壳聚糖—铈配合物微粒的制备及应用研究
稀土元素具有很好的水解RNA和DNA的活性，尤其铈离子水解活性显著高于其它稀土元素，且水解只作用于RNA和DNA的磷酸酯键，而不会产生其它的氧化副产物。但是在生理pH值下铈离子会形成很稳定的氢氧化物凝胶状沉淀，降低了铈离子的溶解性，给它的应用带来了很大的局限。这就需要找到一种合适的配体将铈离子与配体络和形成配合物，提高它的应用范围。
由于壳聚糖分子中含有活性基团胺基(-NH<,2>)和羟基(-OH)，使其溶解性能提高，化学活性增强。由其制成的球状颗粒是一种理想的层析介质。因此，本文用壳聚糖作为配体，采用反相悬浮交联法，合成了壳聚糖一铈配合物微粒(CSCM)。并通过扫描电镜、紫外和红外光谱、元素分析对CSCM的结构进行了初步表征。同时对CSCM的使用条件(适用pH值、适用温度)及稳定性(离心、超声、有机溶剂)作了初步研究。结果表明，微粒呈规则的几何球状，平均粒径在100μm以下。通过红外光谱确定铈离子是与壳聚糖的胺基发生络合作用的。CSCM的使用范围宽泛，在pH值3.0～11.0，80℃下均可使用；在一般的有机介质中也很稳定；能够耐受离心和超声处理。
研究了CSCM对磷酸酯键和肽键的水解活性，发现CSCM对对硝基苯磷酸二钠(PNPP2Na，磷酸酯键的模型化合物)有很好的水解活性。其水解的表观速率常数为PNPP2Na自发水解的39倍。此外，CSCM对含有磷酸酯键的一大类有机物质一有机磷农药也有降解效果。反应48h后CSCM对敌敌畏、氧化乐果、乐果、毒死蜱、对硫磷的降解率分别达到：77.64％，32.95％，74.45％，98.31％和69.37％：另外，CSCM对肽键也有较强的水解作用。用CSCM树脂柱处理果汁后，果汁中氨基酸含量增加了8.71％，而经CSCM处理后的啤酒氨基酸含量比过柱前增加了1.8％。
CSCM作为一种良好的层析介质，可被应用到苹果汁和啤酒的澄清生产中。用CSCM树脂澄清苹果汁后，果汁透光率高达99.5％以上，浊度大幅下降。由于铈离子对肽键及磷酯键有较强的水解作用，减少了果汁中有机磷农药残留量，增加了氨基酸的含量，从而极大地提高了果汁的营养和安全性。采用CSCM树脂处理啤酒，可以提高啤酒的非生物稳定性，只经过一道工序，就将发酵液中的敏感蛋白降低了95.85％，敏感多酚降低了69.02％，其中敏感蛋白比成品低6.24％，敏感多酚比成品低35.23％，因此增加了啤酒的稳定性。
本文制备出壳聚糖一铈固态配合物，具有重要的理论意义和实际应用价值。本文实验结果表明，壳聚糖一铈配合物具有水解磷酸酯键和肽键的活性，为磷酸酯酶模拟物和蛋白水解酶模拟物的制备开发出了一个新的方向。在食品工业有广泛的应用前景，如除去果蔬汁中的有机磷农药残留等，从而为降低农产品深加工产品中有机磷农药残留提供了一种新的方法。同时，也为食品工业中水解蛋白质提供了新的技术。
壳聚糖;铈配合物微粒;配合物;水解作用;苹果汁;啤酒
中国海洋大学
硕士
食品科学
汪东风
2006
中文
TS262.5;TS275.5
75
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）