[發(fā)明專利]殼聚糖對(duì)蔗汁中天冬酰胺的吸附工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810742823.X
• 申請(qǐng)日: 2018-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN108801956A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐婷范;田玉紅;鄧起東;周友全;李曉慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/31
• 分類號(hào): G01N21/31
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 關(guān)文龍

本發(fā)明公開了一種殼聚糖對(duì)蔗汁中天冬酰胺的吸附工藝，包括配制天冬酰胺蔗糖溶液，接著加入殼聚糖后進(jìn)行恒溫水浴振蕩，再接著離心取上清液，對(duì)上清液稀釋后測(cè)定天冬酰胺在水溶液中被吸附后的吸光度值，并計(jì)算天冬酰胺的吸附量等步驟。本發(fā)明主要采用茚三酮顯色可見分光光度法對(duì)殼聚糖吸附天冬酰胺后的吸光度進(jìn)行測(cè)定，針對(duì)水溶液體系和蔗糖溶液體系中殼聚糖對(duì)天冬酰胺的吸附動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行擬合，同時(shí)也對(duì)其等溫吸附模型進(jìn)行了研究，在加強(qiáng)對(duì)蔗汁澄清和糖漿脫色的應(yīng)用基礎(chǔ)研究的同時(shí)，對(duì)促使廣西蔗糖工業(yè)技術(shù)水平的提高具有重大的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于吸附技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種殼聚糖對(duì)蔗汁中天冬酰胺的吸附工藝。

背景技術(shù)

廣西作為我國(guó)蔗糖原產(chǎn)地之一，種蔗制糖的歷史悠久，已成為全國(guó)最大的糖業(yè)生產(chǎn)基地，廣西產(chǎn)糖量占全國(guó)總產(chǎn)糖量的60％，是廣西重要經(jīng)濟(jì)來(lái)源中不可缺少的一部分，也是產(chǎn)業(yè)支柱的不可缺少的部分。而甘蔗汁中的含氮有機(jī)物主要有蛋白質(zhì)、氨基酸、酰胺及其它含氮物質(zhì)，對(duì)制糖過(guò)程是有很大影響的。因此，各種含氮物的成分及含量在制糖過(guò)程中可以作為判斷原料及制品質(zhì)量的極有價(jià)值的一項(xiàng)指標(biāo)。

目前，殼聚糖作為吸附劑在水處理、食品及制糖行業(yè)方面得到很好的應(yīng)用。殼聚糖是直鏈型的高分子聚合物，由于其分子中存在游離氨基，在稀酸溶液中會(huì)被質(zhì)子化，從而使殼聚糖分子鏈上帶上大量正電荷，成為一種典型的陽(yáng)離子絮凝劑。這種絮凝劑兼有電中和絮凝和吸附絮凝的雙重作用，對(duì)無(wú)機(jī)懸浮固體有很強(qiáng)的凝聚能力，在硬水處理中用作澄清助劑，澄清效果比傳統(tǒng)使用的明礬和聚丙烯酰胺并用處理的效果更好，且不易產(chǎn)生絮凝惡化現(xiàn)象。殼聚糖可與蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪酸等以氫鍵結(jié)合而形成復(fù)合物，對(duì)蛋白質(zhì)、淀粉等有機(jī)物的絮凝作用也很強(qiáng)，可用來(lái)分離和回收食品加工廠廢水中的蛋白質(zhì)等有機(jī)物，使廢水中的固形物減少70％～98％。Hong等把殼聚糖應(yīng)用于水產(chǎn)品加工廠廢水中氨基酸的回收中，尤其是天門冬氨酸、谷氨酸、色氨酸的回收與分離。用添加了殼聚糖的吸附劑回收食品廠廢水中的蛋白質(zhì)高達(dá)97％。

殼聚糖的聚糖環(huán)上的2位氨基具有特殊的化學(xué)活性，具有強(qiáng)烈水化作用，在含水溶液中可奪取一個(gè)質(zhì)子，形成帶正電荷的-NH³⁺，與帶負(fù)電的有機(jī)物質(zhì)有相結(jié)合的趨勢(shì)。當(dāng)加入蔗汁中，蔗汁帶負(fù)電的膠體就被-NH³⁺離子吸附，從而使膠體顆粒表面電荷中和。這種中和作用，能大大降低膠體的Z電位，膠體表面電荷不但可以被降低到零，還導(dǎo)致膠體與水之間界面的改變，使其物理化學(xué)性能改變。因此，殼聚糖這種陽(yáng)離子高分子物質(zhì)，很適合于吸附絮凝處理蔗汁中的蛋白質(zhì)、氨基酸、果膠、單寧、聚戊糖、色素以及類脂等非糖成分，對(duì)蔗汁具有較好的澄清脫色作用。早在1969年，Takeda和Tomida]就用甲殼素作薄層色譜來(lái)分離氨基酸。1978年，Muzzarelli等用螯合銅的殼聚糖研究了His、Cys、Glu、Gly、Asp、Trp、Ile、Ser等8種氨基酸的配位交換色譜。柯火仲和呂禹澤也用螯合銅的殼聚糖研究了對(duì)Asp、His和Leu的回收率與殼聚糖自由氨基含量的關(guān)系。林寶鳳研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖對(duì)復(fù)合氨基酸的吸附性能與時(shí)間、介質(zhì)pH值、吸附劑相對(duì)量有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明，以殼聚糖和廢液相對(duì)量為20mg/mL，在pH為6～7時(shí)，攪拌60min，殼聚糖對(duì)毛發(fā)水解液復(fù)合氨基酸達(dá)最佳的吸附效果。蔣挺大等研究了戊二醛交聯(lián)的殼聚糖對(duì)酸性、中性、堿性氨基酸的吸附規(guī)律，并指出吸附量非但與通常注意到的幾個(gè)因素有關(guān)，而且與溶液的起始濃度也有關(guān)。

殼聚糖對(duì)蔗汁中氨基酸的吸附是一個(gè)隨著時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，所以在實(shí)際應(yīng)用中還必須了解吸附動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)，即達(dá)到吸附平衡的過(guò)程及速度問題。本發(fā)明針對(duì)蔗汁澄清過(guò)程中殼聚糖對(duì)天冬酰胺的吸附作用進(jìn)行研究，考察殼聚糖對(duì)天冬酰胺的吸附能力及機(jī)理，建立吸附模型，研究殼聚糖對(duì)蔗汁中天冬酰胺的吸附規(guī)律，對(duì)蔗汁澄清工藝的新技術(shù)具有理論指導(dǎo)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)對(duì)廣西糖業(yè)技術(shù)水平的提升具有一定的促進(jìn)作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種殼聚糖對(duì)蔗汁中天冬酰胺的吸附工藝，以解決達(dá)到吸附平衡的過(guò)程及速度等問題。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：