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殼聚糖粘度測定

更新時間:2021-11-25      點擊次數(shù):1203

一、殼聚糖簡介

殼聚糖又稱脫乙酰甲殼素,是由自然界中廣泛存在的幾丁質(zhì)經(jīng)過脫乙酰作用得到的,化學名稱為聚葡萄糖胺(1-4-2-氨基-B-D葡萄糖,是自然界中含量僅次于纖維素的生物多糖。殼聚糖由于含有特殊的氨基基團,使其成為唯yi的天然堿性陽離子聚合物,具有優(yōu)異的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等優(yōu)良性能。殼聚糖的應用領域非常廣泛,如:在污水處理中,可作為絮凝劑、吸附劑;在食品行業(yè),可作為增稠劑、被膜劑、乳化劑、甜味劑等添加劑;在分析化學行業(yè),可以作為陰離子交換劑或色譜填料載體等;在生物醫(yī)學行業(yè)中,可作為抗菌劑、凝血劑、藥物緩釋助劑等,在農(nóng)業(yè)上,可作為植物生理調(diào)節(jié)劑,等等。

二、粘度測定及流變學研究的意義

粘度是衡量殼聚糖產(chǎn)品理化性質(zhì)和使用性能的重要指標,殼聚糖在溶液中產(chǎn)生粘度的本質(zhì)原因是:多糖分子在溶液中以無規(guī)線團的形式存在,其緊密程度與分子的組成和結構單元之間的鏈接形式有關,當分子在溶液中旋轉時需要占有大量的空間,分子與分子間彼此碰撞的頻率較高,產(chǎn)生摩擦。殼聚糖產(chǎn)品的規(guī)格根據(jù)粘度的不同可分為低粘度、中粘度、高粘度、超高粘度殼聚糖四種。不同粘度的產(chǎn)品應用行業(yè)和領域不同。殼聚糖產(chǎn)品的粘度與其生產(chǎn)及制備的工藝條件密切相關:原料來源及種類,脫鈣反應過程中鹽酸濃度、浸酸時間,脫蛋白過程中溫度與時間的控制,脫乙酰化過程中堿液濃度、反應時間及溫度等因素均會對影響最終產(chǎn)品的粘度。殼聚糖產(chǎn)品的使用過程中,分子結構(分子量和脫乙酰度)和環(huán)境因素(濃度、試劑、pH值、離子強度等)會對殼聚糖溶液的表觀粘度和流變學特性產(chǎn)生不同的影響。因此,針對不同行業(yè)的應用需求,可以通過生產(chǎn)工藝的優(yōu)化,產(chǎn)品的進一步加工改進或者調(diào)節(jié)殼聚糖溶液的環(huán)境因素,以獲得適宜的粘度及流變學特性。

三、殼聚糖粘度測定

使用DV2T標準粘度計配套SSA小量樣品適配器(如圖1所示)對較低粘度的殼聚糖溶液進行粘度測量,為殼聚糖溶液在生產(chǎn)過程中的粘度質(zhì)量控制提供測試依據(jù)。TC-650 SD水浴循環(huán)系統(tǒng)用于控制樣品溫度(測試溫度為25℃),Rheocalc T軟件連接主機,進行程序編輯及數(shù)據(jù)采集,繪制粘度變化曲線。吸取一定量的已配置好的殼聚糖溶液于SSA的樣品杯中,將轉子緩慢浸沒至樣品中,然后連接粘度計主機和TC-650 SD水浴循環(huán)系統(tǒng)。在Rheocalc T 軟件上編輯相應的測試程序,待樣品溫度穩(wěn)定后開始測量。擇“Multi Point"模式進行數(shù)據(jù)采集,在2 min的測試時間內(nèi)總共采集了12個數(shù)據(jù)點,觀察測試過程中數(shù)據(jù)讀取及溫度控制的穩(wěn)定性。根據(jù)圖2可知,使用水浴控溫時,測試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性非常好,12個數(shù)據(jù)點的粘度值均為38.19 cP,未產(chǎn)生波動。

SSA測試所需樣品體積僅為2-16mL(具體的樣品量與所使用的轉子型號相關),可有效節(jié)約測試成本,提升測試效率;SSA使用同軸圓柱型轉子及配套的樣品杯,可以計算剪切率和剪切應力,得到絕對粘度;TC系列循環(huán)水浴系統(tǒng)的控溫精度最高可達0.01℃,為粘度測試提供準確及穩(wěn)定的溫度條件。


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