魔芋-黄原胶复合凝胶的溶胀、吸附与释放特性研究

摘要

本文以魔芋粉为主要原料，黄原胶为辅料，分别以“汕相分散法”和“直接法”制备魔芋粉和黄原胶的复合凝胶。复合凝胶的制备利用了魔芋葡甘露聚糖和黄原胶之间的协同增效作用与魔芋葡甘露聚糖脱乙酰基后所产生的胶凝作用，因此形成的复合凝胶具有热不可逆性。本研究对“油相分散法”制备所得复合凝胶的溶胀性、吸附性和释放行进行了研究，也对“直接法”所得复合凝胶的溶胀性和释放特性进行了研究。具体包括以下四个部分内容： (1)“油相分散法”制备复合凝胶最佳工艺条件的研究。首先将魔芋粉纯化以达到农业部《魔芋粉》(编号为NY/T494-2002)特级魔芋粉中葡甘露聚糖含量的要求，再采用“油相分散法”制备复合凝胶，并采用直观形貌分析法对其制备工艺条件进行了研究。结果表明：魔芋溶胶浓度2.0％，司班-80用量1％，乳化温度60℃，凝固剂用量0.75％时，制作的复合凝胶外形外貌最佳，并对脱水干燥的复合凝胶表面形态用扫描电镜观察。 (2)“直接法”复合凝胶溶胀特性及释放山梨酸钟影响因素的研究。按照“油相分散法”最佳制备条件来制备复合凝胶，其制备条件为：复合溶胶浓度为2％，温度90℃，时间1h，凝固剂用量0.75％。研究不同条件对溶胀度的影响其结果是：“直接法”复合凝胶在纯水中的溶胀度低，溶胀速度缓慢，需要72h才能达到溶胀平衡，温度可以加快复合凝胶的溶胀，但是不能增大复合凝胶的平衡溶胀度，提高黄原胶的用量可以增大复合凝胶的溶胀度，蔗糖、NaCl、pH值对复合凝胶溶胀度影响不大。研究了脱水干凝胶和湿凝胶释放山梨酸钾的情况，其结果表明：两种处理的复合凝胶在短时间内可以释放出较多的山梨酸钾，脱水凝胶在室温下经过30min释放出的山梨酸钾量最大达到释放平衡，而湿凝胶经过20min释放出的山梨酸钾量最大达到释放平衡；温度对干凝胶释放山梨酸钾量影响不大，但可以提高湿凝胶释放山梨酸钾量，pH值对两种处理的复合凝胶释放山梨酸钾量影响不大。由纯魔芋粉制备的凝胶，释放山梨酸钟速度最慢，需要1h才达到释放平衡。 (3)“油相分散法”复合凝胶的溶胀和释放特性研究。研究了温度、pH值、氯化钠、乙醇、蔗糖、魔芋粉和黄原胶的质量比对复合凝胶溶胀度和溶胀速率的影响，试验结果表明：20℃～40℃范围内，复合凝胶的溶胀度和溶胀速率随着温度的升高而降低；复合凝胶在碱性溶液中的溶胀度和溶胀速率较中性环境高，但在酸性溶液中比中性环境低；复合凝胶的溶胀度和溶胀速率随着盐浓度和酒精浓度的增大而减小，盐溶液和酒精溶液对复合凝胶的溶胀有抑制作用，魔芋粉和黄原胶质量比对复合凝胶的溶胀度有较大影响，1∶1时的溶胀度较大，蔗糖溶液对复合凝胶的溶胀度影响不大。用Nikon-80i荧光显微镜拍摄复合凝胶不同时刻的溶胀图，从图中明显看出复合凝胶吸水后快速膨胀。采用“油相分散法”包埋山梨酸钾，制备的复合凝胶在水溶液中释放山梨酸钾的速度较快，5min就达到释放平衡，且温度和pH值对其释放速度影响不大。 (4)“油相分散法”复合凝胶的吸附性研究。亚甲基蓝属于生化染料，也常作为吸附质用于物质的吸附性研究。本实验研究了不同因素对凝胶吸附性的影响，结果表明：复合凝胶在4h达到吸附平衡，魔芋粉和黄原胶的质量比为1∶1时，吸附能力远远强于另外两个配比的凝胶的吸附率，在所设定的范围内温度的变化对吸附率几乎没有影响，在亚甲基蓝过量的情况下，凝胶的吸附量随着凝胶用量的增加而增大。复合凝胶质量不变，增大亚甲基蓝浓度，可以适当提高复合凝胶的吸附量，进而达到吸附最大值，若再继续增大亚甲基蓝浓度，复合凝胶吸附量反而降低。

目录

文摘

英文文摘

论文独创性声明及关于论文使用授权的声明

第一章文献综述

第二章“油相分散法”复合凝胶的制备

第三章“直接法”复合凝胶的溶胀和释放特性研究

第四章“油相分散法”复合凝胶的溶胀和释放特性研究

第五章复合凝胶对染料亚甲基蓝的吸附特性

总结与展望

参考文献

致谢

附录

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