芦荟提取液的水解、改性及其除醛效果的研究

摘要

甲醛是一种污染空气的物质，人们越来越重视它对健康、环境所造成的影响。不同剂量的甲醛会引起人体产生各种不同症状的疾病。甲醛还可能致使癌症的发生，它已被国际癌症研究中心归类为致癌性物质。所以，人们都致力于研究更为有效、环保的甲醛捕获剂。
　　 芦荟能够美化净化环境，它可以很好地吸收空气中的HCHO、CO、SO2等有毒的气体，尤其去除HCHO的能力特别强。而芦荟凝胶中的主要成分之一是蛋白质，本课题利用芦荟凝胶水解产物中的氨基与甲醛发生反应以达到捕获甲醛的要求，此水解产物对环境无污染，除醛以后也不会产生二次污染，其发展方向与现代绿色化学的一致，具有很好的发展前途。
　　 以芦荟凝胶为原料，选取五种水解剂（盐酸、硫酸、乙酸、甲酸和柠檬酸），控制相同的实验条件，分别对芦荟凝胶进行水解，结果表明盐酸对芦荟凝胶的水解效果最好。通过单因素实验分析法确定了盐酸水解芦荟凝胶的最适条件，即反应pH为3.0，反应时间为8h，温度为120℃，底物浓度为6％。对水解前后芦荟凝胶的FT-IR的测定结果表明：水解后的羧酸盐羧基的C=O的伸缩振动吸收峰和胺基N-H的伸缩振动吸收峰均增强。
　　 以芦荟凝胶为原料，选取五种酶（酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、胰酶和果胶酶），在各种酶的最适的作用条件下，分别对芦荟凝胶进行水解，结果表明酸性蛋白酶的水解效果最好。通过单因素实验分析法确定了酸性蛋白酶水解芦荟凝胶的最适条件，即反应pH为3.5，反应温度为40℃，酸性蛋白酶用量为4％，反应时间为4h，底物浓度为4.5％。对水解前后芦荟凝胶的FT-IR的测定结果表明：水解后的羧酸盐羧基的C=O的伸缩振动吸收峰和氨基酸肽中的N-H的伸缩振动吸收峰都增强。
　　 以芦荟凝胶为原料，在最优条件下，用酸性蛋白酶水解芦荟凝胶得到凝胶水解液，然后用果胶酶对其进行处理，以期降解凝胶水解液中大分子的多糖物质（果胶）。通过单因素实验表明，当果胶酶的用量为60mg/kg、温度为40℃、pH为3.5、时间为1h时，果胶酶对凝胶水解液澄清处理的效果较好，水解液的透光率可达97％以上，且水解液中的果胶物质已被基本分解完全。通过氨基酸分析结果表明：芦荟凝胶中含有17种氨基酸，其中脯氨酸含量最高，胱氨酸含量最低。
　　 分别将酸法和酶法芦荟凝胶水解液(AAG和EAG)应用于嗯唑烷鞣革中游离甲醛的捕获，结果表明：嗯唑烷鞣革中游离甲醛含量为183.81mg/kg，经AAG捕获游离甲醛后，皮样中游离甲醛含量为127.42mg/kg，甲醛捕获率为30.68％;经EAG捕获游离甲醛后，皮样中游离甲醛含量为115.38mg/kg，甲醛捕获率为37.23％。将EAG与HPAM配伍后应用于噁唑烷鞣革中游离甲醛的捕获，优化出最佳的条件为：EAG与HPAM的质量比为1：3，用量为2.5％，作用时间为2h。在此条件下，皮样中游离甲醛的含量为50.12mg/kg，甲醛捕获率为72.73％。将AAG和EAG应用于空气中甲醛的捕获时，以甲醛捕获量和甲醛捕获率为指标，综合考虑选择AAG和EAG的用量分别为34g/m3和25g/m3左右，作用时间为20min时，捕获甲醛的效果较好。