利用味精离交尾液制备复合氨基酸螯合锌的研究

摘要

味精离交尾液是一种高浓度的有机工业废水，CODcr、SS、NH3-N、BOD5含量均很高，pH低，含有多种氨基酸，一般的传统处理工艺很难达到废水排放标准，且处理成本高，研究味精离交尾液的综合利用对味精行业的可持续发展具有重要意义。
　　本文采用单因素试验与响应面分析法相结合的方法研究了制备味精离交尾液复合氨基酸螯合锌的最佳工艺条件。通过单因素试验分析，初步得到制备工艺条件:pH值为7.5、温度为60℃、配位摩尔比为2∶1、反应时间1h。以单因素实验结果为基础结合响应面法优化反应条件，建立多元回归方程获得最佳条件预测值:pH值为7.76、温度为61.05℃、配位摩尔比为2.19∶1,螯合率理论预测值80.36％。依据上述所得预测最佳制备条件制备味精离交尾液复合氨基酸，验证预测结果的正确性，实验实际测得螯合率为79.83％。
　　利用无水乙醇将螯合产物分离提纯，采用双硫腙显色和茚三酮显色对提纯产物纯度进行检测。Na2S沉淀法从化学反应的角度证明螯合产物的生成;紫外光谱法测得味精离交尾液在198nm处出现最大吸收峰，螯合产物的最大吸收波长为201nm，螯合产物特征吸收峰的波长发生红移，说明有新物质的合成;红外光谱图显示，由于金属离子对配位基团电子云的吸引作用，电子云向中心配位金属离子偏移，使氨基酸上羧基吸收峰红移至1409.6 cm-1,氨基的不对称变量角吸收峰移至2962.7 cm-1,在809.0 cm-1与650.2 cm-1处出现较强的Zn-N与Zn-O伸缩振动峰，说明生成了复合氨基酸螯合锌产物;SEM图像表明，螯合产物与味精离交尾液的表观形貌明显不同，对螯合产物又进行了热分析，通过分析TG和DSC曲线变化证明了螯合产物的生成。
　　研究味精离交尾液复合氨基酸螯合锌清除自由基的能力，实验表明螯合产物对HPPD自由基与羟基自由基具有较高清除率，则说明味精离交尾液复合氨基酸螯合锌具有一定的抗化活性。同时研究了硫酸锌无机盐、味精离交尾液、味精离交尾液复合氨基酸螯合锌对黑麦草种子萌发的影响，结果表明锌离子与味精离交尾液螯合后产生的螯合产物对黑麦草萌发起到明显的促进作用，黑麦草发芽率96％、发芽势为82％、发芽指数127.97、活力指数0.83。
　　本文利用味精离交尾液中大量存在的氨基酸与金属锌离子螯合生产复合氨基酸螯合锌产物，为味精离交尾液的综合利用和治理提供了一条新的途径。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 氨基酸金属螯合物的制备

1．1．1 氨基酸金属螯合物的合成工艺

1．1．2 氨基酸与金属离子螯合的影响因素

1．1．3 响应面分析方法

1．2 氨基酸金属螯合物的鉴定

1．2．1 Na2S沉淀法

1．2．2 紫外光谱法

1．2．3 红外光谱法

1．2．4 其他方法

1．3 氨基酸金属螯合物的应用

1．3．1 在畜牧业中的应用

1．3．2 在农业方面的应用

1．4 本课题研究背景与主要研究内容

1．4．1 研究背景

1．4．2 主要研究内容

第二章 味精离交尾液复合氨基酸螯合锌的制备

2．1 引言

2．2 试验材料与设备

2．2．1 试验材料

2．2．2 试验仪器

2．3 试验方法

2．3．1 味精离交尾液复合氨基酸螯合锌的制备工艺流程

2．3．2 味精离交尾液复合氨基酸蟹合锌蟹合率的测定

2．4 结果与分析

2．4．1 螯合工艺单因素试验

2．4．2 响应面设计优化复合氨基酸螯合锌合成工艺条件

2．4．3 最优条件验证实验

2．5 本章小结

第三章 味精离交尾液复合氨基酸螯合锌的定性分析

3．1 引言

3．2 试验材料与设备

3．2．1 试验材料

3．2．2 试验仪器

3．3 试验原理及方法

3．3．1 双硫腙显法检测游离金属离子

3．3．2 茚三酮显色法检测游离氨基酸

3．3．3 复合氨基酸螯合锌的分离纯化

3．3．4 Na2S沉淀法

3．3．5 紫外光谱法

3．3．6 红外光谱法

3．3．7 x射线衍射光谱法

3．3．8 扫描电镜法

3．3．9 热分析法

3．4 结果与分析

3．4．1 Na2S沉淀法检测结果与分析

3．4．2 紫外光谱法检测结果与分析

3．4．3 红外光谱法检测结果与分析

3．4．4 x射线衍射法检测结果与分析

3．4．5 扫描电镜法检测结果与分析

3．4．5 热分析法检测结果与分析

3．5 本章小结

第四章 味精离交尾液复合氨基酸螯合锌的抗氧化性研究

4．1 引言

4．2 试验材料与设备

4．2．1 试验材料

4．2．2 试验仪器

4．3 试验方法

4．3．1 DPPH自由基的清除能力的测定

4．3．2 羟基自由基的清除能力的测定

4．4 结果与分析

4．4．1 DPPH自由基的清除能力的测定结果与分析

4．4．2 羟基自由基的清除能力测定结果与分析

4．5 本章小结

第五章 味精离交尾液复合氨基酸螯合锌对黑麦草种子发芽的影响

5．1 引言

5．2 试验材料与设备

5．3 试验方法

5．3．1 试验设计

5．3．2 测定方法

5．4 结果与分析

5．4．1 ZnSO4对黑麦草种子的发芽的影响

5．4．2 味精离交尾液对黑麦草种子的发芽的影响

5．4．3 味精离交尾液复合氨基酸螯合锌对黑麦草种子发芽的影响

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读研究生期间获得成果