異相體系中低分子量殼聚糖的制備畢業(yè)論文

異相體系中低分子量殼聚糖的制備青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）⑥清洗黏度計，最后用蒸餾水沖凈放入烘箱烘干。注意事項：（1）恒溫水浴的溫度對粘度測定影響很大，要求水浴溫度波動在±0.05℃之內(nèi)，同時恒溫水浴槽內(nèi)各位置的水溫應(yīng)均勻一致。（2）實驗中，殼聚糖溶液的稀釋是直接在黏度計中進(jìn)行的，因此每加入一次溶劑都要充分混合溶液，并抽洗黏度計的E球和G球，使黏度計各處濃度相等。（3）烏氏粘度計必須垂直固定于恒溫水浴中，實驗過程中不要使其振動和拉動，否則影響流速，造成測定結(jié)果的誤差。（4）溶液加入時要將移液管伸入A管內(nèi)深處，以免殼聚糖溶液粘在管壁上，導(dǎo)致稀釋時濃度不準(zhǔn)。2.1.4結(jié)果與分析表2-1濃度時間對應(yīng)表Tab.2-1Theconcentration-timetablet1t2t3t均c1212.84212.88212.50212.74c2193.01193.40193.63193.35c3172.59172.22172.60172.47c4152.28152.15152.25152.23c5115.71115.31115.76115.59表2-2數(shù)據(jù)處理Tab.2-2dataprocessingc1c2c3c4c0c/g·100ml-10.0700.0590.0450.031t/s212.74193.35172.47152.23115.59ηr1.8401.6731.4921.317lnηr0.6100.5140.4000.275ηsp0.8400.6730.4920.317ηsp/c1200.601140.081093.431022.31lnQUOTEηr/c871.42871.88889.21888.04ηsp/cQUOTE對c、lnηr/c對c作圖如下：圖2-2ηsp/c-c、lnηr/c–cFig.2-2ηsp/c-c、lnηr/c–c由圖中數(shù)據(jù)得：[η]=（891.34+903.72）÷2QUOTE=897.53ml/gK=1.424×10-3ml/g、α=0.9610994782.2端基法測低聚殼聚糖分子量2.2.1實驗原理端基分析法具有方法簡便、設(shè)備簡單、重復(fù)性較好且準(zhǔn)確性較高等特點，其所測相對分子質(zhì)量為數(shù)均相對分子質(zhì)量。根據(jù)顯色試劑的不同，端基分析法又具體分為Elson-Morgan法、Imoto法、苯酚-硫酸法和DNS法等。其中Elson-Morgan法操作繁瑣且回收率低，不適用于氨基糖與乙酰氨基糖混合的體系；苯酚-硫酸法顯色較淺，靈敏度低；DNS法有較好的顯色效果，但此法的靈敏度略低；Imoto法的顯色效果較好，可用于測定氨基糖與乙酰氨基糖混合的體系，且靈敏度較高，穩(wěn)定性好，重復(fù)性好。本文實驗我們采用Imoto法，其原理是：利用鐵氰化鉀的氧化性及水溶液呈現(xiàn)穩(wěn)定黃色的性質(zhì)，在一定條件下，讓水溶性殼聚糖與鐵氰化鉀溶液起反應(yīng)，生成亞鐵氰化鉀從而使溶液褪色，其褪色程度與還原糖的含量呈線性關(guān)系。借助分光光度計測定反應(yīng)后溶液的吸光度，并與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對，根據(jù)計算公式計算出水溶性殼聚糖的相對分子質(zhì)量。我們選用0.01%的鹽酸氨基葡萄糖溶液作為標(biāo)準(zhǔn)物繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。水溶性殼聚糖的數(shù)均相對分子質(zhì)量的計算公式如下：式中，c1、V1分別為水溶性殼聚糖的濃度和體積，g/ml、ml；c2、V2分別為鹽酸氨基葡萄糖溶液的濃度和體積，g/ml、ml；M1為鹽酸氨基葡萄糖的相對分子質(zhì)量，為216.5g/mol。我們采取多次測定求平均值的方法，即在一次測定實驗中，向比色管中移取不同體積的相同殼聚糖溶液，使其與等量的鐵氰化鉀進(jìn)行反應(yīng)，測定不同體積殼聚糖溶液對應(yīng)的吸光度，繼而計算出相應(yīng)的相對分子質(zhì)量，再求取相對分子質(zhì)量的平均值作為該粉殼聚糖的相對分子質(zhì)量。端基分析法要保證鐵氰化鉀相對于殼聚糖過量。2.2.2材料與儀器（1）實驗材料：產(chǎn)物殼聚糖（烘干至衡重）；鐵氰化鉀（分析純，天津市巴斯夫化工有限公司）；無水碳酸鈉（分析純，天津市巴斯夫化工有限公司）；鹽酸氨基葡萄糖（生化試劑，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；蒸餾水（2）實驗儀器：721可見分光光度計（上海菁華科技儀器有限公司）；0.5cm比色皿；5mL具塞比色管5支；電阻爐1臺；電子天平1臺；1mL、2mL移液管各1支；秒表1塊2.2.3實驗方法（1）K3Fe(CN)6標(biāo)準(zhǔn)色液的配制：分別準(zhǔn)確稱取一定量干燥的K3Fe(CN)6和一定量干燥的Na2CO3,加水溶解并定容至250mL,轉(zhuǎn)移至棕色瓶中備用。（2）殼聚糖溶液的配制：準(zhǔn)確稱取適量干燥至衡重的產(chǎn)物殼聚糖，加水溶解后定容至100mL,用玻璃砂芯漏斗過濾，取濾液備用。（3）標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：用電子天平準(zhǔn)確稱取適量鹽酸氨基葡萄糖，加蒸餾水稀釋并定容至100mL，備用。（4）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：用移液管分別移取0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mL的一定濃度的鹽酸氨基葡萄糖溶液于具塞比色管中，各加入3ml的0.1%K3Fe(CN)6標(biāo)準(zhǔn)色液，加蒸餾水稀釋至5mL，搖勻，具塞置于沸水浴中加熱15min，反應(yīng)結(jié)束后用冷水迅速冷卻至室溫，在420nm波長下用分光光度計測其吸光度。以吸光度對相應(yīng)的基準(zhǔn)物溶液的體積作圖，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。（5）產(chǎn)物殼低聚糖溶液吸光度的測定：用移液管分別移取0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mL體積的殼低聚糖溶液至5.0mL具塞比色管中，各加入3mL0.1%K3Fe(CN)6標(biāo)準(zhǔn)色液，加蒸餾水稀釋至5mL，搖勻，具塞置于沸水浴中加熱15min，反應(yīng)結(jié)束后用冷水迅速冷卻至室溫，在420nm波長下用分光光度計測其吸光度。（6）產(chǎn)物殼低聚糖數(shù)均分子質(zhì)量的計算由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出殼低聚糖樣品溶液的吸光度所對應(yīng)的基準(zhǔn)物溶液的體積，按下式計算出殼低聚糖樣品的數(shù)均分子質(zhì)量。式中，c1、V1分別為水溶性殼聚糖的濃度和體積，g/ml、ml；c2、V2分別為鹽酸氨基葡萄糖溶液的濃度和體積，g/ml、ml；M1為鹽酸氨基葡萄糖的相對分子質(zhì)量，為216.5g/mol。2.2.4結(jié)果與分析（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制表2-3：鹽酸氨基葡萄糖的濃度和吸光度Tab.2-3Glucosaminehydrochloride’sconcentrationanditsabsorbanceV/ml1.01.2A0.6040.5210.4370.3750.284圖2-3：鹽酸氨基葡萄糖溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2-3Standardcurveofglucosaminehydrochloride（2）產(chǎn)物殼低聚糖溶液的吸光度和數(shù)均相對分子質(zhì)量表2-4低聚殼聚糖的體積對應(yīng)的吸光度和相對分子質(zhì)量Tab.2-4Correspondingabsorbanceandrelativemolecularmassofdifferentvolumesofchitosanoligosaccharide V/ml1.01.2A0.5020.3700.2500.1660.087Mn13861399137413121240由上表數(shù)據(jù)計算產(chǎn)物低聚殼聚糖的平均數(shù)均分子質(zhì)量為：實際上，降解所得到的低聚殼聚糖是一組聚合度不等的混合物，其相對分子質(zhì)量具有一定的分布范圍。2.3酸堿滴定法測殼聚糖脫乙酰度2.3.1實驗原理脫乙酰度(degreeofdeacetylation,縮寫為DD)定義為脫去乙?；钠咸烟菃卧獢?shù)占總的葡萄糖單元數(shù)的百分?jǐn)?shù)。脫乙酰度是甲殼素/殼聚糖最基本的結(jié)構(gòu)參數(shù)之一。無論甲殼素/殼聚糖的生產(chǎn)、研究或應(yīng)用都少不了脫乙酰度的測定。殼聚糖中的氨基含量對其溶解性能、結(jié)晶度、黏度、離子交換能力、絮凝性能、與氨基相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)能力等物化性質(zhì)都有著重大影響。因此，脫乙酰度是表征殼聚糖質(zhì)量和進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的一項重要指標(biāo)，準(zhǔn)確測定脫乙酰度是殼聚糖研究和應(yīng)用領(lǐng)域中的一個十分重要的基礎(chǔ)工作。本文采用酸堿滴定法測定殼聚糖原料及降解所得低聚物產(chǎn)物的脫乙酰度，其測定原理為殼聚糖的自由氨基呈現(xiàn)堿性，可以與H+定量地發(fā)生質(zhì)子化反應(yīng)，形成殼聚糖的膠體溶液，溶液中游離的H+用堿反滴定，可計算出殼聚糖中自由胺基的含量，又因為自由胺基的含量與脫去的乙?；鄬?yīng)，則可得出脫掉乙酰基的含量；該反應(yīng)的等當(dāng)點約在pH=4.2左右。脫乙酰度的計算公式如下：式中，c1—HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；c2—HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；V1—加入的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；V2—加入的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；m—扣除含水后樣品的質(zhì)量，g；0.016—與1mL1.0mol/LHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液或NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)?NH2的質(zhì)量，g；203—脫乙酰度為0時殼聚糖殘基的平均相對分子質(zhì)量，g/mol；16—-NH2的相對分子質(zhì)量，g/mol；42—-COCH3的相對分子質(zhì)量，g/mol滴定過程中的指示劑，一直采用傳統(tǒng)甲基橙作為指示劑。甲基橙為指示劑酸堿滴定法精密度優(yōu)于4.3%，但在膠體滴定中從紅至橙的變色不如在真溶液中靈敏，從而使終點難判斷造成較大的誤差，同一個人在不同時間，對同一個樣品也會有2%-4%的誤差。黏度較大的樣品在臨近終點時局部堿濃度過高，會有殼聚糖析出。要等沉淀再溶解需要較長時間，從而會回色而難于判斷終點。樣品含有堿性殘留物也會使測定結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。如果采用不同比例混配的甲基橙-溴甲酚綠和甲基橙-苯胺藍(lán)混合指示劑,分析結(jié)果發(fā)現(xiàn):甲基橙-溴甲酚綠利用兩種指示劑變色時顏色的互補(bǔ)，終點較明顯。甲基橙-苯胺藍(lán)則是利用一種惰性染料襯托一種指示劑顏色的變化，特別是甲基橙：苯胺藍(lán)=1:2（V/V）的混合指示劑，顏色變化從紫紅到藍(lán)綠，變色較靈敏，該方法已成為農(nóng)業(yè)部頒布的中國水產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法。該法對中、高脫乙酰度殼聚糖可以很好的測定其脫乙酰度值，但是在測定低脫乙酰度殼聚糖時，終點顏色變化不明顯，重現(xiàn)性差，誤差較大。另外，苯胺藍(lán)有毒，易造成環(huán)境污染和人體危害，使用時應(yīng)做好防護(hù)措施。本文實驗采用甲基橙-苯胺藍(lán)（1:2,V/V）混合指示劑。酸堿滴定法測定殼聚糖的脫乙酰度，要注意溶解時間不宜過長，否則會使殼聚糖降解鏈斷裂，一般來講殼聚糖的脫乙酰度越高，溶解越快。溶解后的殼聚糖若黏度較大，會影響滴定終點的判斷，可以加水稀釋[25]?？傮w上來說，酸堿滴定法操作簡單，易于實現(xiàn)，但是準(zhǔn)確度較儀器分析法要低。終點辨色困難是導(dǎo)致誤差的主要原因，若要求精確測量，該方法是不太可取的。在本次實驗中，我們采用無水碳酸鈉作為標(biāo)定鹽酸的基準(zhǔn)物質(zhì)，草酸作為標(biāo)定氫氧化鈉的基準(zhǔn)物質(zhì)。2.3.2材料與儀器(1)實驗材料：殼聚糖（生化試劑，濟(jì)南海得貝生物制藥）；產(chǎn)物殼聚糖（烘干至衡重）；36-38%鹽酸（分析純，煙臺三和化學(xué)試劑有限公司）；氫氧化鈉（分析純，天津市廣成化學(xué)試劑有限公司）；無水碳酸鈉（分析純，天津市巴斯夫化工有限公司）；草酸（分析純，天津市永大化學(xué)試劑有限公司）；甲基橙（天津市巴斯夫化工有限公司）；水溶苯胺藍(lán)（中國上海標(biāo)本模型廠）；酚酞（分析純，天津市登科化學(xué)試劑有限公司）；無水乙醇（分析純，天津市廣成化學(xué)試劑有限公司）；蒸餾水(2)實驗儀器：25mL酸式滴定管與堿式滴定管各1支；1、2、10mL移液管各1支；100、250、500mL容量瓶各2只；試劑瓶3只；HJ-4多頭磁力攪拌器（金壇市雙捷實驗儀器廠）；洗耳球；量筒；鐵架臺；電子天平2.3.3實驗方法(1)指示劑的配置：①0.1%甲基橙指示劑（變色范圍為3.1-4.4）的配置：稱取0.1g甲基橙,用蒸餾水充分溶解并定容至100mL,搖勻，轉(zhuǎn)移至棕色試劑瓶中備用；②酚酞指示劑（變色范圍為8-10）的配置：配成0.5%的醇水溶液，稱取0.5g酚酞先溶于60mL乙醇中，再用蒸餾水定容至100mL,搖勻，轉(zhuǎn)移至試劑瓶中備用；③0.1%苯胺藍(lán)指示劑的配置：稱取0.1g苯胺藍(lán),用蒸餾水充分溶解并定容至100mL,搖勻，轉(zhuǎn)移至棕色試劑瓶中備用；④甲基橙-苯胺藍(lán)混合指示劑的配置：按體積比為1:2將已經(jīng)配置好的0.1%甲基橙和苯胺藍(lán)指示劑混勻，備用。(2)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置：①HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置：用5mL移液管量取4.2mL一定體積的濃鹽酸，用少量蒸餾水進(jìn)行稀釋，后用蒸餾水定容至500mL容量瓶中，搖勻備用。②NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置：迅速用小燒杯（非稱量紙，因其具有腐蝕性）稱取一定質(zhì)量的NaOH固體顆粒，用一定量的蒸餾水溶解，再用蒸餾水定容至500mL容量瓶中，搖勻，轉(zhuǎn)移至帶有橡膠塞的試劑瓶中，備用。(3)標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定①HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定：取適量無水碳酸鈉固體，于270-300℃下加熱1小時，置于干燥器中冷卻；準(zhǔn)確稱量適量冷卻后的無水碳酸鈉各三份,分別置于三只編好號碼的錐形瓶中，各加入30ml蒸餾水溶解充分，再各滴加1滴甲基橙試劑，在磁力攪拌下分別用配置好的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，待溶液由黃色變?yōu)槌壬珪r結(jié)束滴定，記錄下每份消耗HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積；另外，做一份不含有無水碳酸鈉的空白對照實驗。②NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定：準(zhǔn)確稱量適量草酸固體各三份，分別置于三只編好號碼的錐形瓶中，各加入30mL蒸餾水溶解充分，再各滴加1滴酚酞試劑，在磁力攪拌下分別用配置好的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，待溶液由無色變?yōu)榈凵?0s內(nèi)不退色時結(jié)束滴定，記錄下每份消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積；另外，做一份不含有草酸的空白對照實驗。(4)原料殼聚糖脫乙酰度的測定：準(zhǔn)確稱量適量經(jīng)干燥至衡重的原料殼聚糖各三份，分別置于4只編好號碼的錐形瓶中，各加入50mLHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液,室溫下磁力攪拌1小時，使其反應(yīng)完全；加入0.1%甲基橙-苯胺藍(lán)（1:2，V/V）混合指示劑7-8滴,在磁力攪拌下用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的HCl,當(dāng)溶液顏色由紫紅變?yōu)樗{(lán)綠時即達(dá)到滴定終點。根據(jù)到達(dá)滴定終點時消耗的NaOH的體積,計算殼聚糖的脫乙酰度值。(5)產(chǎn)物殼聚糖脫乙酰度的測定：準(zhǔn)確稱量適量經(jīng)干燥至衡重的產(chǎn)物殼聚糖各三份，分別置于三只編好號碼的錐形瓶中，各加入25mLHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液,室溫下磁力攪拌1小時，使其反應(yīng)完全；加入0.1%甲基橙-苯胺藍(lán)（1:2，V/V）混合指示劑4-5滴,在磁力攪拌下用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的HCl,當(dāng)溶液顏色由紫紅變?yōu)樗{(lán)綠時即達(dá)到滴定終點。根據(jù)到達(dá)滴定終點時消耗的的體積,計算殼聚糖的脫乙酰度值。(6)注意事項：用鹽酸溶解殼聚糖時溫度不能過高，以免發(fā)生殼聚糖主鏈的降解，一般在室溫下溶解；另外，原料殼聚糖的黏度大，溶于鹽酸后形成膠體溶液，滴定中變色較不敏銳，故應(yīng)在接近滴定終點時放慢滴定速度。2.3.4結(jié)果與分析（1）原料殼聚糖①HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度：表2-5實驗數(shù)據(jù)記錄Table2-5TheexperimentaldatarecordmNa2CO3/g0.10620.10640.1064VHCl/mL21.1621.1721.12HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度:0.0949mol/L②NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度：表2-6實驗數(shù)據(jù)記錄Table2-6Theexperimentaldatarecordm草酸/g0.12600.12590.1261VNaOH/mL21.0621.0521.07NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度CNaOH:0.0950mol/L③原料殼聚糖的脫乙酰度：表2-7實驗數(shù)據(jù)記錄與處理Table2-7Theexperimentaldatarecordingandprocessingm殼聚糖/g0.62560.62550.62500.6250VNaOH/mL17.0617.1617.0717.15DD/%83.7783.5783.8283.65（2）產(chǎn)物低聚殼聚糖的脫乙酰度：進(jìn)行產(chǎn)物殼聚糖的脫乙酰度測定時，重新配置了HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液和NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中，HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.0936mol/L，NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.0951mol/L。表2-8產(chǎn)物殼聚糖的脫乙酰度Table2-8Degreeofdeacetylationofoligochitosanm殼聚糖/g0.19960.19980.19950.1999VNaOH/mL20.6620.6120.6820.67DD/%30.1430.4930.0030.02求取產(chǎn)物殼聚糖脫乙酰度的平均值：2.4異相體系中最優(yōu)降解條件的確定殼聚糖的降解是一個多因素影響的反應(yīng)，各影響因素的綜合作用使得控制殼聚糖的降解條件比較困難。本論文的核心內(nèi)容即是對影響殼聚糖降解的各因素作綜合的測試，優(yōu)選出合適的殼聚糖降解條件。2.4.1實驗原理過氧化氫氧化降解殼聚糖具有反應(yīng)速度快、產(chǎn)率高、反應(yīng)物無毒、易處理、成本低、對環(huán)境友好，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點，是目前研究和生產(chǎn)應(yīng)用最多的一種降解方法。其反應(yīng)機(jī)理為過氧化氫生成的活性自由基HO·和O2-·作用殼聚糖主鏈上的β-(1,4)糖苷鍵使其發(fā)生斷裂，從而可以得到低分子量殼聚糖。殼聚糖降解的影響因素眾多，如原料的D.D.、氧化劑（H2O2）的用量、反應(yīng)溫度、降解時間、催化劑用量等。如果對這些因素的各種條件進(jìn)行組合，作全面的試驗，那么試驗的次數(shù)將會很多，因此在試驗之前對試驗進(jìn)行設(shè)計，提高試驗效益，是十分必要的。本實驗選擇了具有代表性的三個因素：H2O2與殼聚糖的用量比R，反應(yīng)溫度T、降解時間t，并對這三個因素做了單因素預(yù)實驗，為正交實驗的實驗因素水平的選取提供了依據(jù)。本實驗確定了催化劑磷鎢酸的用量為溶液質(zhì)量的0.1%。有關(guān)單因素實驗和正交實驗的安排見下表：表2-9單因素實驗各因素水平表Table2-9TableoffactorsandlevelsofSinglefactorexperiment水平H2O2用量R反應(yīng)溫度T/℃反應(yīng)時間t/h114012360335806表2-10正交實驗各因素水平表Table2-10Tableoffactorsandlevelsoforthogonalexperiment水平A反應(yīng)溫度T/℃B反應(yīng)時間t/hCH2O2用量R1400.51255223703.53480542.4.2材料與儀器（1）實驗材料：原料殼聚糖（分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；30%過氧化氫（分析純，江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司）；冰醋酸（分析純，天津市永大化學(xué)試劑有限公司）；氫氧化鈉（分析純，天津市廣成化學(xué)試劑有限公司）；無水乙醇（分析純，天津市廣成化學(xué)試劑有限公司）；蒸餾水（2）實驗儀器：HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋1臺(常州丹瑞實驗儀器設(shè)備有限公司)；JJ-1精密增力電動攪拌器1臺（常州丹瑞實驗儀器設(shè)備有限公司)；HJ-4多頭磁力攪拌器（金壇市雙捷實驗儀器廠）1臺；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（鞏義市英峪高科儀器廠）；抽濾瓶2支；循環(huán)水泵1臺；三口燒瓶1只；布氏漏斗1只；500mL容量瓶2只；5mL、10mL移液管各1支；帶鐵夾的鐵架臺；電子天平；pH試紙；量筒2.4.3實驗方法(1)NaOH溶液的配置：稱取一定質(zhì)量的NaOH，加水溶解并定容至500mL，搖勻，備用；(2)精確稱取一定質(zhì)量烘干至衡重的殼聚糖，置于三口燒瓶中（殼聚糖盡量不要黏在壁上），按適宜比例加入一定量的蒸餾水，升溫至設(shè)定溫度，加入一定質(zhì)量濃度的磷鎢酸催化劑，按一定R值加入30%H2O2，開啟攪拌進(jìn)行反應(yīng)，同時開始計時；(3)達(dá)到一定時間后關(guān)閉攪拌，結(jié)束反應(yīng)，取出三口燒瓶，用已配好的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH到10-11(除去H2O2)，用淀粉碘化鉀試紙檢測是否還含有H2O2，抽濾得水不溶性殼聚糖；(4)將濾液進(jìn)行減壓濃縮，加入3倍體積的無水乙醇，靜置過夜，抽濾得到低分子量水溶性殼聚糖。2.4.4結(jié)果與分析單因素實驗表2-11單因素實驗數(shù)據(jù)（低分子量殼聚糖）Table2-11singlefactorexperimentdatasoflowmolecularweightchitosan因素水平1產(chǎn)率%水平2產(chǎn)率%水平3產(chǎn)率%H2O2用量R127.83357.27560.78反應(yīng)溫度T/℃4038.366051.758052.52反應(yīng)時間t/h144.37354.24651.76圖2-4產(chǎn)率隨反應(yīng)溫度的變化Fig.2-4Changeofyieldwiththereactiontemperature圖2-4表明，隨著反應(yīng)溫度的升高，水溶性殼聚糖的產(chǎn)率不斷上升，但當(dāng)溫度達(dá)到70℃左右時，產(chǎn)率已基本不再增加，且繼續(xù)升高溫度會使產(chǎn)物顏色加深。圖2-5產(chǎn)率隨降解時間的變化Fig2-5Changeofyieldwiththedegradationtime從圖2-5可以看出，當(dāng)降解時間達(dá)到3.5h后，產(chǎn)率已基本不再變化，從而通過延長降解時間已不能使產(chǎn)率大幅提高；而且時間過長也會對產(chǎn)物顏色有一定的影響。圖2-6產(chǎn)率隨H2O2用量的變化Fig.2-6ChangeofyieldwiththedosageofH2O2圖2-6顯示，當(dāng)R=4時產(chǎn)率基本不隨R值的增大而提高，當(dāng)R值增大時可能會對產(chǎn)物脫乙酰度有影響，其影響規(guī)律和原因有待進(jìn)一步研究。正交實驗1、數(shù)據(jù)處理：表2-12正交實驗數(shù)據(jù)（低分子量殼聚糖）Table2-12Orthogonalexperimentdatasoflowmolecularweightchitosan實驗號AH2O2用量RB反應(yīng)溫度T/℃C反應(yīng)時間t/h產(chǎn)率/%顏色備注11400.5\\\無產(chǎn)物2155229.861409黃色231703.548.651418淺黃色14180533.891464棕色35240242.351709淺黃色162550.547.381672淺黃色17270552.201558棕色382803.560.921487棕色393403.551.551781淺黃色110355561.971460淺黃色1113700.559.381910淺黃色112380257.891291黃色213440566.961792淺黃色1144553.559.831342淺黃色115470256.951492淺黃色1164800.561.301418黃色2實驗1由于降解條件過于溫和，而幾乎沒有得到水溶性產(chǎn)物。實驗2和4的產(chǎn)率也比較低。由于本實驗的原料用量只有2g，產(chǎn)物在轉(zhuǎn)移過程中的損失對產(chǎn)率的影響較大。我們認(rèn)為，如果參與反應(yīng)的殼聚糖量足夠多，對應(yīng)的各組實驗的產(chǎn)率將會有很大的上升空間。產(chǎn)物的顏色大致分為3個級別，淺黃色、黃色、棕色，相應(yīng)地我們以1~3的數(shù)字來表示產(chǎn)物顏色的深淺。本實驗所得到的水溶性低聚殼聚糖分子量在1000~2000之間。2、極差分析表2-13產(chǎn)率的極差分析Tab.2-13RangeanalysisofyieldK1K2K3K41.12572.02852.30792.45041.61031.99042.17182.14001.68231.87052.20952.1502k1k2k3k40.28140.50710.57700.61260.40260.49760.54300.53500.42060.46760.55240.5376極差R0.33120.14040.1170因素主→次H2O2用量R＞反應(yīng)溫度T＞反應(yīng)時間t優(yōu)方案R=4，t=3.5h，T=70℃表2-14顏色的極差分析Tab.2-14RangeanalysisofcolorK1K2K3K46855356104668k1k2k3k4221.251.251.331.51.52極差R0.751.50.67因素主→次反應(yīng)溫度T＞R＞反應(yīng)時間t優(yōu)方案R=4，t=0.5h，T=40℃由2-13的極差分析我們得到所考察三個因素對水溶性殼聚糖產(chǎn)率的影響順序：H2O2與殼聚糖用量比R＞反應(yīng)溫度T＞反應(yīng)時間t，且得到的最優(yōu)條件為R=4，T=70℃，t=3.5h。表2-14的極差分析結(jié)果表明，反應(yīng)溫度對產(chǎn)物的顏色影響最大，其次是R和t。為了得到淺色產(chǎn)物，其最優(yōu)條件是R=4，T=40℃，t=0.5h，但影響產(chǎn)率兩個重要因素——反應(yīng)溫度和時間都比較小，可以預(yù)見，該條件下的降解產(chǎn)率會非常的低。為得到顏色較淺的產(chǎn)物，且又要保持一定的產(chǎn)率，我們可以通過提高影響產(chǎn)物顏色的次要因素來使產(chǎn)率提高。3、確定最優(yōu)條件反應(yīng)時間對產(chǎn)物顏色影響相對較小，而對產(chǎn)率有較大影響，故可通過適當(dāng)延長反應(yīng)時間來提高低分子量殼聚糖的產(chǎn)率，同時減少對產(chǎn)物顏色的影響。對于反應(yīng)溫度，其對產(chǎn)率和顏色的影響不可調(diào)和，高溫可得到較高產(chǎn)率，但產(chǎn)物的顏色勢必受到影響；若降低溫度，則產(chǎn)率也會隨之下降。實驗結(jié)果顯示，溫度70℃，時間適當(dāng)時產(chǎn)物顏色仍為淺黃色。綜合各個條件對數(shù)均相對分子質(zhì)量、產(chǎn)率以及顏色的影響，確定最優(yōu)工藝條件如下表所示：表2-15最優(yōu)工藝條件Table2-15Theoptimalprocesscondition催化劑H2O2用量R反應(yīng)溫度T反應(yīng)時間t0.1%磷鎢酸470℃3.5h注：R為過氧化氫與殼聚糖糖單元的物質(zhì)的量之比（1）最優(yōu)條件下降解數(shù)據(jù)原料殼聚糖的質(zhì)量：m1=2.0007g產(chǎn)物低聚殼聚糖的質(zhì)量：m2=1.4217g產(chǎn)率：71.06%分子量:1342顏色：淺黃色（2）分析討論實驗中，產(chǎn)物低聚殼聚糖顏色較佳且取得了較高的收率；分析導(dǎo)致產(chǎn)物損失的原因可能為：限于后處理方法及個人操作水平，不可避免的造成了產(chǎn)物損失，例如，采用乙醇沉淀的方式將低聚殼聚糖沉淀分離，由于乙醇的沉淀能力有限，較低相對分子質(zhì)量的產(chǎn)物也許未能沉淀下來；抽濾過后需要將產(chǎn)物殼聚糖從濾紙上刮下，這也難免會造成濾紙上有殘留的現(xiàn)象等。另外，獲得的低聚殼聚糖產(chǎn)物中會存在少量的NaOH、磷鎢酸及反應(yīng)副產(chǎn)物等雜質(zhì)，要獲得高純度的降解產(chǎn)物，還需要進(jìn)一步的純化操作。3.結(jié)論與展望我們在查閱資料文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對殼聚糖分子量的測量、脫乙酰度的測定以及降解條件的優(yōu)化做了初步的探索。由于時間倉促，我們所得到的成果十分有限，一些我們認(rèn)為富有意義的經(jīng)驗和結(jié)論現(xiàn)總結(jié)如下。3.1結(jié)論1、在用黏度法測量殼聚糖分子量時，其適用條件是大分子高聚物。當(dāng)殼聚糖相對分子質(zhì)量過小時，殼聚糖溶液在烏氏黏度計中的流出時間隨濃度的變化會很小，不僅對人員精確測量時間帶來難度，同時在作圖時線性度會下降，致使所得到的結(jié)果誤差較大。2、端基法測量水溶性殼聚糖分子量的準(zhǔn)確性還有待進(jìn)一步探究。由于H2O2是強(qiáng)氧化劑，在反應(yīng)體系中，其作用不僅是促進(jìn)糖苷鍵的斷裂，還有可能將殼聚糖末端的還原端氧化。如果是這樣，則端基法測量得到的數(shù)均分子量就可能與實際值不符。所以對產(chǎn)物進(jìn)行紅外、核磁、質(zhì)譜分析是非常有必要的。3、預(yù)實驗的重要性。進(jìn)行正交實驗前，我們首先對各影響因素做了單因素預(yù)實驗，為合適的因素水平選取奠定了基礎(chǔ)。通過預(yù)實驗不僅能熟悉實驗過程，規(guī)范實驗操作，也為后續(xù)實驗過程中遇到問題的解決提供了借鑒，使得正交試驗結(jié)果更具有說服力。4、適量磷鎢酸可明顯加速殼聚糖的降解，使殼聚糖能更快地降解成為低分子量殼聚糖，操作更簡單方便，節(jié)省了均相體系中殼聚糖溶解于酸性介質(zhì)的時間；另外，該工藝還具有催化劑用量少、反應(yīng)時間短、降解產(chǎn)物分子量低、過氧化氫用量少等優(yōu)點。5、本實驗所得低分子量殼聚糖降解最優(yōu)條件是：R=4；T=70℃；t=3.5h；在該實驗條件下所得到的水溶性低分子量殼聚糖不僅有較高的產(chǎn)率，而且產(chǎn)物的顏色也能控制在較淺的色澤。關(guān)于其生理、生化活性的保持有待作進(jìn)一步的研究。6、本實驗所得低分子量殼聚糖的脫乙酰度較低，可能是由于殼聚糖原料的脫乙酰度不是很高，另外，過氧化氫用量較高也有一定影響。其具體原理和影響因素也有待探索。3.2展望低聚殼聚糖以其獨(dú)特的功能和性質(zhì),在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、抗菌、化妝品、食品、化學(xué)催化等方面具有廣泛的用途。綜合各種積極因素,制備合適的低聚殼聚糖是拓寬殼聚糖廣泛應(yīng)用的前提,低聚殼聚糖的制備方法很多,各自具有不同的制備、應(yīng)用條件和特點,根據(jù)不同的需要選擇適當(dāng)?shù)闹苽浞椒ㄊ巧a(chǎn)低分子量殼聚糖的關(guān)鍵。成本低,工藝簡單,產(chǎn)品均一,無污染是殼聚糖制備方法的發(fā)展方向。選擇最恰當(dāng)?shù)牡途蹥ぞ厶侵苽浞绞竭M(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn),充分研究和開發(fā)我國豐富的甲殼素資源,提高其產(chǎn)品的科學(xué)技術(shù)含量和附加值,為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù),創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是每位科研工作者共同努力的方向和目標(biāo)。國內(nèi)關(guān)于殼聚糖降解的研究也頗多，但多數(shù)研究層次較低，重復(fù)性工作太多，對于殼聚糖降解的機(jī)理研究也不夠深入。另一方面，大多數(shù)研究還處于實驗室階段，進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)的為數(shù)不多，所以如何實現(xiàn)低聚殼聚糖優(yōu)化條件下的工業(yè)化生產(chǎn)是我們值得不懈發(fā)展的方向?？梢灶A(yù)見的是，隨著人們對殼聚糖降解機(jī)理以及降解條件的進(jìn)一步深入研究，具有高生理活性的低分子量殼聚糖的商業(yè)化應(yīng)用會在不久的將來實現(xiàn)。基于C8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Intern