基于含蛋白废水的复合氨基酸/小肽微量元素螯合物的合成、表征及电离行为研究
氨基酸微量元素螯合物具有生产成本低、无毒副作用、易吸收及能同时补充氨基酸等优点，比无机微量元素更能满足机体的需要。所以，开发利用氨基酸微量元素螯合物将有广阔的前景。因为氨基酸原料紧缺，价格高昂，如果投产，生产成本将会很大，从而大大限制了单一氨基酸微量元素螯合物的生产。另外，我国每年排放大量含蛋白的工业废水，既污染环境，又浪费资源，而将工业废水作为原料来合成复合氨基酸/小肽微量元素螯合物的话，既可以减少资源浪费，又可以解决单一氨基酸微量元素螯合物因成本较高而不能大量生产的问题。因此，本研究首先合成了铜、锌、锰的单一氨基酸微量元素螯合物，其次，在此基础上合成了复合氨基酸/小肽螯合物，并对复合氨基酸/小肽螯合物的电离行为进行了研究，初步考察了复合氨基酸/小肽螯合物在酸性条件下的电离行为。得到的主要成果如下： 1.合成了7种单一氨基酸微量元素螯合物。用甘氨酸、蛋氨酸和赖氨酸以及氯化铜、氯化锌和醋酸锰为原料采用液相法合成了铜、锌、锰的单一氨基酸微量元素螯合物，用滴定法测定了金属含量，并通过红外分析、元素分析和热重分析确定了产物的组成：甘氨酸铜Cu(Gly)2·H2O；甘氨酸锌Zn(Gly)2·H2O；甘氨酸锰Mn(Gly)2；蛋氨酸铜 Cu(Met)2；蛋氨酸锌 Zn(Met)2；蛋氨酸锰 Mn(Met)2；赖氨酸铜Cu(L-Lys)2Cl2·2H2O。除了锰的氨基酸螯合物外，五种铜和锌的氨基酸螯合物的产率均大于90％。测定了单一氨基酸微量元素螯合物的物理性质，补充了熔点、电导率等基础数据。 2.合成了甘氨酸螯合亚铁，优化了合成条件：甘氨酸:铁粉:乙酸酐:柠檬酸=3:1.5:1:1；反应温度为70℃，反应时间8 h，反应pH为4.5。对产品中总铁和亚铁含量进行了测定，分别为19.60%和12.40%。产品在干燥器中放置了20天，亚铁含量变为12.37%，说明产品有较好的稳定性。 3.采用凝胶排阻色谱法测定工业废水中小分子寡肽相对分子量分布。其中工业骨蛋白废水中分子量小于500的复合氨基酸/小肽占60%，工业肠衣蛋白废水中分子量小于500的氨基酸/小肽占94%。 4.以工业骨蛋白废水和工业肠衣蛋白废水为原料，制备了Cu(II)、Zn(II)的复合氨基酸/小肽螯合物，着重优化了Cu(II)、Zn(II)的复合氨基酸/小肽微量元素螯合物的投料比，分别是5 mL工业骨蛋白废水螯合0.8 mmol Cu(II)或Zn(II)；5 mL工业肠衣蛋白废水螯合0.3mmolCu(II)或Zn(II)；XRD衍射分析表明获得的铜的复合氨基酸/小肽螯合物中铜均已螯合。反应的时间和温度对复合氨基酸铜螯合物合成的影响较小，实际生产时可略微加热（30℃）并取反应时间分别为30min和40min,以减少能耗，降低生产成本。 5.分析了2种Cu(II)的复合氨基酸/小肽螯合物的电离行为。基于工业骨蛋白废水的复合氨基酸/小肽螯合铜在溶液pH=5~4时能够稳定存在，随着pH值降低，吸收峰逐渐红移，说明随着溶液酸性的加强，该复合氨基酸/小肽螯合铜发生部分离解；而基于工业肠衣蛋白废水的复合氨基酸/小肽螯合铜的水溶液稳定性较差，该螯合铜仅在pH=5的水溶液中稳定存在，当pH小于5时即发生离解。
复合氨基酸;小肽螯合物;酸性条件;电离行为;蛋白废水;微量元素
中国海洋大学
硕士
化学工程
张前前
2013
中文
X703.1
64
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）