壳聚糖复合涂膜在果蔬保鲜中的应用研究进展_张洪
壳聚糖的应用研究进展(综述性论文)
绿色原料——壳聚糖的应用研究进展 09化学1班 XXX 指导老师：沈友教授 (惠州学院化学工程系，广东，惠州，516007) 摘要:本文综述了绿色原料壳聚糖的应用研究进展，着重介绍了壳聚糖在食品，水处理，生物药用，造纸业等方面的应用。 关键词:壳聚糖应用食品水处理 前言 原料在化学品的合成中非常重要，其可以成为影响一个化学品的制造、加工与使用的最大因素之一。如果一个化学品的原料对环境有负面的影响，则该化学品也很可能对环境具有净的负面影响。要实现绿色化学，在选择原料时应尽量使用对人体和环境无害的材料，避免使用枯竭或稀有的材料，尽量采用回收再生的原材料，采用易于提取、可循环利用的原材料，使用环境可降解的原材料。 自然界的有机物，数量最大的是纤维素，其次是蛋白质，排在第三位的是甲壳素，估计每年生物合成甲壳素100 亿t。甲壳素N-脱乙酰基的产物壳聚糖就是一种重要的绿色原料。 壳聚糖化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，壳聚糖的外观为白色或淡黄色半透明状固体, 略有珍珠光泽, 可溶于大多数稀酸如盐酸、醋酸、苯甲酸等溶液, 且溶于酸后,分子中氨基可与质子相结合, 而使自身带正电荷。自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。壳聚糖无毒无害,具有良好的保湿性、润湿性,能防止静电; 化学稳定性良好, 但吸湿性较强, 遇水易分解。对壳聚糖进行化学改性, 得到的壳聚糖衍生物在许多物化性质方面都得到改善，其应用也更加受到关注。本文着重介绍了壳聚糖在食品，医药，水处理方面的应用进展。
纳米材料在食品保鲜包装中的应用
Advances in Material Chemistry 材料化学前沿, 2019, 7(4), 61-69 Published Online October 2019 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/0111021579.html,/journal/amc https://https://www.wendangku.net/doc/0111021579.html,/10.12677/amc.2019.74008 Research Progress on Application of Nanomaterials in Food Contact Materials Zhiwen Wang1, Huihui Bao2, Tianlong Liu2 1China Agricultural University, Beijing 2National Food Safety Risk Assessment Center, Beijing Received: Sep. 19th, 2019; accepted: Oct. 4th, 2019; published: Oct. 11th, 2019 Abstract Nanotechnology, as a new technology, has been widely used in the field of food packaging, and is gradually replacing traditional packaging. The characteristics of nano packaging were introduced. The application research and toxicity research status of nano materials such as Ag, TiO2, SiO2 and ZnO in food packaging were reviewed, and their safety was analyzed and evaluated. Nanomaterials can effectively improve the quality of food packaging, prolong the delivery period of food, main-tain the quality of food and inhibit the growth of microorganism. It has significant application val-ue and broad prospects for development. Keywords Nanomaterial, Food Packaging, Application, Antiseptic Preservation 纳米材料在食品保鲜包装中的应用 王志文1，包汇慧2，刘天龙2 1中国农业大学，北京 2国家食品安全风险评估中心，北京 收稿日期：2019年9月19日；录用日期：2019年10月4日；发布日期：2019年10月11日 摘要 纳米技术作为一种新兴的技术已广泛应用于食品包装领域，正在逐步取代传统包装。介绍了纳米包装的特点，综述了Ag，TiO2，SiO2和ZnO等纳米材料在食品包装中的应用研究与抗菌保鲜机理。纳米材料能
壳聚糖-纳米TiO2复合涂膜对樱桃番茄的保鲜效果
壳聚糖/纳米TiO2复合涂膜对樱桃番茄的保鲜效果 摘要：采用壳聚糖/纳米tio2作为复合涂膜剂，对樱桃番茄进行涂膜处理，测定樱桃番茄贮藏过程中失重率、腐烂率、总酸含量、总糖含量、ph、感官品质的变化。结果表明，贮藏第10天时壳聚 糖/纳米tio2复合涂膜处理果实的总酸含量为0.16%，总糖含量为4.5%，分别比未涂膜处理组提高了45.5%、2.3%；其ph、颜色和硬度变化也比未涂膜处理组缓慢，且贮藏第10天腐烂率仅为7%，比 未涂膜处理组低8个百分点。说明壳聚糖/纳米tio2复合涂膜可以保持樱桃番茄营养成分，对樱桃番茄室温条件下的保鲜起到了较好的作用。 关键词：樱桃番茄；壳聚糖；纳米tio2；保鲜 中图分类号：ts255.3 文献标识码：a 文章编号：0439-8114（2013）04-0895-03 study on preservation effects of chitosan/nano-tio2 film on cherry tomatoes jiang shu-hong，su hai-jia （college of life science and technology，beijing university of chemical technology/beijing key laboratory of bioprogress，beijing 100029，china） abstract： cherry tomatoes were coated with edible composite film made from the mixture of chitosan and nano-tio2. the changes of weight loss， decay rate， total acid and total
固定化酶的研究进展
固定化酶的研究进展 固定化酶是20世纪60年代发展起来的一项新技术。最初主要是将水溶性酶与不溶性体结合起来，成为不溶于水的酶衍生物，所以曾叫过“水不溶酶”和“固相酶”。但是，后来发现，也可以将酶包埋在凝胶内或置于超滤装置中，高分子底物与酶在超滤膜一边，而反应产物可以透过膜逸出。在这种情况下，酶本身仍是可溶的，只不过被固定在一个有限的空间内不能再自由流动。因此，用水不溶酶或固相酶的名称就不再恰当。在1971年第一届国际酶工程会议上，正式建议采用“固定化酶”的名称[1]。 一固定化酶的发展历程[1] 酶参与体内各种代谢反应，而且反应后其数量和性质不发生变换。作为一种生物催化剂，酶可以在常温常压等温和条件下高效地催化反应，一些难以进行的化学反应在酶的催化作用下也可顺利地进行反应，而且反应底物专一性强、副反应少等优点大大促进了人们对酶的应用和酶技术的研究。近年来，酶被人们广泛应用于食品生产与检测、生物传感器、医药工程、环保技术、生物技术等领域。 1916年美国科学家NELSON和GRIFFIN最先发现了酶的固定化现象；直到20世纪50年代，酶固定化技术的研究才真正有效地开展；1953年，德国科学家GRUB-HOFER 和SCHLEITH首先将聚氨基苯乙烯树脂重氮化，然后将淀粉酶、胃蛋白酶、羧肽酶和核糖核酸酶等与上述载体结合制备固定化酶；到20世纪60年代，固定化技术迅速发展；1969年日本千畑一郎利用固定化氨基酰胺酶从DL-氨基酸生产L-氨基酸，是世界上固定化酶大规模应用的首例；在1971年的第一届国际酶工程会议上，正式建议使用固定化酶(mimobilizedenzyme)这个名称。我国的固定化酶研究开始于1970年，首先是中国科学院微生物所和上海生化所的酶学工作者同时开始了固定化酶的研究工作 二固定化酶的特点[2] [3] 固定化酶具有许多优点：极易将固定化酶与底物、产物分开；可以在较长时间内进行分批反应和装柱连续反应；在大多数情况下，可以提高酶的稳定性；酶反应过程能够加以严格控制；产物溶液中没有酶的残留，简化了提取工艺；较水溶性酶更适合于多酶反应；可以增加产物的收率,提高产物的质量；酶的使用效率提高，成本降低。但是，固定化酶也有其不足之处，如固定化时，酶活力有损失；增加了固定化的成本，工厂开始投资大；只能用于水溶性底物，而且较适用于小分子。 三固定化酶固定化方法[3] [4] 由于所固定的酶或细胞的不同，或者固定的目的及固定用的载体的不同，使固定化方法大相径庭。根据固定的一般机理，可将之分为如下几种方法。酶的固定化方法有：
壳聚糖的制备方法及研究进展
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/0111021579.html, 壳聚糖的制备方法及研究进展 作者：张立英 来源：《山东工业技术》2018年第02期 摘要：壳聚糖作为一种碱性多糖被广泛应用于食品、生物、化工、医疗等领域。本文重点介绍了壳聚糖的制备方法及其研究进展，并对其发展趋势进行了展望。 关键词：壳聚糖；碱性多糖；制备方法 DOI：10.16640/https://www.wendangku.net/doc/0111021579.html,ki.37-1222/t.2018.02.016 壳聚糖本身的分子结构类似于纤维素，因其多了一个带正电荷的胺基，使其化学性质较为活泼。目前壳聚糖正因其优良的生理活性在食品、化妆品、医药、化工、污水处理等方面展现出广阔的应用前景，近十年来国内外对于壳聚糖的开发研究热度一直持续不减，各种新颖的制备方法也是层出不穷。 1壳聚糖的来源 壳聚糖通常是由甲壳素（又名几丁质）经脱乙酰基作用获得，甲壳素在自然界中广泛存在于高等真菌以及节肢动物（虾、蟹、昆虫等）的外壳中，其中虾壳、蟹壳是工业生产壳聚糖的主要原料。由于大分子间的氢键作用，天然存在的甲壳素构造坚固，化学性质稳定，不溶于水、酸碱和一般的有机溶剂，这也使得甲壳素的应用范围非常有限，因此甲壳素只有经脱乙酰基处理成壳聚糖才能获得广泛应用。 2壳聚糖的制备方法 （1）化学降解法。传统的壳聚糖生产多采用化学降解法。作为壳聚糖工业生产最常用的制备方法，化学降解法简便易行，效率高，整个生产过程容易控制，但该法环境污染较为严重，对周边环境具有一定的破坏性。欧阳涟等从蟹壳中获取甲壳素，并通过脱乙酰反应制备出了壳聚糖。试验探究了影响产物壳聚糖脱乙酰反应的各种因素，如反应温度、碱液含量及反应时间等，最终确定制备高脱乙酰度壳聚糖的条件为反应温度70℃，碱液质量分数47%，反应时间10 h。 （2）微生物培养法。微生物发酵法生产壳聚糖起源于美国，我国从上世纪90年代开始研究。其主要原理是利用微生物自身生产的酶进行催化，从而脱去甲壳素中的乙酰基，进而制备壳聚糖。目前该领域研究重点主要集中在优良菌株的选育和培养基的优化上。 贺淹才等首先采用电解法从培养的黑曲霉湿菌体中制得甲壳素，然后采用碱提取法从培养的黑曲霉湿菌体中制备壳聚糖。试验基于黑曲霉细胞壁的主要成分为蛋白质与甲壳素，而蛋白质带有可电离的基团，于溶液中可形成带电荷的阳离子和阴离子，在外加电场作用下发生迁
壳聚糖涂膜保鲜技术的研究进展
壳聚糖涂膜保鲜技术的研究进展 李慧慧 （20090801118 徐州工程学院) 摘要：天然食品防腐剂壳聚糖具有易于生物降解，抗菌性强，安全无毒等优点。近年来，壳聚糖涂膜保鲜技术已成为保鲜领域的研究热点。笔者对壳聚糖涂膜及其复合涂膜在果蔬保鲜中的应用等方面进行了综述，并提出了现阶段壳聚糖保鲜技术研究与应用中存在的问题及其今后的研究发展方向。 关键词：壳聚糖；涂膜保鲜；果蔬 近几年，鲜切果蔬因其具有新鲜、食用方便、营养卫生、百分之百可食等多种优点，深受国内外消费者喜爱。应用可食性保鲜膜保鲜果蔬的研究越来越受到人们的关注，涂膜处理后的果蔬能有效保持其品质，并可明显降低果蔬在贮藏期间的失重率﹑腐烂率﹑并且安全无毒﹑成膜﹑还可抑菌﹑可食用﹑可降解。 壳聚糖（chitosan ），又称脱乙酰甲壳素﹑甲壳胺，化学名称是1,4－2氨基2－9－D葡聚糖。壳聚糖作为甲壳素的脱乙酰化的产物，它是从虾蟹的甲壳中提取出来的一种氨基类多糖，壳聚糖不仅天然大量地存在于自然界中，而且无毒，可降解，是一种可再生的资源。壳聚糖具有许多优良的功能性质和潜在的应用价值，其中一个引人关注的特性就是成膜性壳聚糖以其氢键相互交联成网状结构，利用适当的溶剂，可制成透明的具有多孔结构的薄膜。2005年来，壳聚糖作为一种优良膜材料，越来越受到人们的重视。由于壳聚糖安全无毒，易形成膜，其膜具有良好的黏附性通透性抗菌性保湿性和一定的弹韧性，且对氧气﹑二氧化碳﹑乙烯等气体具有选择渗透作用，是一种极具开发价值的保鲜剂，2006年已广泛应用于果蔬的保鲜研究证明，壳聚糖对蟠桃﹑杨梅﹑草莓﹑大豆﹑马铃薯﹑青椒等均具有良好的保鲜效果。本文综述了壳聚糖涂膜及其复合涂膜的应用。 1 壳聚糖的保鲜机理 1.1 果蔬腐变机理果蔬的腐败变质可分为生物败坏和非生物败坏两种形式。前者主要是由于果蔬贮藏中受细菌、霉菌、酵母等微生物的破坏而引起败坏，其中影响果蔬微生物繁殖的因素有温度、湿度、适量氧气、化学稳定性等。其次，是由于其本身发生正常的老化过程所造成的。这类果蔬在贮藏过程中一直保持着新活状态，仍是有生命的有机体，还会进行水分蒸发及呼吸作用等复杂的生命活动，与果蔬的贮藏息息相关，决定着果蔬寿命。后者是由其本身固有的原因所致。果蔬不同成分和性质的化学物质，必然存在化学和物理变化的可能性，在外界因素影响下，可能引起各种变化。化学变化可导致褐变及酸败，物理变化同样致使变质。 1.2壳聚糖的保鲜机理 综合近年的资料认为,壳聚糖在果蔬保鲜的机理主要在如下方面: ㈠形成保护膜质用壳聚糖涂布果蔬表面，可形成一层保护膜,而且增加了果皮厚度,并堵塞部分皮孔，减少组织水分蒸散,保持果蔬水分,创造了一个良好稳定的湿度环境,由此可较长时间保持果蔬的原有品质。 ㈡促进生理活性经壳聚糖处理，可促进果蔬表面伤口的木栓化,增强HMP(磷酸己糖代谢途径),堵塞皮孔和伤口,从而调节生理功能, 增加果蔬机体的自我保护能力。 ㈢延缓细胞衰老壳聚糖涂膜，可使机体组织活性氧形成减少, 由此延缓细胞的衰老和死亡；经测试，涂膜处理后乙烯生成量减少了50%；涂膜处理还能降低贮藏过程中草莓果肉组织内丙二醛与花青素的增长速率,保持番茄组织中SOD(超氧化物歧化酶)与Vc(抗坏血酸)的活力。 ㈣减弱呼吸速率壳聚糖涂布形成选择透气性保护膜,能限制果蔬组织对O2的吸收,但不影响CO2的通透,使呼吸速率减弱，由此减缓代谢速率, 延长组织细胞的寿命, 起到保鲜和保质的作用。
壳聚糖降解研究进展
技术进展 Technology Progre ss 壳聚糖降解研究进展 李 治 刘晓非 杨冬芝 管云林 姚康德 (天津大学材料科学与工程学院,天津,300072) 提 要 壳聚糖已被广泛应用于化工、环保、医药等众多领域,将壳聚糖降解到需要的分子量是其应用的前提。 本文介绍并评述了化学降解、物理降解和生物降解等壳聚糖降解方法的研究进展。 关键词 壳聚糖,降解,分子量,低聚物 壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物,在自然界中的储量非常丰富,广泛存在于虾、蟹和昆虫的外壳及藻类、菌类的细胞壁之中,是年产量仅次于纤维素的第二大天然高分子,也是迄今为止发现的唯一天然碱性多糖。壳聚糖是分子链由β2(104)222乙酰胺基2 D2葡糖单元和β2(104)222氨基2D2葡糖单元组成的共聚物,以分子量和脱乙酰化度来表征。 近年来随着研究的深入,壳聚糖在化工、 环 图1 壳聚糖 保、食品、印染、纺织、生物医药等方面展现出广 泛而独特的应用价值:可用作微量金属离子提取 剂、纸张添加剂、胶卷增感剂、废水处理中的高效 絮凝剂、化妆品中的保湿剂、食品添加剂和保藏剂 以及印染固色剂[1～4];可用于制造催化功能膜和各 种形式的能量转换膜,可提高巨噬细胞的吞噬功 能,抑制肿瘤生长[5～7];是肠道有益细菌双歧杆菌 的增殖因子,能降低胆固醇和血脂[8];可用于制造 药物可控释放膜、可吸收的手术缝合线以及人工透 析膜等等[9～11]。 但是,一般由甲壳素脱乙酰化制得的壳聚糖分 子量很大,并且有紧密的晶体结构,不溶于普通溶 剂,只能在某些酸性介质中溶解,这使壳聚糖的应 用受到极大限制;另外,研究表明分子量对壳聚糖 的性质有很大影响,不同分子量的壳聚糖性质差异 很大,有时甚至表现出截然相反的特性[12,13],而 壳聚糖的许多独特功能只有在分子量降低到一定程 度时才表现出来。因此,选择适当的方法对壳聚糖 进行降解就显得尤为重要。目前,国内外学者提出 的降解方法主要有化学降解、物理降解和生物降解 三大类。 1 化学降解 111 用N a N O2降解 将壳聚糖溶解于质量分数为10%乙酸溶液中, 在搅拌下缓慢滴入一定量的NaNO2溶液,于4℃下 静置一段时间,使—NH2发生重氮化反应,脱去一 分子N2,引起分子内重排使大分子链断裂,再用 NaBH4还原端基,完成降解反应[13]。反应过程如 图2所示。 这是传统的化学降解方法,降解产物的分子量 可以通过改变NaNO2的加入量和反应时间来控制, 国内常用此法降解壳聚糖并提取产物中的单糖组 分。该法的主要缺陷在于:(1)产品的分子量分布 太宽,均一性差;(2)降解过程中破坏了氨基,理 论上加入1摩尔NaNO2就要消耗1摩尔氨基,而壳 聚糖良好的生物相容性主要由氨基提供[14],同时 分子链上存在足够数量的氨基也是壳聚糖进行进一 步改性的重要前提,氨基数量的减少将会使壳聚糖 的应用受到限制;(3)生产的三废污染严重。 国家自然科学基金资助项目,N o.59773002。
改性壳聚糖的研究进展
改性壳聚糖的研究进展 1壳聚糖的理化性质 壳聚糖(chitosan，(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)是甲壳素(chitin,(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)部分脱乙酰化的产物。甲壳素广泛存在于蟹、虾以及藻类、真菌等低等动植物中，含量极其丰富，自然界每年产量约在100亿吨，是仅次于纤维素的第二大多糖。它是由葡萄糖结构单元组成的直链多糖，此多糖中含有数千个乙酰己糖胺残基，因此在分子间形成很强的氢键，导致其不溶于水和普通有机溶剂，这就大大限制了其应用范围。 将甲壳素在碱性条件下加热，脱去N-乙酰基后可生成壳聚糖。人们常将N-脱乙酰度和粘度(平均相对分子质量)作为衡量壳聚糖性能的两项指标。N-脱乙酰度是判定壳聚糖溶解性的依据，脱乙酰度越高，分子链上的游离氨基就越多，在酸中的溶解性就越好；而壳聚糖相对分子质量越大，分子之间的缠绕程度就越大，溶解度就越小。壳聚糖是自然界中唯一的一种碱性多糖，它一般是白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体。壳聚糖可溶于大多数稀酸，如盐酸、醋酸、苯甲酸溶液，且溶于酸后分子中氨基可与质子结合，使自身带上正电荷。甲壳素及壳聚糖的结构式如图1所示：
图1壳寡糖与壳聚糖的结构式 甲壳素和壳聚糖在自然界可以被各种微生物降解。微生物中的甲壳素酶(chitinase)可以随机地水解甲壳素的N-乙酰-β-(1-4)糖苷键。而壳聚糖可以被多种酶水解，包括壳聚糖酶(chitosanase)、麦芽糖酶、脂肪酶、以及各种来源的蛋白酶。在人体内甲壳素酶和壳聚糖酶并非普遍存在，通过测定显示N-乙酰壳聚糖在人血清中可以被人体内普遍存在的溶菌酶(lysozyme)降解。 壳聚糖的主链结构中引入了2-氨基，化学性质区别于3,6-羟基，与甲壳素相比增加了反应选择性的功能基团。由于C6-OH是一级羟基，C3-OH是二级羟基，空间位阻不同反应活性也不同，再加上C2-NH2，壳聚糖就具有三个活性不同的可供修饰的基团。根据不同的需要，被修饰的壳聚糖作为一种功能大分子广泛用于各种领域。由于壳聚糖只在酸性水溶液中溶解，而在中性或碱性水溶液中以及多数有机溶剂中不溶，限制了它的应用范围，因此科学家们采用衍生化的方法对壳聚糖进行改性获得了多种水溶性和可溶解于某些有机溶剂的衍生物，大大扩展了壳聚糖的应用范围。其中包括对壳聚糖进行N-,O-酰化，含氧无机酸酯化，醚化，N-烷基化，C6-OH和C3-OH的氧化，以及鳌合、交联等，在此过程中获得了许多性能良好，甚至是
壳聚糖-纳米TiO2复合涂膜对柑橘保鲜的研究[设计+开题+综述]
开题报告 食品质量与安全 复合纳米涂膜对柑橘保鲜的影响 一、选题的背景与意义 纳米包装材料，就是指由分散相尺寸为1～100nm的颗粒或晶体与其他包装材料合成或添加制成的纳米复合包装材料体系。与传统包装材料相比，纳米包装材料的结构体系更加细微、更加分散，会因为纳米颗粒的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使得纳米包装材料具有传统复合包装材料无法比拟的一些特殊性能：较高的机械性能、优异的物理化学性能、优良的加工性能、较好的生态性。这些性能决定了纳米包装材料在包装领域的广泛应用。 柑橘保鲜贮藏，既可缓解采收旺季销售难、市价低、易腐烂的矛盾，又能满足人们的反季节消费需求，达到调节市场、增值增收的目的。传统的储藏方法有：留树保鲜、臭氧保鲜、松针保鲜、草木灰保鲜、高良姜保鲜等方法，具有操作简单，取材方便，成本较低等特点。 纳米二氧化钛具有高的光催化特性，产生的活性自由基具有很高的能量，能够分解各类有机物并最终生成CO2和H2O。因此，纳米袋和涂膜能够分解果实代射产生的乙烯，从而抑制果实的呼吸强度，延缓衰老。微生物作为有机分子也会被氧化变性，从而起到杀菌的目的。此外，纳米包装材料独特的分子结构使其具有阻隔氧气及保持水分的特性。其特殊的气调微环境能降低果实的呼吸速率、延缓后熟，有效达到贮藏保鲜、保持品质、延长货架期的目的。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题 基本内容： 本研究以砂糖橘为对象，通过在壳聚糖涂膜中添加不同浓度的纳米组分的方法进行纳米涂膜保鲜。优化涂膜各组分的最佳配比，控制贮期腐烂，维持果实品质。 1、单因素实验，研究不同浓度的壳聚糖、纳米级二氧化钛、纳米级抗菌组分（含纳米银等）对果实品质和腐烂的影响； 2、通过正交实验，优化复合纳米涂膜剂配方； 3、对柑橘进行复合纳米涂膜处理，定期测定储存过程中柑橘的失重率等理化指标,验证复合涂膜剂对于储存期柑橘的保藏效果。 拟解决问题：
_氢氧化镁-壳聚糖复合絮凝剂对印染废水的脱色研究
第33卷第1期2008年1月环境科学与管理 E N V I R O N ME N T A LS C I E N C EA N D MA N A G E ME N T V o l .33N o .1 J a n .2008 收稿日期:2007-08-16 基金项目:常州工学院科研项目(Y N 04024),江苏省自然科学指导性 项目(Y W 06006),江苏江青蓝工程骨干教师资助项目 作者简介:壮亚峰(1968-),女,江苏常州人,博士,副教授,主要研究 方向为生物化学分析和生化材料应用。 文章编号:1673-1212(2008)01-0070-04 氢氧化镁-壳聚糖复合絮凝剂对印染废水的脱色研究 壮亚峰,曹桂萍,张潇潇 (常州工学院理学院化学系,江苏常州213022) 摘 要:使印染废水脱色是废水处理的重要问题,利用无机/有机复合絮凝剂可取得优良的脱色效果。采用氢 氧化镁-壳聚糖复合絮凝剂对印染废水进行脱色处理,研究了p H 值、壳聚糖投加量、复合絮凝剂加入量等对 脱色效果的影响。结果表明氢氧化镁-壳聚糖复合絮凝剂比单独使用氢氧化镁絮凝剂脱色效果好。壳聚糖是 一种天然高分子化合物,是甲壳素的脱乙基产物。来源丰富,且具有无毒副作用、易降解等优点。利用壳聚糖作为复配剂制备的复合絮凝减少了镁盐的使用量,有效降低了废水处理成本,避免引起二次污染。关键词:絮凝剂;氢氧化镁;壳聚糖;染料废水;脱色中图分类号:X 703.1 文献标识码:B S t u d y o n t h e D e c o l o r i z a t i o n o f D y e i n g W a s t e w a t e r U s i n g M a g n e s i u mH y d r o x i d e -C h i t o s a n C o m p l e x F l o c c u l a n t Z h u a n g Y a f e n g ,C a o G u i p i n g ,Z h a n g X i a o x i a o (D e p a r t m e n t o f C h e m i s t r y ,S c h o o l o f S c i e n c e ,C h a n g z h o u I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ,C h a n g z h o u 213022,C h i n a ) A b s t r a c t :D c o l o r a t i o n i s a n i m p o r t a n t i s s u e o f t h e d y e i n g w a s t e w a t e r t r e a t m e n t .T h e u s e o f i n o r g a n i c -o r g a n i c c o m p o u n d f l o c c u l a n t s c a n b e a c h i e v e d e x c e l l e n t b l e a c h i n g e f f e c t .T h e d e c o l o r a t i o n p r o p e r t y o f m a g n e s i u mh y d r o x i d e -c h i t o s a n c o m p l e x f l o c -c u l a n t f o r d y e i n g w a s t e w a t e r i s d i s c u s s e d .T h e e f f e c t s o f p Hv a l u e ,c h i t o s a n a n d c o m p l e x f l o c c u l a n t d o o n d e c o l o r i n g e f f i c i e n c y a r e i n v e s t i g a t e d .T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e m a g n e s i u mh y d r o x i d e -c h i t o s a n c o m p l e x f l o c c u l a n t h a s a b e t t e r p e r f o r m a n c e i n d e c o l o r a -t i o n o f t h e w a s t e w a t e r t h a nm a g n e s i u mh y d r o x i d e .C h i t o s a n i s a n N-d e a c e t y l a t e d d e r i v a t i v e o f n a t u r a l c h i t i n .I t h a s a b u n d a n t s o u r c e a n d p o s s e s s e s n o n -t o x i c a n d e a s i l y b i o d e g r a d a b l e a d v a n t a g e s .T h e c o m p o u n d f l o c c u l a n t p r e p a r e d c h i t o s a n a s m i x t u r e r e -d u c e t h e u s e o f m a g n e s i u m ,t h e c o s t o f w a s t e w a t e r t r e a t m e n t a n d a v o i d s e c o n d a r y p o l l u t i o n . K e y w o r d s :m a g n e s i u mh y d r o x i d e ;c h i t o s a n ;c o m p l e x f l o c c u l a n t ;d y e i n g w a s t e w a t e r ;d e c o l o r a t i o n 前言 印染废水是对环境危害极大的一类工业废水,具有废水量大、水质复杂、有机物浓度高、难生物降解等特点,其中尤以染料的污染最为严重,其残存的染料组分即使浓度很低,也会造成水体透光率降低,导致生态环境的破坏。因此,如何使印染废水脱色是废水处理的重要问题。处理印染废水的方法很多,主要有生物法、吸附法、氧化法等,其中混凝法是处理印染废水的常用方法之一。混凝法的关键是选择合适的絮凝剂,不同絮凝剂的使用范围和效果有 很大的差别,对污水的处理能力也不同。近年来国 内外展开了镁盐的研究,其脱色原理是镁盐加碱水解成带正电荷的氢氧化镁固体,吸附带负电荷的阴 离子染料而使染料废水脱色[1-3] 。目前,国内外大量使用各种无机/有机高分子复合絮凝剂进行絮凝处理,与无机絮凝剂相比,有机高分子絮凝剂具有絮凝速度快,用量少,受共存盐类、p H 及温度影响小等优点,因而有着广阔的应用前景。当前使用的主要有人工合成和天然高分子絮凝剂两种[4-5]。尽管聚丙烯酰胺是一个性能优良的复配剂,但丙烯酰胺为神经性致毒剂,对神经系统有损伤作 用,中毒后表现出肌体无力,运动失调等症状[6] 。能引起水的二次污染。天然有机高分子絮凝剂是一类较新的水处理剂。由于天然有机高分子具有无毒且能完全降解的特点,所以曾一度引起各科研机构的重视,但多年来在此领域能真正应用于工业生产的品牌 · 70·
壳聚糖复合膜在草鱼保鲜中的应用
江苏农业科学2017年第45卷第3期159周强，刘蒙佳，蔡倩敏，等.壳聚糖复合膜在草鱼保鲜中的应用[J]?江苏农业科学，2017,45(3):159 -162. doi：10. 15889/j. issn. 1002 - 1302. 2017. 03. 045 壳聚糖复合膜在草鱼保鲜中的应用 周强，刘蒙佳，蔡倩敏，田陈聃 (福建师范大学闽南科技学院，福建泉州362332) 摘要：以草鱼为原料，通过测定不同温度及不同贮藏方式下复合保鲜液的p H值变化、挥发性盐基氮含量、细菌总 数、失质量率、感官评分，研究草鱼在复合型保鲜液中的保鲜效果。结果表明:贮藏期与感官评分呈负相关，且壳聚糖 复合膜组能有效保持鱼肉的感官品质，防止草鱼肉营养价值及鲜度的下降,明显改善鱼肉品质;贮藏期与氢离子浓度 指数的大小（p H值）、挥发性盐基氮含量、细菌总数、失质量率呈正相关，且壳聚糖复合膜处理能有效缓解氢离子浓度 指数、挥发性盐基氮含量、细菌总数、失质量率的上升。由结果还可知其他处理情况相同时,4丈的保鲜效果明显优于10丈。 关键词:壳聚糖复合膜;草鱼;保鲜;感官品质 中图分类号：TS254.4 文献标志码：A文章编号=1002 -1302(2017)03 -0159 -04 草鱼（Ctenopharyngodon别称銳鱼，属舰形目舰科草鱼属[1]。草鱼是我国“四大家鱼”中养殖规模、销售额最大 且最受欢迎的鱼类。淡水鱼的生长环境导致其肉质含有较多 水分和易氧化的不饱和脂肪酸，在体内组织酶和细菌的作用 下，如果存储环境不佳极易引发腐败。在我国的淡水渔业总 产量中，草鱼、鲢鱼、鳙鱼等低值淡水鱼类所占比例超过50%，但活体难以存储等因素限制了其市场潜力和价值，一直 难以拓展。淡水渔业每年因腐败损失巨大，发展更加先进的 储藏及加工方法已成为拓展淡水渔业的重中之重，找到保鲜 草鱼的适当方式极为迫切。 壳聚糖别称脱乙酰甲壳素，是通过甲壳素脱乙酰化而形 成的多糖类物质。其原料甲壳素散布于虾、蟹、某些昆虫的外 壳或真菌的细胞壁中，极易提取。壳聚糖具有无毒、生物相溶 性好、可降解的特点，并具有良好的成膜性，抑制细菌效果明 显，同时是一种可再生资源，作为食品包装的制造材料具有广 阔前景。壳聚糖膜可食用，安全环保，对大肠杆菌、表皮葡萄 球菌等细菌的抑制作用十分明显，浓度越大则抑制细菌的效 果越好。大量研究表明，采用壳聚糖膜涂抹处理水产品可明 显改善水产品的保鲜效果，延长水产品类食物的保质期，防止 水产品腐败变质[2_3]。 天然香辛料是一种拥有香、辛、麻、辣、苦、甜等一系列风 味的天然防腐剂和调味品[4]，不仅能够赋予水产品独特的风 味、良好的色泽及生理保健功能，还能提高和改善水产品的保 鲜功能，从而延长水产品的货架期。从生姜中提取的姜辣素、姜酚以及从大蒜中提取的大蒜素、蒜痒酸均可干扰细菌的氧 化还原作用，抑制鲜肉中腐败菌的活跃性，同时可抑制和灭杀 黄曲霉、黑根霉等容易污染食品的真菌[5]，对细菌正常的氧 化还原过程造成影响，特别是对肉类中导致腐败的细菌具有 收稿日期:2015-12-14 基金项目：福建省省级实验教学示范中心专项“化学实验教学示范中 心”；福建省大学生创新项目（编号=201412992019)。 作者简介:周强（1979—），男，江西樟树人，硕士,副教授，主要从事 农产品JC藏及其深加工研究。E - mail:4〇7825829@ qq. com。极强的抑制能力，同时还能杀灭常大量存在于食品中的各种 细菌。月桂氮卓酮、二甲基亚砜不但可加速花椒中易挥发性 油渗人真菌的细胞内，从而促进细胞衰亡，而且还对真菌起到 一定抑制及杀灭作用[6]。 本研究主要针对草鱼的保鲜储存问题，以壳聚糖复合膜 作为保鲜剂，在低温下对草鱼鱼肉块进行保鲜处理，利用其抗 菌及抗氧化特性，通过检测储藏期间草鱼的酸碱性变化、挥发 性盐基氮含量、细菌总量、视觉评分[7]，比较不同温度下壳聚 糖复合膜与清水处理对鱼块的保鲜效果。本研究为壳聚糖复 合膜在延长水产品货架期、提升水产品品质等不同方向的运 用提供依据。 1材料与方法 1.1材料与试剂 新鲜草鱼购自康美农贸市场，姜片、花椒、大蒜购自康美 豪利友超市。壳聚糖为食品级，氯化钠、碳酸钾、阿拉伯胶、甘 油、硼酸、盐酸、甲基红、乙醇、次甲基蓝指示剂均为分析纯。平板计数琼脂，生化试剂（B R)。 1.2主要仪器 P H S-25C型数显酸度计（南京互川电子有限公司），D H G- 9141A型电热恒温鼓风干燥箱（北京成萌伟业科技有 限公司），H H-8型数显恒温水浴锅（金坛市金城国胜实验仪 器厂），JA2003N型电子精密天平（郑州万博仪器设备有限公 司），D R P- 9082型电热恒温培养箱（上海森信实验仪器有限 公司），Y X Q- LS-40S11型立式压力蒸汽灭菌器（中国西安 常仪仪器设备有限公司），B C D -215K S型冰箱（青岛海尔股 份有限公司），W S C- S型测色色差计（上海荆和分析仪器有 限公司），微量扩散皿。 1.3 处理方法 壳聚糖保鲜液的配制过程：称取壳聚糖粉15 g,加人 1 000 m L纯水，于4丈下储藏备用。 混合型香辛料保鲜液的配制过程:分别称取姜片100 g、大蒜100 g、花椒50 g,将其均匀混合并搅拌研磨制成浆状物，添加蒸馏水至1 〇〇〇m L,将搅拌后的混合物体置于60丈条件
壳聚糖及其复合材料在水处理中的应用
Harbin Institute of Technology 课程论文 课程名称：壳聚糖生物材料 设计题目：壳聚糖及其复合材料在水处理中的应用院系：能源科学与工程学院 作者：刘禹萱 学号： 1120200607 哈尔滨工业大学
目录 1 引言 (2) 2 壳聚糖的吸附与絮凝机理 (3) 3 壳聚糖及其复合材料在水处理中的研究与应用 (4) 3.1壳聚糖及其复合材料去除废水中金属离子的研究与应用 (5) 3.2 壳聚糖及其复合材料在印染废水处理中的研究与应用 (6) 3.4 壳聚糖在食品工业废水处理中的研究与应用 (7) 4 总结 (8) 参考文献 (9)
壳聚糖及其复合材料在水处理中的应用 摘要 随着工业带来的环境污染的加剧，水污染已成为全球化问题，水处理成为世界各国环境保护工作的重点。壳聚糖具有环境相容性好、可再生、资源丰富以及高度可降解性等优点，在水处理领域已引起越来越多的关注。随之发展起来的壳聚糖改性材料也进入研究者的视野。其中，物理改性即壳聚糖复合材料以其操作性强、应用范围广、制备过程简单、性能优良等优点被越来越多的学者探索。本文以壳聚糖为基础，结合其物理复合材料，综述了壳聚糖及其复合材料在水处理方面的研究与应用。 关键词：壳聚糖；复合材料；水处理 1 引言 壳聚糖是甲壳素经化学法处理脱乙酰基后的产物，是一种直链型的天然高分子化合物，化学名称为(l，4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖。是至今发现的唯一天然碱性多糖。因制备工艺条件和需求不同，脱乙酰度由60%至100%不等，壳聚糖脱乙酰度越高，相对稳定性越低，但机械强度增大，生物相容性增加，吸附作用增强[1]。壳聚糖分子上含有三种类型的活性基团，即C2-NH2、C3-OH和C6-OH，因而可以通过物理、化学改性赋予壳聚糖衍生物各种功能特性，因此，壳聚糖复合材料作为正在兴起的功能材料之一，已经在多个领域得到应用。 随着工农业的发展，大量包括重金属的污染物排入河流，使水质恶化，水体污染已经成为当今世界上最严重的环境问题之一，世界各国政府以及广大环保工作者都在努力寻找科学有效的水治理方法。中国是全球水污染最严重的国家之一，全国多达70%的河流、湖泊和水库均受到影响。一项全国性调查表明，在2007年排入各种水体的有机污染物（以COD表示）中，近20%源自工业。而工业废水中，对环境与人体影响最大的几类分别为含重金属离子废水、含染料废水及含有机物废水。 在自然界中，甲壳素的年生物合成量约100亿吨，是地球上除纤维素以外的第二大有机资源，是人类充分利用的巨大资源宝库。因此，壳聚糖的来源相当丰富[2]。由于壳聚糖具有生物降解能力、生物相容性、生物活性以及无毒等独特的性能，近年来壳聚糖及其复合材料在水处理领域已得到高度重视和广泛研究。
纳米CaCO3原位改性对壳聚糖复合涂膜性能的影响
纳米CaCO3原位改性对壳聚糖复合涂膜性能的影响 郝文婷，郝晗，孙彤，吴朝凌，励建荣 （渤海大学化学化工与食品安全学院，辽宁锦州 121013） 摘要：以硬脂酸钠为原位改性剂，采用流延法制备了原位改性纳米CaCO3/壳聚糖复合涂膜。以机械强度(Ts、EB)、水蒸气透过率(WVP)、氧气透过率(OP)、二氧化碳透过率(CDP)、水溶性、吸水率、抑菌性为检测指标，研究了原位改性工艺条件对纳米CaCO3/ . 撑计划项目（2012BAD38B06）；高等学校博士学科点专项科研基金（优先发展领域项目编号：20113326130001）；辽宁省食品安全重点实验室开放课题（LNSAKF2011022） 作者简介：郝文婷（1987-），女，在读研究生，研究方向：食品科学 通讯作者：孙彤（1966-），女，博士，教授，研究方向为水产品贮藏加工及质量安全控制；励建荣（1964-），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为水产品贮藏加工及质量安全控制单一使用壳聚糖作为保鲜涂膜液存在一些缺陷和不足，其成膜后机械性能差，易吸湿，在应用方面受到限制。纳米壳聚糖复合保鲜涂膜将纳米粒子添加到高分子成膜物质壳聚糖中，使壳聚糖与纳米粒子以一定方式结合，以改善高分子涂膜性能。有研究表明，在壳聚糖涂膜中添加无机纳米粒子能够增强涂膜的机械性能，改善涂膜通透性、水溶性和抑菌性，利于改善 71
72 其食品保鲜性能。文献报道，将TiO 2与壳聚糖共混制得纳米复合涂膜，其机械性能提高，粒子分散均匀[8]；王明力将纳米SiOx 与壳聚糖复合，涂膜的拉伸强度和断裂伸长率提高，水蒸气透过量降低[9]。目前，应用SiO x [10] 、TiO 2[11] 、ZnO [12] 等纳米粒子与壳聚糖复合对食品进行保鲜已取得了良好的效果。CaCO 3是食品保鲜材料中应用最广泛的无机纳米材料之一，无毒无害、来源广泛、加工成本低[13]，可广泛应用于保鲜材 224 W 超声脱气15 min ，静置至气泡消失，定量流延后于30 ℃鼓风干燥12 h 。揭膜，置于干燥器中备用。采用戊二醛固定法处理涂膜，切片后采用透射电子显微镜观察其微观形貌。 1.3 纳米CaCO3/壳聚糖复合涂膜性能指标的 测定 1.3.1 纳米CaCO 3/壳聚糖复合涂膜机械强度测定 取25 mm×70 mm 的涂膜在TA-XT-PLUS （SMS ）质构仪上测定纳米复合涂膜的拉伸强度（Ts ）和断裂伸长率（EB ）。测试条件为：夹距40 mm ，测前速度10 mm/s ，测试中速度为2 mm/s [13]。按下式进行计算： 少量，g ；A -膜的面积，m 2；t -测定时间，h 。 1.3. 2.3 涂膜透光性的测定 将膜剪成比色皿大小，贴于比色皿器壁上，测定450 nm 下涂膜的透光率。透光性大小为透光率和膜厚度的乘积。 1.3.3 纳米CaCO 3/壳聚糖复合涂膜水合作用
各文献中壳聚糖在絮凝剂的制备方法对比
1 王路玲壳聚糖固定果胶酶法澄清白兰瓜汁效果的研究（果汁处理） 一定量的壳聚糖溶于100倍1%冰醋酸，取100ml(平行三次) 置于250ml烧杯中,分别加入250mol/L的NaOH溶液4%、5%、6%戊二醛5ml及少量CaCl2, 磁力搅拌8h（30℃）静置2h，离心，将沉淀洗至中性备用。将果胶酶以0.3mg/ml的比例加入到0.1mol/LpH为7.0的磷酸钠缓冲溶液中，将处理好的壳聚糖以1g:15mg酶液的比例加入，磁力搅拌2h(45℃),冷却至室温置于4冰箱中交联12h，用蒸馏水洗掉未固定的酶，，得到固定化酶。 2樊丽华等羧甲基壳聚糖复合絮凝剂的制备及其应用研究（海水处理） 羧甲基壳聚糖的制备 将一定量的壳聚糖均匀分散在装有异丁醇的三口烧瓶中；将一定浓度的NaOH 溶液分几次加入到三口烧瓶中，加完后在室温下继续搅拌一定时间，得到反应物淤浆；将一定量的固体氯乙酸，在搅拌状态下加入到反应物淤浆中，加完后将反应混合物用水浴加热到75 ℃，继续搅拌，反应后调节pH 到7 左右；将上述反应混合物过滤，滤饼用乙醇充分洗涤，在60 ℃下烘干至恒重，制得CMC。以CMC 和PFSC（聚硅酸氯化铁）为原料，按比例配制有机-无机复合型絮凝剂。 当使用2 mg/L CMC＋0.2 mg/L PFSC 复合絮凝剂时，浊度去除率可达98.6%，COD 去除率可达82.3%，比使用单一絮凝剂的处理效果有明显改善，而且絮凝剂用量也比单独使用时大大降低，可明显降低絮凝工艺的处理成本。 3 壳聚糖复合絮凝剂在茶皂素提取工艺中的应用 絮凝剂的配制: 称取1 g 壳聚糖置于烧杯中, 加入50 m l 水, 然后一边搅拌一边加入1% 的醋酸溶液, 使壳聚糖全部溶解。最后配成1% 的壳聚糖溶液。 絮凝操作: 往回收乙醇后的浓缩液中加入壳聚糖絮凝剂, 使用量为50×10- 6, 快速 搅拌3 m in, 再加入少量助凝剂HL , 搅拌5m in, 然后静置2 h, 过滤。 4 两性壳聚糖复合絮凝剂对印染废水的絮凝性能研究（污水处理） 5 一种聚硅酸-壳聚糖复合絮凝剂及其酸式制备方法发明专利 CN200510061689.X 6 薛永亮聚硅酸铝铁－壳聚糖复合絮凝剂的制备与应用