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近年来蓝藻污染严重,引起一系列的生态环境问题。蓝藻类植物经历了冰川时期的考验,在抗冻性上必定有其独特之处。因此,本文从藻类中粗提取了其主要生物活性物质:藻蛋白和藻多糖,添加到含有其它防冻组分的溶液中,制备成复合防冻剂/融雪剂。本文的研究目的是希望将蓝藻变废为宝,同时为环保型融雪剂的研究提供一种新思路。
主要内容:采用化学试剂处理法从藻粉中粗提取藻蛋白,红外光谱法验证提取的蛋白主要含有藻蓝蛋白,再选择其它合适的防冻组分(本文采用乙二醇、非离子表面活性剂),三者按照一定的比例制成藻蛋白类复合防冻剂。在测试防冻效果时,选用了恒温可调冰箱,首先测试温度为-15℃时复合防冻剂的防冻效果,之后再将样品融化,冰箱温度调至-20℃,继续测试其防冻效果。融雪性能的测试分别选择不同时间的常温条件下进行的。
在藻多糖的提取过程中,分别选用酶法、Sevag法及TCA三种方法来粗提取藻多糖,采用红外光谱法和粒径分析法表征三种多糖分子的结构,研究结果表明,采用TCA法操作流程短,蛋白质去除率高,多糖分子粒径小,易于溶解分散。因此我们选用TCA法提取的藻多糖与其它防冻组分配制成藻多糖类复合防冻剂,选择冰箱温度为-15℃来测试其防冻效果。最后用酶法、Sevag法及TCA法提取的粗多糖,分别制备成复合融雪剂,在相同的温度下比较其融雪效果。
实验结果表明:
(1)添加藻蛋白的复合溶液,随着温度的降低(从-15℃降至-20℃),其抗冻性能并没有发生太大的变化,并且藻蛋白含量越高,其抗冻性能相对越好;
(2)不含藻蛋白的溶液,乙二醇的含量高有助于提高体系的抗冻性能,但随着温度的降低其抗冻性明显减弱,最终会完全冻结;
(3)复合溶液中藻蛋白的加入显著提高了溶液的抗冻性,当乙二醇使用量为10%时可达到原来近40%的量的效果;
(4)藻多糖粗提取过程中,采用TCA法最为简易、快捷。结果表明,采用固液比1:10,碱液浸提2次,浓缩率20-40%,提前用高浓度乙醇浸泡藻粉过夜的提取效果最佳;
(5)藻多糖复合防冻剂的防冻测试表明,其防冻性能不如藻蛋白类防冻剂,但其融雪性能仍比较好,其中Sevag及TCA法藻多糖的融雪效果好于酶法提取的藻多糖的融雪效果。