微波对小龙虾虾壳中甲壳素和壳聚糖提取和解聚的影响
发布时间：2022-12-10 07:15
小龙虾是我国水产行业重要的经济养殖品种,其加工或食用后产生的虾壳废弃物中含有大量甲壳素。甲壳素及其衍生物壳聚糖被广泛应用于食品、生物、材料等领域,从虾壳中分离提取甲壳素是对其进行开发利用的基础。微波凭借其高效、节能、环保等特点已被广泛应用于生物质的提取、纯化和解聚过程。本研究以相同升温速率下的水浴加热为对照,考察微波对提取小龙虾虾壳中的甲壳素,以及进一步制备壳聚糖的影响,挖掘微波引发上述反应差异的机制,并进一步研究微波协同氧化石墨烯（GO）催化解聚甲壳素和壳聚糖,为含氮生物质的解聚提供了一种绿色新途径。主要研究内容及结果如下:（1）微波对小龙虾虾壳提取甲壳素的影响机制通过考察提取甲壳素反应体系的介电特性,发现固液混合后反应体系呈现高介电响应,适宜采用微波加热。其中,脱钙和脱蛋白质反应体系在2450 MHz处的损耗角正切分别为4.06和3.90,均可有效吸收微波能并转化为热能。在相同的升温速率下,探究了不同时间内微波与传统水浴加热对提取甲壳素品质的影响。结果表明,微波辅助提取的甲壳素具有更高的脱钙率（88.85%）和脱蛋白率（82.96%）。扫描电子显微镜（SEM）结果发现,与水浴加热相...
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词表
1 绪论
1.1 小龙虾虾壳资源及利用现状
1.1.1 小龙虾及虾壳资源概述
1.1.2 小龙虾虾壳资源利用现状
1.2 甲壳素及其衍生物壳聚糖的概述
1.2.1 甲壳素和壳聚糖的结构、性质及应用
1.2.2 甲壳素的提取方法
1.2.3 壳聚糖的制备方法
1.3 微波技术在生物质转化中的应用
1.3.1 生物质资源概述
1.3.2 微波技术在生物质提取中的应用
1.3.3 微波技术在生物质解聚中的应用
1.4 本课题的立题依据及研究内容
1.4.1 立题依据
1.4.2 研究内容
2 材料与方法
2.1 实验材料与仪器
2.1.1 实验材料和试剂
2.1.2 实验仪器和设备
2.2 实验方法
2.2.1 小龙虾虾壳的预处理方法
2.2.2 小龙虾虾壳基本组分的测定方法
2.2.3 介电特性的测定方法
2.2.4 升温曲线的拟合方法
2.2.5 甲壳素的提取方法
2.2.6 脱钙率的测定方法
2.2.7 脱蛋白率的测定方法
2.2.8 壳聚糖的制备方法
2.2.9 傅里叶变换红外光谱的测试方法
2.2.10 X-射线衍射图谱的测定方法
2.2.11 扫描电子显微镜的观察方法
2.2.12 壳聚糖脱乙酰度的测定方法
2.2.13 壳聚糖分子量的测定方法
2.2.14 壳聚糖表观黏度的测定方法
2.2.15 壳聚糖溶液流变学特性的测定方法
2.2.16 甲壳素及壳聚糖的水热解聚方法
2.2.17 水热解聚体系升温速率的测定方法
2.2.18 水解液体产物中总有机碳含量的测定方法
2.2.19 水解液体产物中总还原糖含量的测定方法
2.2.20 水解液体产物的检测分析方法
2.2.21 固体残留物热稳定性的分析方法
2.2.22 催化剂二次催化解聚的方法
2.2.23 数据处理和分析
3 结果与讨论
3.1 微波对小龙虾虾壳提取甲壳素的影响机制
3.1.1 反应体系介电特性的研究
3.1.2 微波与水浴加热曲线的拟合
3.1.3 微波加热对虾壳脱钙、脱蛋白过程的影响
3.1.4 微波辅助提取甲壳素的结构表征
3.2 微波对甲壳素制备壳聚糖的影响机制
3.2.1 微波与水浴加热曲线的拟合
3.2.2 微波加热对壳聚糖脱乙酰度和溶解度的影响
3.2.3 微波加热对壳聚糖分子量的影响
3.2.4 微波加热对壳聚糖黏度的影响
3.2.5 微波辅助制备壳聚糖的结构表征
3.3 微波协同氧化石墨烯解聚甲壳素和壳聚糖的研究
3.3.1 固体催化剂性能的表征
3.3.2 反应参数对甲壳素和壳聚糖解聚的影响
3.3.3 氧化石墨烯的二次催化利用研究
3.3.4 微波辅助解聚壳聚糖机制的探究
主要结论与展望
致谢
参考文献
附录一 :作者在攻读硕士学位期间发表的论文
附录二 :小龙虾各部位虾壳的基本成分及结构
附录三 :壳聚糖重均分子量和光散射信号的分布
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国小龙虾产业发展报告[J]. Fisheries and Fisheries Administration of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs;. 中国渔业经济. 2019(05)
[2]小龙虾虾壳研究与应用现状分析[J]. 马士龙,包学太,杨琦,杨孝奎,黄春红. 饲料研究. 2019(06)
[3]分子量、脱乙酰度与浓度对壳聚糖流变性影响[J]. 庄晨俊,钟宇. 食品研究与开发. 2019(07)
[4]正交实验优选沟眶象甲壳素的超声波提取工艺[J]. 张建英,贾龙,张化. 生命科学研究. 2018(05)
[5]克氏原鳌虾头胸部外骨骼微观结构和摩擦磨损特性[J]. 张智泓,张广凯,佟金,赖庆辉,高旭航,唐莹,Stephen Carr. 农业工程学报. 2018(07)
[6]克氏原螯虾废弃物综合处理及在饲料中的应用[J]. 何志刚,王冬武,李金龙,曾鸣,杨品红. 江西饲料. 2017(03)
[7]壳寡糖和壳聚糖对高脂膳食小鼠的降脂功能比较研究[J]. 王斌,苏谦俊,张思聪,杨硕,夏文水. 天然产物研究与开发. 2017(06)
[8]虾壳粉作为饲料原料的研究进展[J]. 王武刚,米海峰,潘化祥,冯硕恒. 科学养鱼. 2017(05)
[9]克氏原螯虾虾壳中虾青素酯酶解工艺的研究[J]. 孙兆远,侯会绒,孔令伟. 食品工业. 2017(03)
[10]茶籽粕多糖的提纯及单糖组成分析[J]. 焦宇知,汪艳芝,朱云,徐桃,蔡云,何志勇,梁家冰,翟玮玮. 食品研究与开发. 2016(22)
博士论文
[1]低聚壳聚糖的制备、溶解及其包覆海藻纤维的结构与性能[D]. 张传杰.江南大学 2018
[2]近红外技术和超细粉碎在甲壳素加工中的应用研究[D]. 刘大胜.广西大学 2007
硕士论文
[1]壳聚糖基分子自组装及其抗菌涂层研究[D]. 石甜甜.江南大学 2017
[2]南美白对虾虾头的微生物法综合利用技术[D]. 刘培.中国海洋大学 2014
[3]凡纳滨对虾加工副产物制备甲壳素、壳聚糖改良工艺的研究[D]. 侯佰立.广东海洋大学 2011
本文编号：3716321
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词表
1 绪论
1.1 小龙虾虾壳资源及利用现状
1.1.1 小龙虾及虾壳资源概述
1.1.2 小龙虾虾壳资源利用现状
1.2 甲壳素及其衍生物壳聚糖的概述
1.2.1 甲壳素和壳聚糖的结构、性质及应用
1.2.2 甲壳素的提取方法
1.2.3 壳聚糖的制备方法
1.3 微波技术在生物质转化中的应用
1.3.1 生物质资源概述
1.3.2 微波技术在生物质提取中的应用
1.3.3 微波技术在生物质解聚中的应用
1.4 本课题的立题依据及研究内容
1.4.1 立题依据
1.4.2 研究内容
2 材料与方法
2.1 实验材料与仪器
2.1.1 实验材料和试剂
2.1.2 实验仪器和设备
2.2 实验方法
2.2.1 小龙虾虾壳的预处理方法
2.2.2 小龙虾虾壳基本组分的测定方法
2.2.3 介电特性的测定方法
2.2.4 升温曲线的拟合方法
2.2.5 甲壳素的提取方法
2.2.6 脱钙率的测定方法
2.2.7 脱蛋白率的测定方法
2.2.8 壳聚糖的制备方法
2.2.9 傅里叶变换红外光谱的测试方法
2.2.10 X-射线衍射图谱的测定方法
2.2.11 扫描电子显微镜的观察方法
2.2.12 壳聚糖脱乙酰度的测定方法
2.2.13 壳聚糖分子量的测定方法
2.2.14 壳聚糖表观黏度的测定方法
2.2.15 壳聚糖溶液流变学特性的测定方法
2.2.16 甲壳素及壳聚糖的水热解聚方法
2.2.17 水热解聚体系升温速率的测定方法
2.2.18 水解液体产物中总有机碳含量的测定方法
2.2.19 水解液体产物中总还原糖含量的测定方法
2.2.20 水解液体产物的检测分析方法
2.2.21 固体残留物热稳定性的分析方法
2.2.22 催化剂二次催化解聚的方法
2.2.23 数据处理和分析
3 结果与讨论
3.1 微波对小龙虾虾壳提取甲壳素的影响机制
3.1.1 反应体系介电特性的研究
3.1.2 微波与水浴加热曲线的拟合
3.1.3 微波加热对虾壳脱钙、脱蛋白过程的影响
3.1.4 微波辅助提取甲壳素的结构表征
3.2 微波对甲壳素制备壳聚糖的影响机制
3.2.1 微波与水浴加热曲线的拟合
3.2.2 微波加热对壳聚糖脱乙酰度和溶解度的影响
3.2.3 微波加热对壳聚糖分子量的影响
3.2.4 微波加热对壳聚糖黏度的影响
3.2.5 微波辅助制备壳聚糖的结构表征
3.3 微波协同氧化石墨烯解聚甲壳素和壳聚糖的研究
3.3.1 固体催化剂性能的表征
3.3.2 反应参数对甲壳素和壳聚糖解聚的影响
3.3.3 氧化石墨烯的二次催化利用研究
3.3.4 微波辅助解聚壳聚糖机制的探究
主要结论与展望
致谢
参考文献
附录一 :作者在攻读硕士学位期间发表的论文
附录二 :小龙虾各部位虾壳的基本成分及结构
附录三 :壳聚糖重均分子量和光散射信号的分布
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国小龙虾产业发展报告[J]. Fisheries and Fisheries Administration of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs;. 中国渔业经济. 2019(05)
[2]小龙虾虾壳研究与应用现状分析[J]. 马士龙,包学太,杨琦,杨孝奎,黄春红. 饲料研究. 2019(06)
[3]分子量、脱乙酰度与浓度对壳聚糖流变性影响[J]. 庄晨俊,钟宇. 食品研究与开发. 2019(07)
[4]正交实验优选沟眶象甲壳素的超声波提取工艺[J]. 张建英,贾龙,张化. 生命科学研究. 2018(05)
[5]克氏原鳌虾头胸部外骨骼微观结构和摩擦磨损特性[J]. 张智泓,张广凯,佟金,赖庆辉,高旭航,唐莹,Stephen Carr. 农业工程学报. 2018(07)
[6]克氏原螯虾废弃物综合处理及在饲料中的应用[J]. 何志刚,王冬武,李金龙,曾鸣,杨品红. 江西饲料. 2017(03)
[7]壳寡糖和壳聚糖对高脂膳食小鼠的降脂功能比较研究[J]. 王斌,苏谦俊,张思聪,杨硕,夏文水. 天然产物研究与开发. 2017(06)
[8]虾壳粉作为饲料原料的研究进展[J]. 王武刚,米海峰,潘化祥,冯硕恒. 科学养鱼. 2017(05)
[9]克氏原螯虾虾壳中虾青素酯酶解工艺的研究[J]. 孙兆远,侯会绒,孔令伟. 食品工业. 2017(03)
[10]茶籽粕多糖的提纯及单糖组成分析[J]. 焦宇知,汪艳芝,朱云,徐桃,蔡云,何志勇,梁家冰,翟玮玮. 食品研究与开发. 2016(22)
博士论文
[1]低聚壳聚糖的制备、溶解及其包覆海藻纤维的结构与性能[D]. 张传杰.江南大学 2018
[2]近红外技术和超细粉碎在甲壳素加工中的应用研究[D]. 刘大胜.广西大学 2007
硕士论文
[1]壳聚糖基分子自组装及其抗菌涂层研究[D]. 石甜甜.江南大学 2017
[2]南美白对虾虾头的微生物法综合利用技术[D]. 刘培.中国海洋大学 2014
[3]凡纳滨对虾加工副产物制备甲壳素、壳聚糖改良工艺的研究[D]. 侯佰立.广东海洋大学 2011
本文编号：3716321
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