啤酒酵母葡聚糖广泛存在于酿造啤酒的酵母细胞壁中。每生产1000吨啤酒就可产生1~1.5吨的啤酒废酵母,我国每年可产生大约50~75万吨的啤酒废酵母,资源非常丰富。酵母葡聚糖是一种良好的免疫活性多糖,具有抗癌、抗病毒、降低胆固醇、增强免疫力等活性功能。南极磷虾生活在南极海域,蕴含量超过6.5亿吨。含有丰富的蛋白质、矿物质及不饱和脂肪酸,能够保护心血管、降血脂。但其体内氟离子的严重超标,大大限制了其利用率。因此,研究南极磷虾脱氟技术迫在眉睫。羧甲基壳聚糖含有羧基、氨基等活性基团,具有很好的化学吸附性,可以作为生物类吸附剂。葡聚糖独具的三股螺旋结构,也被广泛的应用于吸附动物饲料中的霉菌毒素。将羧甲基壳聚糖和葡聚糖制成复合微球对氟离子进行吸附,具有良好的脱除效果,易与虾蛋白分离。本文以废啤酒酵母细胞壁为原料,采用微波-酶-碱法提取酵母葡聚糖,将制得的葡聚糖与羧甲基壳聚糖制成复合微球,研究了微球对氟离子的吸附特性以及对南极磷虾中氟离子的脱除能力。主要研究结果如下:(1)采用微波-酶-碱法提取酵母葡聚糖,7因素2水平筛选出显著因素,用响应面对提取工艺进行优化并对提取的葡聚糖进行了红外鉴定,采用HPLC测定葡聚糖分子量分布以及单糖组成。结果表明:微波功率、酶添加量、加热时间三个因素对葡聚糖的提取影响显著,提取的最佳工艺参数为微波功率420W,加热时间5min,酶添加量2550U/g,得到的总糖含量实际值为87.94%,与预测值87.44%接近,说明通过响应面法所建立的葡聚糖提取模型合理可靠,拟合程度较好,具有使用价值;红外测定葡聚糖结构,1372cm-1附近为β-1,3键的特征吸收峰,1078cm-1和1041cm-1是多糖的C-O吸收峰,891cm-1附近出现吸收峰,说明样品为β-D-吡喃糖,图谱表明提取得到的样品为β-D-1,3-葡聚糖;葡聚糖的分子量约为6.02×105Da;单糖的组成为单一葡萄糖。(2)以羧甲基壳聚糖和葡聚糖为原料,制备微球,优化了羧甲基壳聚糖和葡聚糖的添加比例,研究了反应液pH、温度,反应时间、微球添加量和初始氟离子浓度对微球脱除氟离子性能的影响,使用Lagergren的一、二级方程对吸附速率进行拟合,研究微球动力学吸附性能,用Langmuir理论公式拟合了50℃下微球对氟离子的吸附等温线,研究微球热力学吸附性能,结果表明:5%的羧甲基壳聚糖和1%的葡聚糖添加比例制得的微球,在弹性和硬度可以满足实验需要的情况下,氟离子脱除效果最好;pH为6时对氟离子的脱除能力最佳,温度变化对脱除能力影响不大,在8h时羧甲基壳聚糖-葡聚糖复合微球对氟离子的脱除能力达到最大,随着微球添加量的增加,其对氟离子的脱除能力也增强,初始氟离子浓度在0.5~1.5mg/mL范围内,脱除能力呈上升趋势,在1.5~3.5mg/mL范围内,呈下降趋势;Lagergren二级模型满足微球对氟离子动力学吸附;Langmuir模型满足微球对氟离子的热力学吸附,发生的是单层分子间的吸附。(3)将微球应用于南极磷虾蛋白中脱氟,人工神经网络优化脱氟工艺,3×3×1的三层神经网络模型能够很好的模拟脱除过程,利用低浓度酸对吸附饱和的微球进行氟离子脱附,再用低浓度碱液对其进行再生,结果表明:当添加量为0.908%、pH为5.64、时间为4h时,此时的氟离子脱除率可达85%以上;碱液对微球再生最佳时间为10min;微球可反复再生2次,对氟离子的脱除率均可达80%以上。微波-酶-碱法提取酵母葡聚糖,缩短了提取时间,减少了对环境的污染;羧甲基壳聚糖-葡糖复合微球实现了对南极磷虾中氟的生物脱除,提高了南极磷虾蛋白的利用率。