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《大连工业大学》 2018年
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多孔淀粉的表面改性及微生物固定化研究

周英男  
【摘要】:多孔淀粉是一种新型的变性淀粉,由淀粉经过酶水解而形成。因其表面具有很多小孔,表面积比原淀粉有明显的提高,具有较好的吸附性能。但由于淀粉经过水解形成多孔淀粉以后,颗粒的整体结构受到影响,结构稳定性和机械强度也有所下降。通过聚乙烯亚胺和戊二醛对多孔淀粉进行改性处理来增强其稳定性和机械强度,同时,经过改性处理的多孔淀粉表面布满正电荷,容易与带负电物质结合,提高其吸附性能,进而开拓多孔淀粉全新的应用领域。本课题以玉米淀粉为原料,采用酶法制备多孔淀粉,并对多孔淀粉制备条件,如酶的添加量、α-淀粉酶与糖化酶的比例、酶解反应温度、反应时间等影响因素进行优化。并以聚乙烯亚胺作为改性剂和戊二醛作为交联剂对多孔淀粉进行表面改性,以甲基橙的吸附率为指标,确定最佳反应条件。最后,利用改性多孔淀粉为载体,对大肠杆菌进行固定化。通过实验得到以下结论,(1)酶法制备多孔淀粉的最佳条件为:酶的添加量为玉米淀粉添加量的6%,其中α-淀粉酶:糖化酶为1:6,50℃条件下反应24 h。该条件下制备的多孔淀粉的孔道数量较多、孔径较大,并且颗粒外部形态比较完整。(2)多孔淀粉表面改性的最佳反应条件为:10%的多孔淀粉20 mL,向其中加入0.06 g/mL聚乙烯亚胺反应6 h,然后逐滴加入5%戊二醛继续反应2 h。该条件下得到的改性多孔淀粉对甲基橙的吸附效果最好。通过红外光谱仪对改性多孔淀粉的表面特性的分析表明,改性多孔淀粉表面存在氨基特征峰,带有正电,易于吸附带负电物质,应用更加广泛。(3)利用改性多孔淀粉为载体,对大肠杆菌进行固定化,最佳的固定化条件为:2 g改性多孔淀粉,大肠杆菌浓度为10~8 cfu/mL,固定化时间为2 h,转速在140 r/min到170 r/min。比较多孔淀粉和改性多孔淀粉对大肠杆菌的载量,分别为1.63×10~9个/g、3.94×10~9个/g,改性多孔淀粉对大肠杆菌的固定化效果明显优于多孔淀粉。
【学位授予单位】:大连工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O636.12;Q93-33

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