壳聚糖及壳聚糖铈配合物树脂的吸附行为与应用研究

论文摘要

以壳聚糖为原料采用反相悬浮交联法制备了壳聚糖树脂（RCM）和壳聚糖铈配合物树脂（RCCM）,将两种树脂应用到橙汁脱苦工艺和茶饮料防混浊实验中,并研究了两种树脂对柠檬酸和茶多酚的吸附动力学和热力学。在橙汁脱苦工艺的应用中,将RCCM通过静态和动态方式用于橙汁脱苦,检验了RCCM对橙汁的脱苦效果及其品质的影响,并在同样条件下与RCM脱苦效果进行了比较。实验结果显示:RCCM能脱除橙汁中54.86%的柚皮苷和43.20%的柠檬苦素,可滴定酸含量减少,在脱苦的同时起到脱酸的作用,其他营养成分除Vc和总酚含量也有所减少,含量变化不大,经动态处理的橙汁氨基酸含量增加了5.52%。橙汁香气成分除酯类成分有所变化外,对其余组分影响不大。与之相比,同等条件下,RCM的脱苦效果不如RCCM,且橙汁中的氨基酸含量减少。所以,RCCM在橙汁脱苦中的应用效果优于RCM。RCM和RCCM应用于绿茶饮料防混浊实验中,能有效地脱除绿茶饮料中的茶多酚,提高了绿茶饮料的稳定性。RCCM对茶多酚的脱除率达到40%-50%时,绿茶饮料中的其它营养成分还得到了很好的保留,提高了绿茶饮料的透光率,香气成分变化不大。经RCCM动态处理的绿茶饮料氨基酸含量明显增加,从而改善了绿茶饮料的营养品质。与RCCM相比,经过RCM处理后的绿茶饮料,茶多酚含量虽有下降但效果不如RCCM理想,蛋白质和氨基酸及其它营养成分也有不同程度的减少。实验证明,这两种树脂同样适用于提高乌龙茶、红茶等茶饮料及类茶饮料的稳定性。以柠檬酸和茶多酚为吸附质研究了RCM和RCCM的吸附行为,研究内容包括吸附热力学和动力学。吸附等温线以Langmuir吸附模型进行拟合,并研究了热力学参数焓（△H）、熵（△S）、吉布斯自由能（△G）的变化,计算Polanyi吸附势。动力学的研究包括反应级数的确定和控速步骤的确定,并计算活化能。为RCM和RCCM的实际应用提供理论基础。实验结果表明,RCM和RCCM对柠檬酸和茶多酚的吸附行为相似:吸附等温线符合均Langmuir吸附模型,为优惠吸附,且平衡常数Kb随着温度升高而升高,证明随温度升高吸附能力提高。吸附是非自发吸热过程,升温有利于吸附。在等温条件下,随着吸附质浓度的不断增加,吸附势逐渐降低;当初始浓度相同时,随着温度的升高,吸附势升高。吸附都属于二级动力学吸附,树脂对茶多酚的吸附过程由表面扩散和颗粒内扩散联合控制,但以颗粒内扩散为主。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 0.1 研究现状
• 0.1.1 壳聚糖（Chitosan）性质介绍
• 0.1.2 壳聚糖与金属的配位研究
• 0.1.3 壳聚糖铈配合物树脂研究进展
• 0.1.4 橙汁脱苦研究进展
• 0.1.5 茶饮料稳定性研究
• 0.1.6 壳聚糖吸附行为
• 0.2 研究内容与意义
• 0.2.1 研究内容
• 0.2.2 研究意义
• 参考文献
• 1 壳聚糖、壳聚糖铈配合物树脂在橙汁脱苦工艺中的应用
• 1.1 材料与方法
• 1.1.1 仪器与试剂
• 1.1.2 RCM 和 RCCM 的制备
• 1.1.3 果汁制备工艺流程
• 1.1.4 试验方法
• 1.1.5 橙汁中铈离子含量测定
• 1.1.6 循环使用
• 1.2 结果与分析
• 1.2.1 静态方式脱除橙汁中苦味物质单因素实验
• 1.2.2 静态方式 RCCM 脱除橙汁中苦味物质的正交实验
• 1.2.3 RCM 和 RCCM 处理对橙汁中主要营养成分的影响
• 1.2.4 树脂处理对果汁清除自由基能力的影响
• 1.2.5 色泽
• 1.2.6 香气组分的变化
• 1.2.7 橙汁中铈含量的测定
• 1.2.8 RCCM 的循环使用
• 1.3 结论
• 参考文献
• 2 壳聚糖及壳聚糖铈配合物树脂对茶饮料稳定性及品质的影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料与仪器
• 2.1.2 茶饮料的浸提
• 2.1.3 试验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 静态方式处理茶饮料的单因素实验
• 2.2.2 静态方式 RCCM 处理茶饮料的正交实验
• 2.2.3 RCM 和 RCCM 处理对茶饮料中主要营养成分的影响
• 2.2.4 色泽
• 2.2.5 混浊度
• 2.2.6 稳定性观察及感官评定
• 2.2.7 香气
• 2.2.8 铈含量
• 2.3 小结
• 参考文献
• 3 壳聚糖及壳聚糖铈配合物树脂对柠檬酸的吸附行为研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂及仪器
• 3.1.2 RCM 和 RCCM 的制备方法
• 3.1.3 吸附条件对吸附性能的影响
• 3.1.4 吸附等温线的测定
• 3.1.5 吸附动力学
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 吸附条件对吸附性能的影响
• 3.2.2 吸附等温模型拟合结果
• 3.2.3 RCM 和 RCCM 对柠檬酸的吸附热力学研究结果
• 3.2.4 Polanyi 吸附势
• 3.2.5 RCM 和 RCCM 对柠檬酸的吸附动力学研究结果
• 3.3 小结
• 参考文献
• 4 壳聚糖及壳聚糖铈配合物树脂对茶多酚的吸附行为研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 试剂及仪器
• 4.1.2 茶多酚的提取
• 4.1.3 茶多酚标准曲线
• 4.1.4 吸附条件对吸附性能的影响
• 4.1.5 吸附等温线的测定
• 4.1.6 吸附动力学
• 4.2 试验结果与讨论
• 4.2.1 吸附条件对吸附性能的影响结果
• 4.2.2 吸附平衡
• 4.2.3 RCM 和 RCCM 对茶多酚的吸附热力学行为研究结果
• 4.2.4 Polanyi 吸附势
• 4.2.5 RCM 和 RCCM 对茶多酚的吸附动力学研究
• 4.3 小结
• 参考文献
• 5 论文结论
• 6 致谢