壳聚糖及壳聚糖铈配合物树脂的吸附行为与应用研究

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以壳聚糖为原料采用反相悬浮交联法制备了壳聚糖树脂(RCM)和壳聚糖铈配合物树脂(RCCM),将两种树脂应用到橙汁脱苦工艺和茶饮料防混浊实验中,并研究了两种树脂对柠檬酸和茶多酚的吸附动力学和热力学。在橙汁脱苦工艺的应用中,将RCCM通过静态和动态方式用于橙汁脱苦,检验了RCCM对橙汁的脱苦效果及其品质的影响,并在同样条件下与RCM脱苦效果进行了比较。实验结果显示:RCCM能脱除橙汁中54.86%的柚皮苷和43.20%的柠檬苦素,可滴定酸含量减少,在脱苦的同时起到脱酸的作用,其他营养成分除Vc和总酚含量也有所减少,含量变化不大,经动态处理的橙汁氨基酸含量增加了5.52%。橙汁香气成分除酯类成分有所变化外,对其余组分影响不大。与之相比,同等条件下,RCM的脱苦效果不如RCCM,且橙汁中的氨基酸含量减少。所以,RCCM在橙汁脱苦中的应用效果优于RCM。RCM和RCCM应用于绿茶饮料防混浊实验中,能有效地脱除绿茶饮料中的茶多酚,提高了绿茶饮料的稳定性。RCCM对茶多酚的脱除率达到40%-50%时,绿茶饮料中的其它营养成分还得到了很好的保留,提高了绿茶饮料的透光率,香气成分变化不大。经RCCM动态处理的绿茶饮料氨基酸含量明显增加,从而改善了绿茶饮料的营养品质。与RCCM相比,经过RCM处理后的绿茶饮料,茶多酚含量虽有下降但效果不如RCCM理想,蛋白质和氨基酸及其它营养成分也有不同程度的减少。实验证明,这两种树脂同样适用于提高乌龙茶、红茶等茶饮料及类茶饮料的稳定性。以柠檬酸和茶多酚为吸附质研究了RCM和RCCM的吸附行为,研究内容包括吸附热力学和动力学。吸附等温线以Langmuir吸附模型进行拟合,并研究了热力学参数焓(△H)、熵(△S)、吉布斯自由能(△G)的变化,计算Polanyi吸附势。动力学的研究包括反应级数的确定和控速步骤的确定,并计算活化能。为RCM和RCCM的实际应用提供理论基础。实验结果表明,RCM和RCCM对柠檬酸和茶多酚的吸附行为相似:吸附等温线符合均Langmuir吸附模型,为优惠吸附,且平衡常数Kb随着温度升高而升高,证明随温度升高吸附能力提高。吸附是非自发吸热过程,升温有利于吸附。在等温条件下,随着吸附质浓度的不断增加,吸附势逐渐降低;当初始浓度相同时,随着温度的升高,吸附势升高。吸附都属于二级动力学吸附,树脂对茶多酚的吸附过程由表面扩散和颗粒内扩散联合控制,但以颗粒内扩散为主。
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