论文摘要
因地表水、土壤等环境中积聚了大量的NO﹣2、NO﹣3及在食品加工过程中自然产生或人工添加化学合成的NO﹣﹣2，使食品原料及加工食品中存在大量NO2残留的现象。NO﹣2对人体具有很强的毒害作用，不仅可引起高铁血红蛋白症，使人直接中毒、致死，而且也是强致癌物N-亚硝胺的前体。因此，脱除食品中的NO﹣2成为了当前食品行业亟待解决的问题之一。壳聚糖是自然界中存在的唯一的海洋碱性多糖，是由甲壳素经脱乙酰化作用而得到的一种天然、安全、无毒害的高分子阳离子化合物，具有生物降解性、生物相容性和吸附性等优点。壳聚糖交联改性得到的壳聚糖树脂，因孔隙率大，机械性能强且不溶于水、稀酸和稀碱溶液等特点，已在重金属脱除、果蔬汁澄清、药物提纯和活性物质提取等方面得到了广泛地应用。本论文以壳聚糖粉末为原料，经交联、负载等改性方法制备得到两种树脂：壳聚糖树脂和壳聚糖负载纳米Fe2O3树脂。考察两者对水体中NO﹣2的吸附特性，初步对其结构进行表征，并从吸附热力学和吸附动力学两方面深入研究，同时，研究壳聚糖负载纳米Fe2O3树脂对鱼露中NO﹣的吸附效果，为其应用于脱除液态食品中的NO﹣22提供理论依据和实验支持。全文主要研究结果如下：（1）制备了戊二醛交联壳聚糖树脂（MCR）并对其进行结构表征，考察了pH、温度对MCR吸附水体中的NO﹣2影响，并从吸附热力学和动力学两方面研究其对NO﹣2的吸附性能。结果表明：吸附过程不影响MCR的热稳定性和结晶性，壳聚糖分子中的活性-NH2参与了反应；在酸性条件下、313～328K时吸附达到最佳状态；吸附过程符合Freundlich和Langmuir吸附等温线模型，属于单分子层吸附，且为有利吸附；吸附过程符合拟二级动力学模型，受粒子内扩散模型和液膜扩散模型联合控制，其中粒子内扩散模型为主要控速步骤。（2）探讨了多种不溶性粉末物质如金属盐、氢氧化物、金属氧化物、金属单质等对NO2-的吸附作用。结果表明：金属盐和氢氧化物对NO2-无明显吸附效果，而金属氧化物、金属单质和纳米级金属氧化物对NO2-有明显的吸附效果；从稳定性和吸附性两方面考虑，纳米Fe2O3为最理想的吸附剂。（3）制备了壳聚糖负载纳米Fe2O3树脂（NFCR），考察了其对水体中NO﹣2的吸附行为，优化了吸附条件，并从吸附热力学和动力学两方面研究其对NO﹣2的吸附性能。结果表明：在酸性条件下、温度大于308K时吸附效果最佳；热力学方面，吸附过程符合Freundlich和Langmuir吸附等温线模型，属于单分子层吸附，且为有利吸附；动力学方面，吸附过程符合拟二级动力学模型，主要受粒子内扩散模型控制；吸附过程不影响NFCR的热稳定性，且对NO﹣2的吸附作用具有吸附选择性和可重复利用性。（4）将NFCR用于脱除鱼露中的NO2-，考察了NFCR脱除鱼露中NO2-的最佳吸附条件，探讨了NFCR吸附NO2-后对鱼露品质的影响。结果表明：pH为4～6，温度为308K，反应时间为8h，物料比为1:200时，吸附效果最佳；吸附过程对鱼露的理化性质以及常量元素、有机酸和氨基酸的含量无明显影响，会降低微量元素和有害金属元素的含量以及鱼露的色泽，提高澄清度。