论文部分内容阅读
菠萝皮渣与大豆豆粕均为农产品副产品,其分别含有丰富的纤维素与蛋白质。本文以菠萝皮渣纤维素和大豆分离蛋白为原料,探索了二者在离子液体体系共混制备水凝胶的条件,对制备得到的水凝胶进行了结构表征,并对大豆分离蛋白进行预处理后与菠萝皮渣纤维素共混制备水凝胶并进行了结构表征,以期寻找实现农产品副产品高值化利用的新途径。具体的研究结果如下:(1)对十个品种的杂交大豆进行抗氧化性分析,品种HX1与HX5的表现最佳,可作为原料品种。分别从菠萝皮渣与大豆种子中提取菠萝皮渣纤维素与大豆分离蛋白。结果表明,菠萝皮渣纤维素的得率为23.62%,纯度为96.58%,而大豆分离蛋白得率为44.38%,纯度为83.27%。较高的得率与纯度使二者可作为理想的原料,提高利用价值。(2)对水凝胶制备过程中存在的影响因素进行了系统研究。结果表明,对温度、时间、转速分四个阶段进行调节控制:第一阶段温度65℃,转速10 r/min,时间2 h;第二阶段温度85℃,转速20 r/min,时间3 h;第三阶段温度100℃,转速15 r/min,时间6 h;第四阶段温度70℃,转速10 r/min,时间1 h。磁性转子直径:反应管直径比为1:2。离子液体选择[BMIm]Cl。反应原料加入体系的顺序为一次性加入离子液体、菠萝皮渣纤维素与大豆分离蛋白。纤维素与蛋白质添加总质量适宜范围为2%-8%(占离子液体质量百分比),纤维素与蛋白质添加比例(质量比)适宜范围为5:1-1:7。在以上这些条件下,制备得到的复合水凝胶相对于纤维素水凝胶具备更优秀的结构性能。(3)为了更好地发挥蛋白质的功能特性,探索更适于与纤维素发生共混复合反应的蛋白质处理方法,对大豆分离蛋白进行了一定的预处理:透析脱盐、酸碱处理及超声处理,并对改性处理后的大豆分离蛋白进行了部分性质表征,来分析不同的处理方式对蛋白质及水凝胶的影响。研究发现,这几种处理方式主要改变其空间构象。透析脱盐及酸碱处理会改变体系的离子强度,影响分子极性,而超声处理则是直接作用于分子结构。(4)对制备得到的部分水凝胶进行了结构表征(TPA、TGA、FT-IR、SEM),结果表明此复合水凝胶的成胶方式可能是纤维素溶解后形成胶体骨架,蛋白质与纤维素部分脱水键合,部分以氢键等作用力交联形成凝胶的三维网络结构。制备形成的水凝胶疏松多孔,均匀有序,且该复合水凝胶比再生纤维素水凝胶具有更优秀的机械性能。