[发明专利]苹果酸-壳聚糖纳米孔水凝胶微球及其制备方法及应用

说明书

本发明公开了苹果酸‑壳聚糖纳米孔水凝胶微球及其制备方法及应用，属于保障水产食品安全，制备麻痹性贝类毒素生物吸附剂的技术领域；本发明公开了的苹果酸‑壳聚糖纳米孔水凝胶微球的制备方法具体包括：将苹果酸与壳聚糖制成水凝胶；再将制得的水凝胶中加入纳米二氧化硅和甘油，添加氢氧化钠，在碱性条件下纳米二氧化硅完全溶解后形成分布均匀的纳米孔，经洗涤、冷冻干燥以及研磨过筛制得苹果酸‑壳聚糖纳米孔水凝胶微球；本发明制备的苹果酸‑壳聚糖纳米孔水凝胶微球可以作为高效吸附剂，对水体中麻痹性贝类毒素进行吸附脱除。本发明公开的制备方法简单，使用方便，干燥后易于保存，对贝类毒素污染以及提高产品的安全性具有重大的应用意义。

技术领域

本发明涉及保障水产食品安全，制备麻痹性贝类毒素生物吸附剂的技术领域，特别是涉及苹果酸-壳聚糖纳米孔水凝胶微球及其制备方法及应用。

背景技术

麻痹性贝类毒素主要来源于双鞭甲藻类、淡水蓝藻或有害藻的共生菌，为一类海洋生物膜神经毒素，特异性阻断神经细胞膜上Na⁺通道引起麻痹，甚至死亡。滤食性贝类、某些鱼类等摄食毒藻，毒素在体内不断累积，可经食物链传递到人类，对公共安全、人体健康和海洋经济构成严重威胁。目前尚无有效的解毒剂或药物治疗麻痹性贝类中毒。为了降低麻痹性贝毒对人类的危害，开发吸附量大且成本较低的高效吸附剂就显得尤为重要。

壳聚糖含有氨基和羟基，成为生物吸附剂的高分子候选材料，用于去除重金属离子或毒素。壳聚糖无毒，不产生二次污染，可通过生物分解代谢分解。但该材料也存在酸稳定性差，孔隙率低，比表面积低的问题，极大地限制了它的应用。为了提高材料的吸附能力，应用物理和化学交联改性方法，增加材料的孔隙率和吸附位点的数量，具有很大的去除毒素的潜力。苹果酸存在于大多数生物体的新陈代谢中。它作为一种强抗氧化剂和螯合剂在食品工业中得到了广泛的应用，具有作为一种理想的壳聚糖水凝胶微球前体的巨大潜力。在壳聚糖水凝胶微球的吸附中，静电吸引或离子交换反应、螯合反应被认为是主要途径，提高了壳聚糖的吸附性能。

目前以壳聚糖和苹果酸为候选材料对水体中麻痹性贝类毒素进行吸附脱除的高效吸附剂还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供苹果酸-壳聚糖纳米孔水凝胶微球及其制备方法及应用，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种苹果酸-壳聚糖纳米孔水凝胶微球的制备方法，具体步骤包括：

(1)将苹果酸与壳聚糖制成水溶胶；

(2)在步骤(1)制得的水溶胶中加入纳米二氧化硅和甘油，在纳米二氧化硅完全溶解后，经洗涤、冷冻干燥以及研磨过筛制得苹果酸-壳聚糖纳米孔水凝胶微球。

进一步地，步骤(1)所述水溶胶制备的具体过程为：

将苹果酸与壳聚糖混合后，将得到的混合物先加入纯水配制成分散液，再在室温下剧烈搅拌形成均匀的水溶胶。

进一步地，所述苹果酸与壳聚糖的质量比为1:3～1:6。

进一步地，所述分散液中苹果酸与壳聚糖混合物的质量分数为0.5～2.5％。

进一步地，步骤(2)所述纳米二氧化硅的质量分数为0.2～0.8％，甘油的质量分数为0.5～1.5％。

进一步地，步骤(2)所述过筛时所用筛子的规格为100目筛。

进一步地，所述纳米二氧化硅溶解的具体步骤为：

在步骤(1)制得的水溶胶中加入纳米二氧化硅和甘油，经搅拌以及超声处理后，将得到的均匀溶胶滴加到温度为60～100℃的NaOH溶液中溶解纳米二氧化硅。

进一步地，所述超声处理时间为1～3h。