法引入納米材料制備有機無機材料能擴大甲殼素的應用領域，同時也能利用甲殼素網狀結構控制無機納米材料尺寸，解決無機納米材料難回收，易造成二次污染等問題。通過溶解

5、再生方法制備了甲殼素石墨烯復合膜，并在甲殼素石墨烯網狀結構中原位還原制備了氧化亞銅納米顆粒，甲殼素石墨烯網絡結構能固定氧化亞銅，并在制備過程中控制氧化亞銅形貌及尺寸。甲殼素氧化亞銅對甲基橙有一定降解效果，且甲殼素網絡結構較好地保留了氧化亞銅的催化活性位點，導致其催化效率隨甲基橙濃度增加而增加。另外，石墨烯的引入，因其具備較好的光電子傳遞能力，能在催化降解過程中更好的保護氧化亞銅活性位點免遭破壞，從而能降解90％以上有機染料，極大地增強了

6、氧化亞銅的催化效果。所制備復合材料在水處理領域具有潛在用途。
　　4.傳統(tǒng)殼聚糖微球需要在有毒交聯劑戊二醛或較貴交聯劑京尼平交聯下形成，限制了其在食品領域的應用，因此尋找綠色方法制備甲殼素微球意義顯著。通過乳液模板法成功制備了不同粒徑(1010μm，750μm，490μm，280μm)新型甲殼素微球及磁性甲殼素微球，并在部分脫乙酰磁性甲殼素微球中在戊二醛交聯作用下固定了α淀粉酶，所固定酶表現出良好穩(wěn)定性及重復使用性。在磁性甲殼素微

7、球中原位制備了納米金，甲殼素微球控制了納米金尺寸防止納米金聚集（納米金尺寸為5左右），并對模型化合物4-硝基酚表現出較好的催化性能及重復使用性能。利用磁性甲殼素微球在堿性條件下能與活性染料發(fā)生親核取代反應，在磁性甲殼素微球中引入了帶負電荷的磺酸基團，進而表現出對陽離子染料較好的吸附性能。
　　5.花青素穩(wěn)定性不好，生物利用率有限，尋找合適載體保護并靶向遞送花青素至結腸是一種提高其生物利用率方式。研究發(fā)現通過乳液模板法成功制各的粒徑