离子液体中马来酸酐酯化酶解田菁胶的制备及性能研究

发布时间：2020-04-17 10:14

【摘要】：本文以田菁胶为原料,马来酸酐(顺丁烯二酸酐)作为酯化剂,吡啶作为催化剂,对马来酸酐酯化酶解田菁胶的制备及性能进行了研究。选择β-1,4-D-甘露聚糖酶水解田菁胶以提供短链和低粘度的产物用于进一步改性,选择离子液体作为溶剂以增加马来酸酐酯化酶解田菁胶的取代度和酯化效率。考察了酶解时间、酶解温度、pH、β-1,4-D-甘露聚糖酶用量及酯化温度、酯化时间、吡啶用量、马来酸酐用量和离子液体用量对田菁胶酶解程度(即DE值)与马来酸酐酯化酶解田菁胶取代度的影响。在单因素实验基础上,通过响应面试验对田菁胶的酶解条件及酶解田菁胶的酯化条件进行了优化。采用红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、偏光显微镜(POM)等研究了酯化和酶解对田菁胶结构和性能的影响,测定了田菁胶及其衍生物的表面羟基数、冻融稳定性、抗酸碱能力、凝沉性和膨胀能力。结果表明,优化后制备酶解田菁胶的工艺条件为:酶解时间9 h,酶解温度55℃,pH 6.5,β-1,4-D-甘露聚糖酶用量236 U/g。优化后制备马来酸酐酯化酶解田菁胶的工艺条件为:反应时间80 min,反应温度119℃,马来酸酐用量40%,离子液体用量1400%,吡啶用量30%。田菁胶颗粒表面无偏光十字,其颗粒饱满紧实,表面光滑平整,尺寸分布不均匀。田菁胶经酶解后,其表面变得粗糙,并且在一些颗粒中出现许多沟槽。进一步酯化之后颗粒呈现蜂窝状,出现大量微孔。X射线衍射分析表明,酯化几乎将田菁胶的晶体结构改变为无定形,而酶解对晶体结构影响较小。马来酸酐酯化酶解田菁胶中C=O基团的振动峰在1718 cm~(-1)处非常清晰地出现,证实了酶解田菁胶已在离子液体中被酯化。酯化提高了田菁胶的热稳定性。经酶解、酯化复合改性后的田菁胶表面羟基数大幅度降低。除膨胀能力增加外,溶解度、冻融稳定性、凝沉性及抗酸碱能力都得到大幅度的提升。马铃薯淀粉的峰值粘度、谷值粘度、崩解值和回生值在添加马来酸酐酯化酶解田菁胶后均降低。马来酸酐酯化酶解田菁胶膜的断裂伸长率增大,但抗拉强度降低。
【图文】：

酶解反应,机理,酯化反应,方程式

图 2.1 酶解反应机理Fig. 2.1 Mechanism of the enzymatic hydrolysis机理式以 starch-OH 表示，酯化反应方程式为：图 2.2 酯化反应方程式Fig. 2.2 Equation of the esterification reaction为：

酯化反应机理,酯化反应,方程式,酶解反应

图 2.1 酶解反应机理Fig. 2.1 Mechanism of the enzymatic hydrolysistarch-OH 表示，酯化反应方程式为：图 2.2 酯化反应方程式Fig. 2.2 Equation of the esterification reaction
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ317

【相似文献】