薄皮核桃壳基活性炭的制备及表征

【目的】以农林废弃物薄皮核桃壳为原料,通过化学活化-高温炭化法制备多孔活性炭材料,优化制备工艺过程,表征吸附性能机理,为薄皮核桃壳的开发利用提供技术指导。【方法】以碘吸附值和亚基甲蓝吸附值为考察指标,进行活化剂的筛选,并进一步考察原料粒度、料液比、活化时间、炭化温度和炭化时间对制备出的活性炭的吸附性能的影响。采用N2吸附-脱附等温线、元素分析仪和FTIR测定了活性炭的孔隙结构、主要元素组成和表面官能团,扫描电镜分析形貌结构,XRD和TG分析活性炭的结晶度和热稳定性。【结果】选用磷酸为最佳活化剂,薄皮核桃壳活性炭的最佳制备工艺条件为:核桃壳粉100目、料液比1:4、活化时间120 min、炭化温度500℃、炭化时间60 min,此工艺条件下制备出的活性炭的碘吸附值为657.42±3.16 mg/g、亚甲基蓝吸附值为248.55±1.94 mg/g。制备出的活性炭的表面积为449.80 m2/g,具有丰富的孔隙结构,孔容积为1.11 m2/g,平均孔径为7.87 nm。碳元素含量为65.56%,结晶度不高,为无定型结构,活性炭在400℃左右发生热降解,主要含有羧基、酚基、醇羟基等活性官能团。【结论】采用磷酸活化法制备出的薄皮核桃壳活性炭的孔隙结构发达,具有良好的吸附性能,碘吸附值和亚甲基蓝吸附值均高于国家标准,具有将废弃物资源循环利用的价值和前景。     

米曲霉HDF-7菌体固定化方法的筛选及其优化

米曲霉(Apergillus oryzae)菌体固定化产酶及其应用一直是人们研究的热点，筛选出一种适应需要的固定化方法极其重要。利用从传统豆酱中分离得到的米曲霉HDF-7 作为出发菌株，筛选出最佳的固定化方法，并研究各单因素对固定化菌球蛋白酶酶活保留率的影响，通过正交设计实验确定各单因素的最佳组合。结果表明，最佳固定化方法为海藻酸钠法，在海藻酸钠浓度2%时，蛋白酶酶活保留率最高为(27.77±0.80)%，菌体浓度为1:15，固定化时间为2.5 h，CaCl2浓度为3%，正交实验最高蛋白酶酶活保留率为38.67%。本研究通过米曲霉HDF-7 菌体筛选出最佳的固定化方法并对该方法进行优化，进而确定最佳发酵条件并应用到固态发酵中，为固定化方法的选择提供了依据。     

几种辅助提取方式对蓝莓原花青素浸提效果及抗氧化活性的影响

  目的  以大兴安岭野生蓝莓为原料，研究有机溶剂浸提法、超声波辅助、微波辅助和光波辅助提取方式对蓝莓原花青素和酚类物质的浸提效果、化学结构以及抗氧化活性的影响。  方法  采用分光光度法分别测定4种方式处理后浸提液中的原花青素、总酚、总黄酮和花青素等酚类物质含量，通过红外光谱分析4种方式提取溶液的结构变化，通过扫描电镜观察原料蓝莓经不同方式处理后残渣的微观结构，并测定4种提取液的总还原能力、DPPH?、ABTS+?和?OH的清除能力。  结果  微波辅助法提取原花青素得率最高为（15.72 ± 0.03）mg/g。通过红外光谱发现4种方式提取的蓝莓原花青素在化学结构上没有明显变化，扫描电镜观察发现，微波辅助法处理后的提取残渣表面孔隙和褶皱较明显。微波辅助法和光波辅助法提取液中总酚、总黄酮、花青素和原花青素含量较高，与普通溶剂浸提法相比差异显著（P < 0.05）。将不同方式提取液的蓝莓原花青素调至相同浓度30 μg/mL，总还原能力和DPPH?清除能力差异不显著（P > 0.05），DPPH?清除率均在97%以上。?OH清除能力的大小顺序为:溶剂浸提法 > 微波辅助提取法 > 光波辅助提取法 > 超声辅助提取法。超声波辅助法对ABTS+?清除效果最差，溶剂浸提法最强。  结论  同一浓度下溶剂浸提法的提取液的抗氧化活性较强，但微波辅助法提取的原花青素得率最高且抗氧化活性与溶剂浸提法的差异不显著（P > 0.05）。微波由于具有较强的离子极化和偶极旋转作用，因此可以在较短的时间内促进原花青素的浸提，并且微波处理后的原花青素的化学结构和抗氧化功能变化差异不显著，因此4种方式中微波辅助法较为适合提取蓝莓原花青素。通过对比超声波、微波、光波处理单独进行时的得率和超声波、微波、光波处理后再次浸提的得率，发现超声波、微波、光波处理在提取过程中处于主导作用。      

米曲霉HDF-7固定化菌体发酵产蛋白酶条件的优化

为了在工业化生产豆酱的过程中,缩短发酵周期,提高原料利用率,并降低生产成本,保证产品质量,利用从传统豆酱中分离得到的米曲霉(Aspergilleas oryzae)HDF-7作为出发菌株,经过海藻酸钠包埋法固定后,对其最佳固定化菌球的发酵产蛋白酶条件进行了优化。结果表明,固定化菌球以3%的接种量接入到中性蛋白酶发酵培养液中增殖至168 h后,其蛋白酶酶活力最高,为18.49±0.65 U/mL,利用该增殖菌球单批次发酵到24 h时,其蛋白酶活力表现最高。并可以重复分批发酵7次而蛋白酶活力保持不变。本研究通过固定化米曲霉(Aspergilleas oryzae)HDF-7菌体并优化其发酵生产蛋白酶的条件,可以缩短发酵时间,提高菌体的利用效率,并保持酶活稳定。该研究为蛋白酶的规模化生产提供了试验基础。