交联魔芋葡甘聚糖微球的制备与表征

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第２ ４卷第 ２期 ２０ ０ ４年 ６月
棘 产 化 学 与 工 业
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Ｖｏ． ４ Ｎｏ ２ １２ ．
２ ３ 交联魔芋葡甘聚糖微球 （ Ｋ Ｇ） ． Ｃ Ｇ 结构表征
丌一Ｒ光谱分 析 ： Ｉ 在指纹 区 １０ ００～１６ ｍ 处振动光谱峰形 发生 了变化 ， １０ｃ 强度略高 ， １４ 在 ５０和 １５ 处 出现的振动光谱 ， ５０ｃ ｍ 这些是 由于环氧氯丙烷对魔芋葡甘聚糖交联过程中形成 的醚健引起 的。
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魔芋葡甘聚糖 （ 简称 Ｋ Ｍ） Ｇ 是一种天然高分子多糖 ， 在天然魔 芋中以微粒形式存 在。Ｋ Ｍ存在于 Ｇ
“ 异性细胞” 中 ， 这种异性细胞干燥后既硬又韧 ， 不易破碎 。魔芋精粉中魔芋葡甘聚糖颗粒 （ Ｇ ） Ｋ Ｇ 为 球形或椭球形 ， 随着加工程度 的不同外 围可能还残有网脊状突起的细胞壁 ， 细胞壁的主要成分是纤维素
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正交试验的结果表明， 影响因素排列顺序为 ： ＞ 碱 环氧氯丙烷 ＞ 温度 ＞时间 ＞ 溶剂。经过对结果 的
分析 ， 其较优越的条件为 ： 碱与 Ｋ Ｍ 的摩尔比为 １ ， Ｇ ： 环氧氯丙烷与 Ｋ Ｍ的摩尔 比为 １１温度 ４ ℃ ， ２ Ｇ ：， ５ 反 应时间 ６ ， 溶剂选 ３ ％乙醇水溶液。以后检测所用 Ｃ Ｇ ｈ ０ Ｋ Ｍ均 以此条件合成 。
罗立新， 交联魔芋葡甘聚糖徽球的制备与表征 等：
排列相当紧密 ． 如果不将它处理干净 ， Ｋ Ｍ 在 Ｇ 表面很难形成 比表面积较大的吸附层 ， 提高吸
附与交换 的能力。从这一点上来说 ，Ｇ 精 ＫＭ 粉使用前一定要用乙醇完全去除其 表面的细 胞壁 残 余 物。从 电 镜 照 片 图 １ ｂ 上 可 见 （） ＣＧ Ｋ Ｇ的表面凸凹不平 。 呈裙皱状 ， 也有孔洞
物。
２ 结果与讨论
２ １ 交联剂的选择 ．
在魔芋淀粉分子 中， 每一个葡萄糖或甘露糖单元中含有 ３个羟基 ， 羧甲基化反应和交联反应均是
发生在这些羟基上。从理论上讲 ， 凡是具有两个或两个 以上能与羟基反应基团的物质均可作为交联剂 使用 ， 如三氯氧磷 ， 环氧氯丙烷 ， 三偏磷酸钠 ， 甲醛等。由于环氧氯丙烷在碱性条件下反应温 和 ， 易 于控制 ， 较适合 于魔芋精粉交联产物的合成 ， 反应后生成的醚键化学稳定性高 ， 所得产物抗酸 、 碱和酶作 用 的稳定性较高 ， 因此 ， 本研究选用 了环氧氯丙烷作为交联剂。其反应如下所示 ：
／０ ＼ Ｏ Ｉ Ｈ
２ ｏ ｊｃ ０ ｎ ａ － Ｈ＋ＨＣ— Ｃ ｋ ２ Ｈ— Ｃ ２ １ ＨＣ —一 ２ｋ ｎ ａ 一 ０ Ｃ ２Ｈ Ｈ — ０ ｋ ｎ ａ ＋Ｈ １ ｏ ｊ ｃ 一 Ｈ Ｃ Ｃ ２ 一 ｏ ｊ ｃ Ｃ
在 Ｃ Ｇ 中， ＫＭ 引入的交联化学键取代了部分氢键 ， 由于交联 化学键 的强度远高 于氢键 ， Ｋ Ｇ的 故 Ｇ 强度增加 ， 其颗粒的膨胀受到抑 制。随交联程度增高分子间交联化学键数量增加 ， 这种抑制作用更加明
和半纤维素。在水中 Ｋ Ｇ会逐渐溶胀 ， Ｇ 进而溶解 。本研究的 目的在于利用 Ｋ Ｍ 的这一特性制备一种 Ｇ
收稿 日期 ：０ ３— ５— ９ ２０ ０ ２
基 金项 目： 省 自然科学基 金资助项 目（０３ Ｂ ０３ ， 已申请 专利 （３ １４５９ 湖北 ２０Ａ Ａ ７ ）并 ０１８３ ． ）
ＫＯＮＪ ＣＯＭＡＮＮＡＮ ＧＲＡＮＵＩ ＡＣ ＧＩ 正Ｓ
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通过显微镜观察 Ｋ Ｇ的结构 ， Ｇ 可以看到葡甘聚糖表面有少量细胞壁残余 ， 魔芋颗粒完整 ， 显示出较 好的球形。借助扫描电镜 ， 观察到某些 Ｋ Ｇ表面带有 细胞壁 ， １ ａ 可以看到 Ｋ Ｍ 表层 的细胞壁层 Ｇ 图 （） Ｇ
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第２ 期
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作者简介： 罗立新（９６ ， ， １ 一）男 河南西华人 ， ６ 副教授， 博士 ， 主要从事天然高分子材料、 功能复合材料及环保等方
面的研究 。
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７ ８
林
产 化 学
与 工 业
第 ２ 卷 ４
能溶胀但 不溶解 于水的魔芋葡甘聚糖微球 ， 利用其优 良的生物相容性及大量可以用于修饰的羟基 ， 用作
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一 芋聚 征 交 葡糖冯与 联 甘立长 表 魔 罗的 微制 新根 球备 ，
（． １ 武汉大学 化学与分子科学学院 ， 湖北 武汉 ４ ０７ ； ３０ ２
２ 北京理工大学 机 电工程学院， ． 北京 １０ ８ ） ００ １
Ｌ ＵＯ Ｌ Ｘ
摘
要： 用正交设计的方法对交联魔芋葡甘聚糖球（ Ｋ Ｇ 的制备条件进行研究， ＣＧ ） 确定了在 ３ ％乙醇水溶 ０
显。
２２ 交联 条件 的确 定 ．
魔芋精粉的交联除受交联剂的影响之外 ， 还有溶剂 、 温度和反应时间等。通过正交试验设计以产物
的交换容量为标准确定最佳条件 。本研究采用 ， ４）表 １ ， 为各种因素与水平。 （
表 １ Ｋ Ｇ 交联反应正 交设计 的 因素与水 平 Ｇ
Ｔａ ｌ Ｔ ｅｆｃｏｓａ ｄｌｖ ｌ ｏ ｒ ｏ ｏ ａ ｅｉｎ ｆｒｃｏｓｌ ｋｎ ｅｃｉｎｏ ｂｅ１ ｈ ａ ｔｒ ｎ ｅ ｅｓ ｆｏｔ ｇｎ ｌｄ ｓｇ ｏ ｒｓ・ ｎ ｉｇｒａ ｔ ｆＫＧＧ ｈ ｉ ｏ
Ｃ Ｇ 的性能分析表明 ， ＫＭ 其骨架密度 Ｐ 为 ０５３ ｍ ， ．２ ｇ Ｌ 平均孔容量 为 １０４ Ｌｇ树脂空隙 ０／ ．３ ｍ ／ ， ２ 率为 ３ ．０ ， ５ １％ 溶胀率为 ２０４２交换容量为 ０２ １ ｍ ｌｇ微球粒径为 ０５２ ｍ， ．３ ， ．１４ｍ ｏ ， ／ ．１ ｍ 与人工合成树脂 ０ 粒径相 当。该树脂耐水 ， 耐热水能力较高 ， 并可在 ５ Ｈ Ｉ Ｎ Ｏ ％ Ｃ 和 ａ Ｈ中长期使用 。
于水 、 和碱。 酸
关键 词 ： 魔芋葡甘聚糖 ； 交联 ； 吸附剂 中图分类号 ：Ｑ ｌ Ｑ ４ ．１． ； ６６ １ Ｔ ｇ ； ９９７７２ ０ ３ ． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ５ ２ １（０４ ０ — ０７ ０ ０ ３— ４７ ２０ ）２ ０７ — ３ ２
Ｐ Ｐ ＲＥ ＡＲＡＴ ＯＮ Ｉ ＡＮＤ ＣＨＡＲＡＣ Ｅ Ｚ Ｉ Ｔ ＲＩ ＡＴ ＯＮ ＲＯＳ — ＮＫＥＤ ＯＦ Ｃ ＳＵ
结构 ， 中有 的孔 径较 大 ， １０— ０ ． 并 其 为 ０ ２０ｐ ｍ，
布满皱褶 。
３ 结 论
３Ｉ 利用 与人工合成树脂粒径相近 的 Ｋ Ｍ ． Ｇ 原始颗粒制作吸附剂， 丰富了天然高分子吸附 与分离材料方面的研究 ， 同时也拓展了魔芋的 深加工应用领域。
Ｂ带细胞壁的 Ｋ ； Ｆ 表面 Ｂ ａｅ ｆ Ｇ ｉ ｅ ａ Ａ Ｉ ｏ ０ Ｋ Ｇ ｗｔ ｃｌｗ ｌ Ｉ ｈ ｌ ｌ ｂＣ Ｇ ． Ｋ Ｇ表面 ｓｒ ｃ Ｃ Ｇ ｕａ ｏ Ｋ Ｇ ｆｅ ｆ
医用吸附剂的载体 ， 通过改性 ， 还可作为一种安全无毒的新型吸附剂。