以羧甲基甘蔗渣为原料合成系列高吸水树脂的研究

以甘蔗纤维素为主要原料,通过醚化反应合成羧甲基甘蔗渣,再以羧甲基甘蔗渣为母体,丙烯酸及其盐、丙烯酰胺为单体,N,N"-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,进行聚合反应合成了四种高吸水树脂。利用红外光谱、元素分析、扫描电镜、XRD等手段对合成的树脂进行了表征。通过正交实验对高吸水树脂的合成条件进行了优化。在最佳合成条件下合成的普通高吸水树脂的吸去离子水量为2040g/g,含钾高吸水树脂的吸去离子水量为1950g·g^(-1),含氮高吸水树脂的吸去离子水量为2150g·g^(-1),含氮和钾高吸水树脂的吸去离子水量为1360g°g^(-1)。

羧甲基葵花盘制备含氮和钾高吸水树脂的合成条件研究

以羧甲基葵花盘、丙烯酸及丙烯酰胺等为主要原料合成含氮和钾元素的高吸水树脂,对合成的高吸水树脂的吸液能力、吸液速率、保水性、耐盐性和重复吸水率等性能进行了研究。实验证明合成的高吸水树脂具有吸水量高、保水能力强、耐盐性好、重复吸水率高等优点。

海藻酸钠-羧甲基纤维素钠凝胶涂层对锌负极稳定性的影响

通过一种绿色、自交联策略,基于海藻酸钠(SA)和羧甲基纤维素钠(CMC)中羧基对Zn^(2+)的离子缔合作用,利用旋涂法在锌电极表面原位构建了具有孔结构的柔性SA+CMC凝胶涂层(Zn@SA+CMC)。涂层中富含羟基,羟基的强吸附效应能够使涂层与锌电极紧密结合,减少界面处的副反应。柔性涂层不仅能适应锌电镀过程中的体积变化,还表现出较好的亲锌性,更低的成核过电压,更高的离子电导率,有利于Zn^(2+)均匀沉积,有效抑制了锌枝晶的生成。因此,Zn@SA+CMC对称电池能稳定运行890 h(3 mA·cm^(-2));Zn@SA+CMC||MnO_(2)全电池表现出优越的倍率和循环性能。

羧甲基化柑橘果胶的体外模拟消化及益生元作用

为探究羧甲基化柑橘果胶(carboxymethyl citrus pectin,CCP)在益生元方面的潜力,以NaOH-氯乙酸化学法制得CCP,采用红外光谱对其进行表征,模拟人体消化实验探究其抗消化性,并以其作碳源,研究其对短乳杆菌、植物乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热乳杆菌的益生元作用。结果表明,在红外光谱中1616、1419、1313 cm^(-1)处存在羧甲基的特征吸收峰,测定其取代度为0.4371,柑橘果胶羧甲基化修饰成功;在模拟人体抗消化实验中,CCP在模拟唾液、胃液和小肠液中的水解度分别低于3%、6%和2%,证明其能有效抵抗人体消化道消化;CCP促进短乳杆菌增殖的最佳质量浓度为15 g/L,对其他3种益生菌的最佳质量浓度为30 g/L,在最佳果胶质量浓度下,4种益生菌在18~30 h达到增殖的稳定期,细菌浓度达最高值,培养基pH值达到最低值,CCP对4种肠道益生菌的促进增殖作用均优于柑橘果胶。研究表明CCP是一种潜在的益生元,在医药保健等领域具有较高的发展潜力。

羧甲基茯苓多糖阻遏亚慢性应激诱发的抑郁样行为

探讨羧甲基茯苓多糖在缓解亚慢性应激诱发的抑郁样行为中的作用。通过连续2周温和不可预知应激,在造模的后7 d,每日分别用0.1、0.2、0.4 g/kg羧甲基茯苓多糖干预模型小鼠。采用16S rRNA高通量测序法分析小鼠肠道菌群组成,ELISA法测定血清中炎性因子水平,分别用LC-MS和GC-MS法测定粪便中神经递质和短链脂肪酸含量,并通过强迫游泳、高架十字迷宫和旷场实验测定小鼠抑郁样行为。结果表明,与模型组相比,低、中剂量的羧甲基茯苓多糖均能不同程度改善抑郁样行为,并改变肠道菌群的组成,降低革兰氏阴性菌的相对丰度(P<0.05);中剂量能够显著降低血清中IL-6 (P<0.01)和IL-2 (P<0.05)的水平;各剂量可通过调节Lactobacillus和Parabacteroides的丰度,显著下调异戊酸、NE、5-HT以及Ach的含量,从而减少IL-6的过量释放。综上,羧甲基茯苓多糖可通过调节肠道菌群组成,抑制肠源性异戊酸、NE、5-HT以及Ach的释放,降低抑郁症相关的炎性因子IL-6和IL-2的水平,从而有效阻遏亚慢性应激诱发的抑郁样行为。

羧甲基壳聚糖-蓖麻油基聚氨酯农药缓释微球的制备及性能

以羧甲基壳聚糖(CMCS)、蓖麻油(CO)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,通过自乳化法制备了羧甲基壳聚糖-蓖麻油基聚氨酯微球(CO-CMCS-PU),通过分子自组装法负载阿维菌素(AVM)得到载药微球(CO-CMCS-PU@AVM)。采用FTIR、1HNMR、SEM、TGA对产品结构及形貌进行了表征,并探究了不同药量载药微球的包封率、缓释性能、抗紫外性能、叶面接触角和黏附性能。结果表明,相比AVM分散液,紫外光照射后载药微球中AVM的保留率提高到43%以上,说明CO-CMCS-PU载体的抗紫外性能良好;载药微球溶液比AVM分散液在黄瓜叶面上的接触角降低了21%以上,滞留量提高了40%以上,说明其在叶面上有较好的黏附性和润湿性;载药微球包封率可达82%以上,具有良好的缓释和pH响应释放性能,释药行为符合First-order动力学模型和Korsmeyer Peppas模型,药物释放受Fickian扩散控制。

鱼尾型搅拌桨设计及在羧甲基纤维素钠溶液中的应用

搅拌桨是生物反应器的核心部件,直接影响反应釜内流体的搅拌混合和气液分散性能.基于双色刺尻鱼(Centropyge Bicolor)尾鳍轮廓特征和仿生学原理,设计了一种鱼尾型搅拌桨—FT桨(Fishtail Turbine),应用于羧甲基纤维素钠(CMC)溶液的搅拌混合操作.结合计算流体动力学(CFD)和粒子图像测速(PIV)技术,研究了FT桨在纯水、 CMC溶液中的搅拌混合和气液分散性能,并与传统RT桨(Rushton Turbine)进行了对比.结果表明:(1)对于单相流,与RT桨相比,FT桨能增大流场速度、湍动能作用区域;搅拌纯水、 0.25%CMC溶液、 0.5%CMC溶液时,湍动能最大值分别增加39.47%、 23.33%、 18.31%,平均增加31.03%.(2)对于气液两相流,与RT桨相比,FT桨能增大高气含率区域,促进气液分散;搅拌气液两相纯水、 0.25%CMC溶液、 0.5%CMC溶液时,总体气含率分别相对增加8.62%、 9.19%、 2.58%,平均相对增加5.94%,搅拌功耗分别降低4.58%、 4.54%、 4.98%,平均降低4.70%.与RT桨相比,FT桨搅拌CMC溶液具有更优的搅拌混合和气液分散性能,应用前景广阔.

改性鸡肺、牛肺、猪肺明胶/羧甲基壳聚糖复合水凝胶的制备及性能

为提高畜禽养殖效益、实现高附加值的畜禽肺资源化利用,本研究以鸡肺、牛肺、猪肺及与羧甲基壳聚糖为原料,在鸡肺、牛肺、猪肺明胶制备及改性的基础上,将羧甲基壳聚糖分别与改性鸡肺、牛肺、猪肺明胶按1∶1、1∶2和2∶1体积比进行交联反应制备复合水凝胶,并进一步对复合水凝胶的关联度、凝胶强度、红外光谱、溶胀性、热变特征、微观结构及失水率等理化性质进行分析。结果表明,当羧甲基壳聚糖分别与改性鸡肺、牛肺、猪肺明胶按1∶2体积比时,配制得到的复合水凝胶性质最好。其中,羧甲基壳聚糖与改性牛肺明胶按1∶2体积比配制得到的复合水凝胶交联度、凝胶强度、孔隙率和失水率分别为45.4%、5.24 N、64.58%和87.6%,优于羧甲基壳聚糖分别与改性鸡肺明胶、改性猪肺明胶按1∶2体积比配制得到的复合水凝胶。本研究结果为畜禽肺的高附加值资源化利用提供了新思路。

多杀霉素/羧甲基壳聚糖缓释悬浮剂的制备

基于羧甲基壳聚糖在等电点附近溶解度低的特性,采用pH调节法制备多杀霉素/羧甲基壳聚糖缓释悬浮剂,并初步探究其对小菜蛾幼虫的防治效果。结果表明:缓释悬浮剂适宜的制备条件为羧甲基壳聚糖盐酸溶液质量分数1.0%,多杀霉素甲醇溶液质量分数1.5%,羧甲基壳聚糖与多杀霉素的质量比2∶1,15000 r/min下剪切乳化3 min。缓释悬浮剂呈乳白色,载药量、包封率和中位粒径分别约为25%、74%和48μm,稀释施用时粒径降为约3μm。红外光谱分析表明,羧甲基壳聚糖成功包封多杀霉素,其相互间作用力主要为物理吸附。相对传统悬浮剂,多杀霉素/羧甲基壳聚缓释悬浮剂在防治小菜蛾方面具有优异的速效性和更长的持效期,在多杀霉素减施增效方面具有一定的应用潜力。

羧甲基壳聚糖诱导罗伦隐球酵母对葡萄柚果实细胞壁代谢的影响

以‘里约红’葡萄柚为试材,对羧甲基壳聚糖(carboxymethyl chitosan,CMCS)、罗伦隐球酵母(Cryptococcus laurentii)以及CMCS-C.laurentii处理葡萄柚果实采后的硬度进行测定,结果显示:与对照组(无菌水处理)相比,CMCS-C.laurentii处理显著抑制了葡萄柚果实在整个贮藏期间内的果实硬度下降(P<0.05)。在此基础上,测定贮藏期间(75 d)葡萄柚果实质量损失率、细胞壁多糖物质含量和细胞壁水解酶活力并观察果实细胞壁微观结构。结果表明:CMCS-C.laurentii处理能有效维持果实内共价结合型果胶、紧密型半纤维素的含量,降低果实中水溶性果胶、离子型果胶以及松散型半纤维素的含量;并且相较于对照组,CMCS-C.laurentii处理组果实细胞壁水解酶(果胶甲酯酶、多聚半乳糖醛酸酶、纤维素酶、α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶和β-葡萄糖苷酶)活性均受显著抑制;贮藏中后期,CMCS-C.laurentii处理的果实细胞壁结构更加稳定,胞内结构相对完整。综上所述,CMCS-C.laurentii处理能减缓采后葡萄柚果实细胞内部细胞器及细胞壁的降解,较好地维持细胞完整性,延缓果实软化。

大豆蛋白强化羧甲基纤维素钠复合油凝胶的性能

利用气凝胶模板法可间接制备油凝胶,该方法具有制备简单、性能优异等优点而被广泛关注。本研究通过静电相互作用制备了羧甲基纤维素钠(carboxy methyl cellulose-Na,CMC-Na)/大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)复合气凝胶,探究不同蛋白含量对气凝胶平均粒径、微观结构、红外光谱、吸油动力学、吸油和持油能力的影响。并基于气凝胶模板制备油凝胶,对其质构性能、抑菌性能以及贮藏稳定性进行表征。结果表明,SPI和CMC-Na依靠静电吸附形成了稳定的复合物,平均粒径随着蛋白含量的增加而增大。复合气凝胶显示出更加致密的多孔网络结构,持油能力得到增强,但不利于吸油性能的改善。同时,蛋白的加入提高了油凝胶的强度,增加了杨氏模量,并改善了油凝胶的抑菌效果和贮藏稳定性。因此,气凝胶模板法可视为制备油凝胶的良好方法,并且基于多糖蛋白静电吸附可以制备稳定的油凝胶体系。

羧甲基壳聚糖对牛骨胶原蛋白微观结构、热稳定性及自组装性质的影响

构建具备良好热稳定性、自组装性质及生物相容性的可食性细胞外基质(extracellular matrix,ECM)类似物支架对于制造结构化细胞培养肉制品至关重要。将羧甲基壳聚糖(carboxymethyl chitosan,CMCS)引入牛骨胶原蛋白(bovine bone collagen,BBC)体系中,通过光谱分析(紫外、红外、荧光光谱)发现BBC与CMCS的相互作用随着引入CMCS添加量的增加而增强,但并未影响BBC的三螺旋结构。差示扫描量热法/热重分析结果表明,CMCS的引入增强了BBC体系的热稳定性。浊度试验及扫描电子显微镜/透射电子显微镜观察结果证实了CMCS引入后胶原蛋白纤维形成度呈上升趋势,聚集行为更明显且自组装速率产生变化,呈现出更疏松扭曲的三维结构以及更大的纤维直径及更广泛的直径分布。但CMCS的引入并未明显影响BBC的D-周期性结构(胶原纤维自组装过程中形成的特征性明暗交替的周期性横纹结构)形成及其长度,且CMCS引入前后体系的细胞相容性也未呈现显著性差异。随着引入CMCS添加量增加,CMCS和BBC之间的静电作用力可能较共价相互作用和氢键更占优势。这些结果表明,CMCS的引入不影响BBC三螺旋结构完整性和生物相容性,并改善了BBC的热稳定性及体外自组装性质。这为开发新型优良可食性胶原蛋白基ECM仿生支架在细胞培养肉领域的应用以及畜禽骨副产物高值化精深加工利用提供了参考信息。

裙带菜多糖羧甲基化修饰及降血糖活性

从醇沉浓度为65%的多糖组分中纯化得到均一组分多糖并命名为UPP(Undaria pinnatifida polysaccharide),对UPP的羧甲基化修饰工艺及修饰前后多糖的理化特性、体外降血糖活性进行研究。在单因素试验基础上进行响应面优化试验,得到修饰多糖并命名为CM-UPP(carboxymethylated Undaria pinnatifida polysaccharide),通过傅里叶红外光谱扫描、热重、X-射线衍射对两种多糖进行表征。结果表明UPP的蛋白质、多酚含量较低,其总糖含量为(93.94±0.47)%。羧甲基化修饰最优条件为氯乙酸浓度1.46 mol/L、反应温度65℃、NaOH浓度20%,此时取代度为0.887。UPP和CM-UPP均为无定型结构并且CM-UPP具有更强的热稳定性。体外活性试验表明UPP、CM-UPP均对α-淀粉酶抑制无剂量依赖关系,UPP和CM-UPP的最高抑制率分别为69.01%、76.82%;两种多糖对α-葡萄糖苷酶抑制呈量-效关系,UPP和CM-UPP的IC50值分别为3.467、0.503 mg/mL。综上所述,羧甲基化修饰能够提高UPP的体外降血糖能力。

羧甲基壳聚糖/聚环氧乙烯纳米纤维载药敷料的制备与表征

将具有抗菌消炎作用的中药油加入到质量分数为5%的羧甲基壳聚糖/聚环氧乙烯(CMCS/PEO)纺丝溶液中,采用静电纺丝技术制备CMCS/PEO纳米纤维载药敷料,并对其形貌与性能进行表征与测试。结果表明:由于中药油的掺杂,CMCS/PEO纳米纤维的直径变粗,孔径变大,40%载药量的纳米纤维敷料的纤维平均直径为278 nm;对大肠埃希菌和耐药金黄葡萄球菌的抑菌率分别为98%和97%;经过载药敷料处理的小鼠伤口在第12天的愈合率达到98%。

羧甲基纤维素钠对红海榄幼苗生长和土壤养分的影响

为明确羧甲基纤维素钠(Sodium Carboxymethyl Cellulose,CMC)对沿海困难立地砂砾质土壤的改良作用,以红海榄(Rhizophora stylosa)胚轴为材料,通过室内潮汐模拟试验,研究不同CMC施用量(质量比为1.6%、2.4%、3.2%、4.0%和4.8%)对红橄榄幼苗生长和土壤养分的影响。结果表明,随CMC施用量增加,红海榄幼苗生长量和生物量整体呈先增后减的趋势,均在4.0%CMC处理下最大。与CK相比,不同CMC处理下红海榄幼苗的株高、地径和叶片数分别增加9.78%~38.54%、13.83%~54.31%和20.00%~36.67%;根、茎和叶生物量分别增加10.58%~64.72%、7.97%~36.76%和37.62%~117.99%;土壤有机质、全钾和速效钾含量分别显著增加625.22%~671.96%、147.62%~161.52%和55.56%~77.78%。CMC可促进红海榄幼苗生长,提高土壤养分,可作为沿海困难立地砂砾质土壤的改良剂,推荐CMC施用量为4.0%。

冻藏时间对不同热处理方式鸭胸肉中羧甲基赖氨酸形成的影响

[目的]本文旨在阐明不同热处理方式(烤制、炸制、煮制、煎制、高压炖煮)鸭胸肉经不同时间冻藏(-20℃,分别贮藏0、10、20、30、40 d)后,氧化(脂质和蛋白质氧化)与蛋白质结构改变对羧甲基赖氨酸(CML)形成的影响。[方法]采用酶联免疫、多光谱分析、相关分析等技术方法测定经热/非热处理鸭胸肉冻藏期间的脂质氧化、游离氨基、表面疏水性、内源性色氨酸和蛋白质氧化等指标,探究冷冻贮藏对鸭肉肌原纤维蛋白(MP)结构修饰及CML形成的关联机制。[结果]在40 d、-20℃的冻藏条件下,各组冻藏过程中游离态和结合态CML生成量不同,主要受到蛋白质氧化聚集和脂质氧化的影响。在冻藏过程中CML生成量主要与羰基含量、总巯基含量、脂质氧化显著相关(P<0.05)。与其他组相比,高压炖煮组在冻藏期间CML含量最高,炸制与高压炖煮促进鸭胸肉蛋白质羰基化并导致其结构改变,烤制和煮制组促进脂质氧化进程。[结论]热加工肉经冻藏后促进蛋白质分子降解、二次聚集、开链等行为,从而影响CML生成量。

壳聚糖/羧甲基纤维素钠复凝聚体系处理高浊度水体中污染物研究

混凝工艺因成本低廉、操作简单而成为地表水处理的常见工艺,但现有混凝剂存在对地表水中溶解性有机物去除率较低的问题。针对我国地表水体普遍存在的有机微污染问题,设计一种通过壳聚糖/羧甲基纤维素钠于水中原位生成的复凝聚絮体以代替传统混凝剂并去除污染物的新工艺,进而将复凝聚技术原位生成网状絮体应用于水污染处理中。选取高岭土和盐酸四环素分别模拟黄河水中的无机胶体和有机微污染物,探究初始浊度、壳聚糖/羧甲基纤维素钠投加质量浓度对两类污染物的去除效率和机理,并进一步对混凝后产生污泥的吸附性能进行研究。结果显示,壳聚糖/羧甲基纤维素钠对不同模拟污染水的浊度去除率都在99%以上,对盐酸四环素-高岭土和黄河水-盐酸四环素中盐酸四环素的最佳去除率分别为40.02%和56.72%,效果明显优于聚合氯化铝(Polyaluminium chloride,PAC)。壳聚糖/羧甲基纤维素钠和高岭土共沉淀产生的污泥能够对水中盐酸四环素进行化学吸附,最高吸附质量比达4.81 mg/g。壳聚糖/羧甲基纤维素钠复凝聚体系对地表水中的无机污染物和有机污染物均有较好的去除效果,且所得污泥具有回用价值,具有良好的应用前景。

机械活化协同固相法制备羧甲基多孔淀粉及其在粉末酱油中的应用

为获得一种绿色高效的羧甲基多孔淀粉制备工艺,本研究以酶解制得的多孔木薯淀粉为原料,氯乙酸钠为醚化剂,氢氧化钠为催化剂,采用机械活化协同固相醚化法制备羧甲基多孔淀粉,通过单因素实验探究各因素对羧甲基多孔淀粉取代度(Degree of substitution,DS)的影响,并探讨羧甲基多孔淀粉在酱油中的应用。结果表明,机械活化协同固相法制备羧甲基多孔淀粉的最佳工艺条件为:多孔淀粉与氯乙酸钠的物质的量之比为1:1,氢氧化钠质量分数为18.8%,球磨时间1.5 h,反应温度50℃,此条件下制备得到的羧甲基多孔淀粉取代度最高为0.2532。通过红外光谱仪(Infrared spectrometer,FTIR)、X-射线粉末衍射仪(X-ray powder diffractometer,XRD)和扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)等表征,进一步证实多孔淀粉发生了羧甲基化反应。随着羧甲基多孔淀粉DS的增大其冷水溶解度、吸水率和柠檬黄吸附量增大;当DS为0.2532时,羧甲基多孔淀粉的冷水溶解度达到64.94%,吸水率达到180.73%,柠檬黄吸附量达到2.5086 mg·g^(-1)。羧甲基多孔淀粉所制备的粉末酱油相比于木薯淀粉和多孔淀粉所制备的粉末酱油溶解性更好,吸潮性更低,氨基酸态氮含量更高,与原酱油最接近。因此,机械活化协同固相醚化法可有效制备羧甲基多孔淀粉,该法操作简单,绿色环保,取代高,为多孔淀粉的开发利用提供了科学依据。

羧甲基壳聚糖诱导葡萄柚果实抗病防御代谢物差异分析

为研究羧甲基壳聚糖(CMCS)诱导采后葡萄柚果实抗性代谢物的差异,以葡萄柚果实为试材,采用1.5%CMCS和无菌水(CK)分别诱导葡萄柚24 h,利用非靶向代谢组学技术分析葡萄柚果实中代谢物的差异。结果表明,CMCS诱导葡萄柚24 h,共得到92种差异代谢物,其中,上调36种,下调56种。KEGG通路注释结果表明,差异代谢物被显著(P<0.05)富集到21条通路中,主要参与氨基酸和苯丙烷代谢。进一步筛选发现L−谷氨酰胺、L−谷氨酸、L−天冬酰胺、L−精氨酸、酪胺、丙二酸、莽草酸、D−赤藓−3−甲基苹果酸、反式肉桂酸和香豆素的表达量发生显著变化,且显著(P<0.05)高于CK。另将相关差异代谢物与关键抗性差异基因(HSP17.4B、NCED1、GGCT2;2、HSP22.0、WRKY53、HSP22.0、WRKY40、WRKY54)进行相关性分析,结果证实两者之间存在显著正相关关系。

羧甲基壳聚糖/纳米银抗菌剂的制备及缓释性能研究

以羧甲基壳聚糖(CMCS)、银氨溶液为主要原料,采用微波辐射法合成具有缓释抗菌作用的羧甲基壳聚糖/纳米银(CMCS-Ag)抗菌剂。研究反应时间与温度对CMCS-Ag抗菌剂中纳米银生成量的影响,以较优条件制备抗菌剂并通过紫外-可见光谱、X射线衍射、透射电镜及红外光谱对抗菌剂进行结构表征,与商用纳米银进行对比测试,对CMCS-Ag抗菌剂的抗菌性能与Ag^(+)缓释性能进行评价。结果表明:羧甲基壳聚糖与银氨溶液比例为100mg∶0.4mmol时,在70℃、40min条件下制备出CMCS-Ag抗菌剂的纳米银含量最高,纳米银浓度为(1250±2.8)mg/L;CMCS-Ag抗菌剂中纳米银晶型良好且粒径较小,平均粒径为(26±0.12)nm,能够均匀地负载于CMCS网状结构中;CMCS-Ag抗菌剂对大肠杆菌最小抑菌浓度为7.81mg/L、对金黄色葡萄球菌为15.63mg/L,抗菌效果优于商用纳米银;CMCS-Ag抗菌剂240h累计Ag^(+)释放浓度为(26±0.5)μg/L,Ag^(+)释放总量低于商用纳米银,Ag^(+)缓释性能优于商用纳米银。