羧甲基壳聚糖的制备及其在啤酒酵母泥脱苦中的应用研究

摘要

湛江是全国虾产量最大的地区，虾加工产生大量的废弃物虾壳。本研究以南美白对虾虾壳为原料制备壳聚糖，经过衍生、化学改性，制备具有良好的絮凝性和吸附性的羧甲基壳聚糖。将其应用到啤酒酵母泥的脱苦研究中，扩大了酵母泥应用领域，为废弃啤酒酵母泥的高值化利用提供了一定的理论依据。主要研究内容和结果如下：
　　(1)羧甲基壳聚糖的制备及表征
　　从南美白对虾壳中提取壳聚糖。通过正交优化实验，研究了温度、时间、碱浓度三因素对壳聚糖脱乙酰度的影响。结果表明：温度90℃，时间150min，碱浓度60％，所得壳聚糖脱乙酰度最高为87.04%，产率为14.60%。通过超声波降解法制备了不同分子量的壳聚糖：CTS-1，CTS-2及CTS-3，其分子量分别为5.20×104Da，1.05×105Da和2.97×105Da，脱乙酰度为87.04%。壳聚糖经过羧甲基化反应得到相应的羧甲基壳聚糖CMCS-1，CMCS-2及CMCS-3，其取代度分别为0.75，0.61，0.45。
　　对CTS和CMCS进行电镜扫描和差热/热重分析，结果表明，CMCS较CTS表面粗糙，结晶度差，热稳定性低。紫外和FITR光谱分析结果表明，CMCS-1，CMCS-2属于N,O-羧甲基壳聚糖，CMCS-3属于O-羧甲基壳聚糖。
　　(2)羧甲基壳聚糖在啤酒酵母泥脱苦中的应用研究
　　使用CMCS-1脱苦未破壁和破壁两种形态的啤酒酵母泥，考察了时间、pH值和CMCS-1量对啤酒酵母泥的脱苦影响。CMCS-1脱苦未破壁啤酒酵母泥的最佳工艺条件为：时间58min，pH值7.5，CMCS-1添加比例为2%，CMCS-1脱苦效果最好；时间62min，pH值7.2，CMCS添加比例为1.2%，CMCS-1脱苦破壁酵母泥效果最好。且两者比较，CMCS-1脱苦破壁酵母泥的效果更好。
　　分析了啤酒酵母泥脱苦前后营养成分的变化。结果表明：水分含量基本不变，灰分减少，总蛋白质含量增加。且SDS-PAGE电泳图显示，蛋白质的性质基本没有改变，保持了原酵母的营养成分。
　　(3)羧甲基壳聚糖对啤酒酵母泥脱苦机制的研究
　　通过FITR光谱对脱苦前后的CMCS-1进行分析，结果表明：CMCS-1对啤酒酵母泥脱苦过程中参加反应的主要基团是-COOH，-OH也参与了反应。
　　CMCS-1对未破壁和破壁的啤酒酵母泥的吸附动力学过程遵循拟二级动力学模型和Langmuir等温线性模型。CMCS-1对未破壁和破壁啤酒酵母泥的最大吸附容量 mq分别为16.04BU/g，34.69BU/g。

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主要缩略词

1 绪论

1.1壳聚糖研究进展

1.2 羧甲基壳聚糖简介及其在吸附方面的应用

1.3 啤酒酵母泥研究现状及脱苦方法研究进展

1.4 本课题的研究意义及主要内容

2 羧甲基壳聚糖的制备及表征

2.1材料与方法

2.2 结果与讨论

2.3 本章小结

3 羧甲基壳聚糖在啤酒酵母泥脱苦中的应用研究

3.1 材料与方法

3.2结果与讨论

3.3 本章小结

4 羧甲基壳聚糖对啤酒酵母泥脱苦机制的研究

4.1 材料与方法

4.2 结果与讨论

4.3 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

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