3、壳聚結構表征結果
(1)掃描電鏡分析
圖5分別為放大1萬倍和10萬倍的糖蒙脱土糖用CTS/MMT掃描電鏡圖。由圖可知,复合殼聚糖呈片狀堆疊、澄清卷曲在蒙脫土的剂的及优表麵,其分布比較均勻,制备CTS/MMT複合材料的工艺表麵比較疏鬆,仍具有多孔結構。壳聚
(2)傅裏葉紅外光譜分析
圖6為CTS/MMT材料的糖蒙脱土糖用紅外光譜圖。從圖中可以看出,复合CTS/MMT在1420cm-1處-CH2的澄清C-H變形振動吸收峰和1445cm-1處-CH3的C-H變形振動,以及在1565cm-1和1610cm-1處出現的剂的及优N-H伸縮振動峰,均屬於殼聚糖的制备特征峰;在3630cm-1處的AI-O-H伸縮振動峰,以及在515cm-1、工艺795cm-1、壳聚910cm-1等處的振動峰,均歸屬鈉基蒙脫土的特征峰。由於說明CTS/MMT複合材料兼具蒙脫土和殼聚糖的特性。
(3)X射線衍射分析
圖7為CTS/MMT材料的X射線衍射圖。由圖可以看出,蒙脫土仍保持較為完整的晶體結構,CTS/MMT在2θ=7.064°處出現衍射峰(蒙脫土結構的001峰),由布拉格方程計算得到其層間距為1.25nm,對比文獻得知:改性所得CTS/MMT的層間距並沒有擴大,大部分的殼聚糖沒有進入層間,而是負載於蒙脫土的表麵上,這,可能是由於反應原料殼聚糖的分子量過大,很難進入蒙脫土層間。
(4)熱失重分析
圖8分別為CTS、MMT、CTS/MMT三種材料的熱重分析曲線。從圖中a線可以看出蒙脫土的失重量很小,僅在溫度達到600℃後才有少量失重,至800℃時總失重率約為6%,說明蒙脫土的熱穩定性很好;從c線可以看出殼聚糖在105℃之前,因失去空腔內的結合水而出現輕微的失重;在200℃~370℃、400℃~570℃發生了嚴重的失重,主要是發生了熱分解,殼聚糖分子中的C-N、C-C化學鍵發生斷裂並以小分子的形式釋放,至800℃時總失重率達98.39%;從b線可以明顯看出複合澄清劑的失重率介於殼聚糖與蒙脫土之間,隨著溫度的升高,失重量逐漸增加,主要為殼聚糖等有機高分子的燒失,說明殼聚糖成功負載在蒙脫土上。由圖可知,CTS/MMT總失重率為30.9%,經計算可得在105℃~800℃區間CTS/MMT失重率為28%,即為殼聚糖在蒙脫土上的負載量;此值小於理論計算值(38.46%),說明在複合改性過程中可能有部分殼聚糖發生降解而流失。
三、結論
以殼聚糖(CTS)、蒙脫土(MMT)為原料通過複合改性製得CTS/MMT複合材料,並用於糖汁澄清脫色,以糖汁脫色效果作為驗證指標,分別考察CTS/MMT的製備工藝條件對糖汁脫色率的影響規律,並采用正交試驗進一步優化CTS/MMT的製備工藝,獲得最優化條件為:溫度在40℃、反應時間4h、殼聚糖的用量為2.5g、乙酸濃度為1.5%;影響脫色效果的主次因素順序為:反應時間>乙酸濃度>殼聚糖的用量>反應溫度。通過掃描電鏡、紅外光譜、X射線衍射和熱失重分析對CTS/MMT進行結構表征,可知殼聚糖已成功負載於蒙脫土表麵,但進入層間較少,CTS/MMT兼具蒙脫土和殼聚糖的特性,且仍然保持蒙脫土的多孔結構;根據CTS/MMT熱失重率數據計算可得殼聚糖負載量為28%。這些均可為無硫、低溫、高效的糖用澄清吸附劑及澄清工藝的開發提供理論基礎。
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