基于文丘里管的水力空化降解壳聚糖的研究

本文应用一种新的方法——文丘里管空化法来降解壳聚糖。研究了壳聚糖溶液浓度、p H、反应温度、压力、空化时间等因素对基于文丘里管空化的壳聚糖降解过程的影响,以壳聚糖的特性粘度下降率来衡量壳聚糖的降解程度,并分别对壳聚糖原料及其降解产物使用FT-IR、XRD进行表征比较分析。结果表明:在溶液浓度为3 g/L的条件下,最佳的降解条件为p H4.4,温度60℃,入口压力0.4 MPa,空化时间120 min,粘度下降率达49%。说明基于文丘里管的水力空化法可有效降解壳聚糖。

水力空化强化壳聚糖抗菌微球制备工艺的研究

为研究涡流产生的水力空化效应对壳聚糖抗菌微球包封率的影响,探讨水力空化强化壳聚糖抗菌微球制备的最佳工艺,在单因素试验的基础上,通过五因素三水平的响应面分析法研究了涡流出口压力、空化时间、壳聚糖浓度、甲基异噻唑啉酮(MIT)浓度、三聚磷酸钠(TPP)浓度对壳聚糖抗菌微球包封率的影响。结果表明,响应面法优化的最佳工艺参数为:涡流出口压力0.3 MPa,空化时间15 min,壳聚糖浓度3.0 g/L,MIT浓度0.6 mmol/L,TPP浓度2.5 g/L,载抗菌剂的壳聚糖微球包封率达(50.17±1.95)%,说明水力空化适合用于强化壳聚糖抗菌微球的制备工艺。

气体对涡流空化降解壳聚糖的影响

为降低壳聚糖的分子量,提高其应用范围,利用涡流强化降解壳聚糖,考察在涡流空化过程中壳聚糖溶液浓度、溶液p H、反应温度、出口压力、反应时间、通气方式等因素对强化壳聚糖空化降解的影响,同时对比空气、氧气、氮气对空化效应的影响。结果表明:不同的反应条件下,在涡流空化过程中通入空气均能强化壳聚糖降解,且氧气的强化作用大于空气,而通入氮气则抑制壳聚糖的降解。在壳聚糖浓度为3g/L、p H为4.4时、反应温度60℃、压力0.3 MPa、空化时间为3 h的条件下,相比于未通气的涡流空化降解,通入空气、氧气使壳聚糖黏度下降率分别提高了15.92%,9.10%,而通入氮气则使黏度下降率降低了9.89%。因此,空气、氧气的加入可有效提高壳聚糖的降解率,这为壳聚糖的开发与应用提供了理论依据。

多孔氧化镁的制备及其对糖汁的吸附性能研究

采用搅拌-陈化法制备了多孔碱式MgCO_3,在500℃下灼烧3 h,得到了多孔MgO。以赤砂糖回溶糖浆为研究对象,探讨多孔MgO对赤砂糖回溶糖浆的脱色性能,并以脱色率为指标,考察了多孔MgO用量、吸附时间、吸附温度、吸附p H值对赤砂糖回溶糖浆脱色性能的影响。结果表明:在用量为0.1g、吸附时间为60min、吸附温度为60℃、p H值为8.00时,多孔MgO对糖汁的脱色率为84.7%。用多孔MgO进行静态吸附动力学和吸附等温线研究。结果表明,多孔MgO吸附动力学符合准二级反应动力学模型,相关系数R2值最高(R2=0.999),说明其能更好的模拟多孔MgO对糖汁中非糖物质的吸附行为。吸附等温线符合Langmuir吸附等温方程。

水力空化及其在生物资源领域中的应用研究进展

水力空化作为液体特有的现象,其本质属于相变过程,相变产生的空化泡在溃灭瞬间引起的空化效应,除广泛应用于水处理领域外,还被用于生物资源领域中.文章对水力空化的概念、优点、产生机理和空化判据,及其近年来在生物资源领域中的研究与应用新进展等进行了概述;最后提出,水力空化相比于超声空化能耗更低、能效更高和规模放大更易,其作为一种新型过程强化手段在生物资源领域的应用是其重要的研究方向,同时也将具有更广阔的的应用前景.

文丘里管空化对壳聚糖微球制备及抑菌剂包埋的影响

以甲基异噻唑啉酮(MIT)为模型抑菌剂,探讨基于文丘里管的水力空化效应对离子交联法制备壳聚糖微球及包埋MIT的影响,考察空化入口压力、空化时间、壳聚糖浓度、壳聚糖和三聚磷酸钠(TPP)的质量比、MIT浓度对微球包封率的影响,并与传统机械搅拌进行比较。结果表明,壳聚糖和TPP的质量比≥2.5,文丘里管空化可稳定制备得到壳聚糖微球;制备微球的最佳工艺条件为:入口压力0.2 MPa,空化时间20min,壳聚糖浓度3.0g/L,TPP浓度3.0g/L,MIT浓度0.5mmol/L,该条件下微球包封率可达62.3%;与传统机械搅拌相比,文丘里管空化制备所得微球对MIT的包封率提高了17.7%以上。

水力空化深度处理焦化废水的实验研究

采用单因素方法研究了环境因素对撞击流-水力空化深度处理焦化废水的影响,通过响应面法优选出最佳反应环境条件,以期为撞击流-水力空化在焦化废水深度处理中的应用提供依据。结果表明,水力空化能有效处理焦化废水,3个因素对UV254去除率影响的大小顺序为:初始pH>温度>循环时间。其中初始pH和温度的交互作用对UV254去除率影响最为显著。优化得到最佳工艺条件:pH=2.12,温度为52℃,循环时间为48.15 min,在此条件下,焦化废水的UV_(254)、Vis_(380)、COD去除率能达到47.465%、67.53%、23.63%。

以蔗糖及对氨基苯磺酸为原料高效减水剂的合成

为开发绿色、经济、缓凝型高效减水剂,研究在酸性条件下,以蔗糖、对氨基苯磺酸为原料,通过工艺优化成功制备了一种新型绿色、缓凝型高效减水剂,并分别测试了水泥对减水剂的吸附量和水泥颗粒表面电位。同时,通过结构表征和性能分析表明:减水剂分子中含有氨基、羟基、磺酸基、苯环、醚键等官能团;当减水剂折固掺量为0.5%时,水泥净浆流动度为265.5 mm;当固体掺量为0.5%、0.7%和0.9%时,砂浆减水率分别达16.8%、21.5%和23.9%;水泥砂浆的抗压强度随减水剂掺量增加,3、7、28 d砂浆抗压强度呈先升高后降低,且掺量大于0.7%时出现假凝现象。该工艺绿色环保,成本低,产品使用安全且性能优异。

活性炭负载壳聚糖的制备及其对糖汁清净性能研究

利用壳聚糖的澄清性能和活性炭的多孔吸附性能,通过浸渍法制备了活性炭负载壳聚糖吸附剂,用扫描电镜和X射线衍射仪对此吸附剂进行形貌和晶相表征,并进行了糖汁吸附脱色实验研究。结果表明,相比单一的活性炭,其脱色率提高了10.1%。当此吸附剂用量为0.4%(质量分数),吸附p H为6.0、吸附温度为80℃、吸附时间为60 min时,对糖汁的脱色率与0.5%(质量分数)活性炭的脱色率基本一致,说明活性炭负载壳聚糖更有利于对糖汁清净脱色。

嗜热地衣芽孢杆菌SR01葡聚糖酶基因的原核表达及酶学性质研究

从一株嗜热地衣芽孢杆菌SR01中克隆了β-葡聚糖酶的编码基因,并通过原核表达对重组酶的酶学性质进行了研究。结果显示,该酶编码基因ORF包含741bp,编码246个氨基酸,理论分子量为28.03ku,等电点为6.42。在温度30℃、浓度0.05mmol/L条件下IPTG诱导4h,重组蛋白得到显著表达。酶的最适反应温度、pH值分别为55℃、pH6.0~7.0;在温度40~90℃、pH5.0~10.0条件下具有良好的稳定性。Cu2＋、Fe2＋、Ca2＋、Ba2＋、Mn2＋、EDTA对该酶有不同程度的抑制作用,K＋、Na＋对该酶起轻微的激活作用。该酶对体外模拟胃肠环境具有较好的耐受性,在模拟胃液中放置90min仍有80%左右的活性,胰液对该酶有一定的激活作用。

Geobacillus thermodenitrificans α-半乳糖苷酶原核表达及其酶学性质

本文利用大肠杆菌原核表达系统对来源于Geobacillus thermodenitrificans的α-半乳糖苷酶编码基因进行了重组表达,并对该酶的酶学性质进行了研究。结果表明,该α-半乳糖苷酶的分子量为100～110 kDa,以p NPG为底物时,该酶的最适反应温度为70℃,最适pH6.0,且该酶具有较好的温度稳定性和pH稳定性; Hg^+、Ag^+、Cu^(2+)离子能完全抑制α-半乳糖苷酶的活性,Fe^(3+)、Mn^(2+)、Zn^(2+)等离子对α-半乳糖苷酶的活性具有不同程度的激活作用;以pNPG为底物测得该酶的米氏常数K_m=10.04 mmol/L,最大反应速度V_(max)=18.25μmol/min。

葡萄糖制备5-羟甲基糠醛工艺研究

为实现5-羟甲基糠醛绿色化、低成本制备,以可再生资源葡萄糖为原料,固体酸为催化剂,在水-γ-戊内酯双相介质中经酸化水解制备出5-羟甲基糠醛。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、葡萄糖用量对5-羟甲基糠醛收率的影响。结果表明,最佳工艺条件:反应温度190℃,反应时间43 min,催化剂用量0. 3 g,葡萄糖用量0. 15 g,在此条件下,5-羟甲基糠醛的收率44. 7%。

水力空化处理对大豆分离蛋白与儿茶素相互作用及结构功能特性的影响

采用基于孔板的水力空化对儿茶素与大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)的混合物进行处理,通过比较处理前后儿茶素与SPI的结合量,以及所形成复合物的紫外吸收光谱、荧光光谱、游离巯基与游离氨基含量、表面疏水性、平均粒径与Zeta电位、二级结构、抗氧化活性等的变化,研究水力空化处理对儿茶素与SPI相互作用及所形成复合物的结构功能特性的影响。结果表明:水力空化处理能促进儿茶素与SPI的相互作用,在儿茶素添加量为2.0 mg/mL时,水力空化处理能将儿茶素与SPI的结合量由(21.82±0.18)mg/g提高至(62.55±0.36)mg/g;与未处理的复合物相比,水力空化处理后SPI-儿茶素复合物的紫外吸收增强,荧光强度减弱,平均粒径增大,Zeta电位绝对值、表面疏水性、游离巯基和游离氨基含量下降,二级结构中α-螺旋、β-转角和无规卷曲相对含量增加,β-折叠相对含量减小;另外,经水力空化处理后复合物的抗氧化活性明显增强,在儿茶素添加量为2.0 mg/mL时,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率由处理前的(48.64±1.24)%上升至(84.72±0.12)%,2,2′-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基清除率由(35.60±1.21)%上升至(75.51±0.79)%,铁离子还原能力由0.81±0.02上升至1.52±0.05。可见,水力空化处理能够促进儿茶素与SPI的结合,改变复合物的结构性质,增强复合物的抗氧化活性。

壳聚糖酶的研究进展

壳聚糖酶(EC3.2.1.132)是一种糖基水解酶,主要来源于细菌和真菌,以内切方式催化水解部分乙酰化壳聚糖中的β-1,4-氨基葡萄糖苷键,生成壳寡糖。由于壳聚糖酶可以用于制备具有独特生物活性的物质——壳寡糖,因而在医药、食品、化妆品等领域有广泛的应用,也引起越来越多的科研人员对该酶的关注。文章总结了壳聚糖酶在生化特性、遗传改良及其应用等方面的最新研究进展。

涡流空化强化载药壳聚糖微球制备效果初探

为探讨涡流空化强化载药壳聚糖微球的制备效果,研究传统离子凝胶法制备壳聚糖载药微球的最佳工艺,了解空化强化制备的载药微球的体外释放规律,在单因素试验的基础上,通过四因素三水平的响应面分析法研究了壳聚糖质量浓度、甲基异噻唑啉酮(MIT)浓度、三聚磷酸钠(TPP)质量浓度、搅拌转速对壳聚糖抗菌微球包封率的影响.结果表明,响应面法优化的最佳工艺为:壳聚糖质量浓度3.5 g/L,MIT浓度0.50 mmol/L,TPP质量浓度2.5 g/L,搅拌转速1 500 r/min,搅拌时间20 min,载药微球包封率为37.64%;在此基础上,涡流空化20 min,涡流空化出口压力0.3MPa时,微球的包封率达50.33%,比传统法优化后制备微球的包封率高了12.69%;涡流空化制备的载药微球在体外释放60 h后,MIT的累积释放量达78.79%.与传统离子凝胶制备方法相比,涡流空化能有效提高壳聚糖微球载药的包封率.

高效液相色谱法测定车厘子中果糖、葡萄糖及蔗糖含量

采用高效液相色谱法(HPLC)测定车厘子中果糖、葡萄糖及蔗糖的含量。测定方法:Shodex SUGAR系列KS-801(钠型)色谱柱(8 mm×300 mm,6μm)、流动相为超纯水,流速0.8 m L/min,柱温80℃,示差折光检测器(RID)温度30℃,进样量20μL,外标法定量。该法对果糖、葡萄糖和蔗糖测定的平均回收率分别为99.96%、100.30%、99.26%,相对标准偏差(RSD)分别为1.54%、0.49%、0.48%,检出限分别为3.50μg/m L、4.88μg/m L、7.50μg/m L,果糖、葡萄糖和蔗糖的标准曲线相关系数均在0.999以上(n=5)。该法可快速准确的对果糖、葡萄糖和蔗糖定性、定量分析。结果表明,车厘子果肉中果糖、葡萄糖、蔗糖的含量分别为5.69%、5.83%、0.24%。

Neosartorya fischeri α-半乳糖苷酶酶学性质的研究

为获得酶学性质优良的α-半乳糖苷酶,研究根据Gen Bank数据库提供的嗜热微生物Neosartorya fischeri的α-半乳糖苷酶的氨基酸序列,经密码子优化合成该酶的编码基因。将合成的基因转化大肠杆菌BL21进行原核表达,获得重组α-半乳糖苷酶,并对酶学性质进行研究。结果显示:以棉籽糖为底物时,酶的最适反应温度为55℃,最适p H 6.0,有较好的热稳定性和酸碱稳定性。Fe2+(铁)、Mn2+(锰)和Ca2+(钙)离子可使酶活性大幅提高,而Cu2+(铜)离子则可强烈抑制酶的活性,Pb2+(铅)、Ba2+(钡)、Al3+(铝)、EDTA(乙二胺四乙酸)和SDS(十二烷基硫酸钠)对酶活也有一定的抑制作用。在模拟胃肠环境时发现该酶有良好的稳定性,肠液对该酶甚至有轻微的激活作用。

控制性打开二硫键-葡聚糖修饰对大豆分离蛋白表面活性性能及结构的影响

为提高大豆分离蛋白的表面活性,试验采用过氧乙酸控制性的打开蛋白质的二硫键,并在此基础上加入葡聚糖进行复合修饰。结果表明:随着二硫键断开程度的增加,接枝度明显提升,褐变度与其有相同的变化趋势。当二硫键断开率为46%时,表面活性最理想。其中乳化性和乳化稳定性提高107.56%和175%;起泡性和起泡稳定性提高83.63%和105%;荧光图谱表明随着二硫键断开率的增加,荧光强度出现先升高后降低的趋势,而糖基化复合产物荧光强度依次降低;SDS-PAGE进一步证实,在糖基化过程中7S亚基最先消失,二硫键断开后,可以加速11S酸性亚基与葡聚糖发生糖基化反应。

氧气对涡流空化降解壳聚糖的影响

研究了氧气在不同壳聚糖溶液初始质量浓度、p H值、温度、进口压力、空化时间等条件下,对壳聚糖涡流空化降解的影响。结果表明:壳聚糖溶液的初始质量浓度越低涡流空化降解效果越好,当溶液p H值为4.4、温度为70℃、进口压力为0.4 MPa、空化时间为3 h时,壳聚糖的特性黏度下降率最高;在不同涡流空化降解条件下,连续通入氧气均可显著促进壳聚糖降解产物特性黏度下降率的提高,在本实验中最大可提高35.36%;氧气对高质量浓度壳聚糖降解的促进作用更显著;氧气的通入减弱了p H值对壳聚糖降解的影响、在反应的初期大大加快了反应速率;降解后的壳聚糖主链结构及官能团基本没发生变化。

基于高效液相色谱法分析水力空化对蔗糖的影响

为探明水力空化对糖液中蔗糖的影响,通过空化装置产生空化并作用于蔗糖溶液。同时建立了快速准确测定糖液中蔗糖含量的高效液相色谱法(HPLC),测定方法采用Shodex SUGAR系列KS-801(钠型)色谱柱(8 mm×300 mm,6μm)、流动相为超纯水,流速0.8 m L/min,柱温80℃,示差折光检测器温度30℃。以此法监测不同压力、温度、蔗糖初始浓度、pH、作用时间等条件下水力空化处理糖液中蔗糖的含量。结果表明,当溶液pH小于7时,蔗糖发生水解,而水力空化能够强化蔗糖的水解反应,增加蔗糖的损耗。所以将水力空化应用于实际制糖工业时,应避免高温、低pH或缩短作用时间,降低蔗糖的损耗。