發(fā)表化學(xué)論文
在我國教育體系中,化學(xué)是不能缺少的一門學(xué)科,化學(xué)和人們的生活緊密相連,人們生活中的很多用品都是通過化學(xué)知識的應(yīng)用而研發(fā)出來的。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于發(fā)表化學(xué)論文的內(nèi)容,歡迎大家閱讀參考!
發(fā)表化學(xué)論文篇1
試談楊樹純化木質(zhì)素分離及其表征的研究
前言
21世紀(jì)世界各國面臨著資源消耗過度、環(huán)境污染加劇的困境,積極尋找可再生能源、采用綠色化學(xué)土藝、減少環(huán)境污染是人類社會能夠持續(xù)發(fā)展的唯一出路。國際能源局(IEA)聲明,到2050年生物燃料有望提供世界總運(yùn)輸燃料需求量的27%,可達(dá)7.5億噸石油當(dāng)量。
楊樹是一種全球大面積栽培的木本作物,具有適應(yīng)性廣、年生長期長和生產(chǎn)速度快等特點(diǎn),是木質(zhì)纖維素的重要研究代表,楊木的資源化利用具有著重要的意義。通過對木質(zhì)纖維素原料進(jìn)行預(yù)處理、酶解可以得到葡萄糖,進(jìn)而發(fā)酵制取纖維乙醇。目前,纖維乙醇的制取土藝是可行的,然而土藝成本和產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性確是制約發(fā)展的重要因素。預(yù)處理過程中,有效地將木質(zhì)素分離純化并加以利用,能夠提升纖維乙醇的整體經(jīng)濟(jì)性。木質(zhì)素是單體繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一類三維立體高聚物,由苯丙烷結(jié)構(gòu)單體通過醚鍵和碳碳鍵聯(lián)結(jié)而成的無定形高聚物,側(cè)鏈上存有各種官能團(tuán),半纖維素和木質(zhì)素間的化學(xué)鍵聯(lián)結(jié)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使其難以分離提取。
本研究通過磷酸丙酮法、堿法蒸煮法和有機(jī)溶劑法對楊樹進(jìn)行預(yù)處理,將分離純化的木質(zhì)素[[7]作為研究對象,并與國標(biāo)法所提取木質(zhì)素進(jìn)行對比。通過紅外吸收光譜和核磁共振進(jìn)行表征,從木質(zhì)素產(chǎn)率和改性程度的角度入手,尋求能夠?qū)崿F(xiàn)生物質(zhì)資源全組分利用的最為適合的預(yù)處理方法,提升纖維乙醇的產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性。
1實驗部分
1.1試劑和儀器
楊樹枝取自北京呂平,楊樹末是經(jīng)過去皮、烘干、截塊、粉碎、篩分J步處理而得,過0.84mm篩孔,在索氏抽提器中苯醇抽提4h,空氣中自然放置備用。所用化學(xué)試劑均為分析純,所用水為去離子水。
紅外光譜測定在Nicolet6700型FT}R(美國熱電公司)上進(jìn)行,由于所制得木質(zhì)素是有機(jī)粉狀物,需采用含有1%I}B:壓片法進(jìn)行預(yù)處理。液體‘HNMR在400MHz的400NMR型譜儀(瑞士Bruke:公司)上進(jìn)行,準(zhǔn)備25mg樣品溶解在1.0mL氖代二甲亞礬DMSOI6中,在25℃條件下測定HNMR,每個樣品掃描16次70。脈沖角,脈沖寬度10.i,m,延遲時一間15s。
1.2磷酸丙酮預(yù)處理
楊樹末和磷酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%)首先在水浴恒溫振蕩器中預(yù)浸,比較反應(yīng)溫度、固液比和反應(yīng)時-間對木質(zhì)素產(chǎn)率的影響規(guī)律。隨后加入預(yù)冷的丙酮并充分萃取5min,10000r/min高速冷凍離心實現(xiàn)固液分離,萃取漓心過程需重復(fù)3次。離心所得殘留固體經(jīng)過水洗,稱重、酶解、發(fā)酵制取纖維乙醇;通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀對萃取液中的丙酮進(jìn)行減壓蒸餾回收,剩余酸液中加水并自然沉降1h,通過0.45,m混合纖維素膜過濾得到磷酸丙酮木質(zhì)素,經(jīng)過水洗、烘干、空氣放置備用。
1.3堿性蒸煮預(yù)處理
稱取lOg楊樹末裝入燒瓶,加入一定配比的NaOH和NaZS硫酸鹽溶液,常壓下將蒸煮液加熱至160℃保持1h。通過離心分離出堿不溶物沉淀,用鹽酸將溶液pH值調(diào)至3,再離心分離得到堿木質(zhì)素,水洗、烘干、自然放置備用。
1.4有機(jī)溶劑預(yù)處理
稱取lOg楊樹末裝入三角瓶,加入由一定配比的丙酮、乙醇、水組成的混合有機(jī)溶劑,滴加幾滴硫酸催化,常壓下60℃加熱2h。將固體殘留物過濾后,通過減壓蒸餾將剩余液體中的有機(jī)溶劑蒸出,加水并自然沉降1h,通過0.45m混合纖維素膜過濾獲得有機(jī)溶劑木質(zhì)素,水洗、烘干、自然放置備用。
1.5國標(biāo)法
稱取lOg楊樹末裝入三角瓶,加入100mL濃HZSOQ(質(zhì)量分?jǐn)?shù)72%),常壓下30℃保持1h并不斷攪拌,隨后加水2.8L將HZSOQ稀釋至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%,牛皮紙封口放入高壓滅菌鍋加熱至121℃并保持1h。冷卻至室溫后,通過慢速定量濾紙過濾獲得酸不溶木質(zhì)素,這是目前木質(zhì)素含量測定的國標(biāo)方法,水洗、烘干、自然放置備用。
1.6木質(zhì)素純化
粗木質(zhì)素的純化按照Lundquist法進(jìn)行處理。
1.7木質(zhì)素表征
通過紅外光譜和核磁共振對4種所提取的木質(zhì)素進(jìn)行表征,分析比較木質(zhì)素提取前后的官能團(tuán)的特征差異,篩選出改性程度相對較小的提取方法。
2結(jié)果與討論
2.1磷酸丙酮法木質(zhì)素提取結(jié)果
通過國標(biāo)法對楊樹末的成分進(jìn)行測定,測得木質(zhì)素含量為21.26%(見表2)。
前期研究表明,通過磷酸丙酮法對楊木進(jìn)行預(yù)處理,木質(zhì)素、半纖維素和纖維素分別存在于丙酮相、水相和剩余固相中,僅會發(fā)生少量的水解和降解反應(yīng),初步實現(xiàn)了木質(zhì)纖維素3大組分的部分分離。經(jīng)磷酸預(yù)浸,部分纖維素會發(fā)生潤漲進(jìn)而溶解的現(xiàn)象,加入丙酮使得溶解的纖維素瞬時一沉降,纖維素品型由結(jié)品區(qū)向無定形區(qū)發(fā)生一定的轉(zhuǎn)變,適干后續(xù)的酶解發(fā)酵反應(yīng)。溫和的反應(yīng)條件也會切斷抑制物的產(chǎn)生條件,對后續(xù)土藝不會造成消極的影響。
溶解木質(zhì)素的丙酮具有低沸點(diǎn)和高揮發(fā)的特性,通過減壓蒸餾即可實現(xiàn)溶劑回收?;厥毡?,在剩余漿液中加水靜置,1h后溶解的木質(zhì)素會發(fā)生沉降。預(yù)處理中溫度、時一間和液固比(磷酸體積:楊樹末質(zhì)量)均對木質(zhì)素產(chǎn)率和改性程度有一定的影響。
從表1可以看出,預(yù)浸溫度由300C提高至900C時,木質(zhì)素產(chǎn)率由10.57%大幅提高至53.28%,木質(zhì)素產(chǎn)率隨著溫度的升高而大幅提高,但過高的溫度會導(dǎo)致木質(zhì)素部分基團(tuán)的改性,較為活潑的活性基團(tuán)如輕基、甲氧基等容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。加熱溫度70和90℃時,產(chǎn)率分別可達(dá)37.89%和53.28%,但所提取木質(zhì)素的顏色加深、顆粒變大且表面較硬,發(fā)生了一定的改性;50℃時一所提木質(zhì)素產(chǎn)率也可達(dá)到23.48%,所提取的木質(zhì)素顏色較淺、顆粒較小且結(jié)構(gòu)松散,改性程度較小,適于進(jìn)一步利用。
液固比對木質(zhì)素產(chǎn)率的影響較小,在6:1和14:1之間木質(zhì)素產(chǎn)率僅有不到4%的變化,且數(shù)據(jù)較為波動;其中液固比8:1時較為合適,木質(zhì)素產(chǎn)率達(dá)到了16.88%提高磷酸加入量對于木質(zhì)素提取沒有明顯的提升效果。這是由于提高磷酸加入量有利于纖維素的溶解,微觀上講,在磷酸中己經(jīng)部分潤漲溶解的纖維素鏈,遇到丙酮后發(fā)生聚合會阻礙木質(zhì)素的溶出,因此提高磷酸量就會加劇這種現(xiàn)象的發(fā)生,且丙酮比例的降低也不利于木質(zhì)素的提取;同時,在丙酮和磷酸一起存在時,由于木質(zhì)素的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)本身也存在著解聚和再聚合的動態(tài)變化,導(dǎo)致產(chǎn)率不穩(wěn)定的小幅波浪性變化。預(yù)浸時一間對于產(chǎn)率同樣也有一定的影響,由10min延至60min時,產(chǎn)率提高了10.78%,達(dá)到21.57%;再繼續(xù)處理60min后木質(zhì)素產(chǎn)率僅提高4%,處理60min是較為合適的預(yù)浸時一間。
上述結(jié)果表明,反應(yīng)溫度對于木質(zhì)素產(chǎn)率的影響最為顯著,接下來是反應(yīng)時一間,而反應(yīng)固液比對于產(chǎn)率的影響相對較小。從改性程度、經(jīng)濟(jì)性和反應(yīng)效率3個角度來綜合考慮,最優(yōu)提取條件為預(yù)浸溫度500C、預(yù)浸時間60min以及液固比8:1。
2.2堿法蒸煮法和有機(jī)溶劑法木質(zhì)素提取結(jié)果
堿法蒸煮的目的主要在于脫除木質(zhì)素以達(dá)到預(yù)處理效果。堿法蒸煮法處理木質(zhì)纖維素時一,溫度1600C時一木質(zhì)素溶出速度為纖維素的12.6倍酚型月芳基醚鏈在各種連接形式中占據(jù)著主要的地位,它的斷裂與否直接影響到蒸煮的速率。酚型月芳基醚鍵在NaOH蒸煮時,主反應(yīng)是月質(zhì)子消除反應(yīng)和月甲醛消除反應(yīng),只有少量鍵在OH一對a碳原子的親核攻擊形成環(huán)氧化合物時才能緩慢斷裂。HS-的電負(fù)性較OH一強(qiáng),親核攻擊能力也強(qiáng),能夠迅速地形成環(huán)硫化合物而促使月芳基醚鍵斷裂。因此,添加一定的HzS輔助蒸煮,可以提高木質(zhì)素的提取速率和效率。
在有機(jī)溶劑預(yù)處理法中,借鑒了乙醇在制漿技術(shù)中的應(yīng)用。脫木質(zhì)素階段無需添加助劑或催化劑,僅靠木質(zhì)纖維素自身產(chǎn)生的乙酸、糖醛酸等作為催化劑,即可一定程度上實現(xiàn)酸催化脫木質(zhì)素的過程。
在自催化乙醇法制漿和Alcell工藝中,不需要添加助劑或催化劑,但所需制漿溫度較高,高于1800C才能有效地脫除木質(zhì)素。丙酮在相對較低的溫度下即可溶解原料中的部分木質(zhì)素,因此,在乙醇脫木質(zhì)素過程中加入丙酮,可以在60℃的反應(yīng)溫度下脫除部分木質(zhì)素,減少了較高溫度下會出現(xiàn)的抑制物產(chǎn)生和木質(zhì)素改性。
表2中選取了兩種方法的相對較優(yōu)土況。在此土況下,堿法蒸煮的木質(zhì)素產(chǎn)率為9.58%,而有機(jī)溶劑法的木質(zhì)素產(chǎn)率也僅為13.47%。相比較而言,磷酸丙酮法在50℃下處理1h,木質(zhì)素產(chǎn)率可達(dá)21.57%,且木質(zhì)素改性程度相對較小,經(jīng)過簡單的減壓蒸餾還可實現(xiàn)溶劑的回收利用。溫和條件下的磷酸丙酮法對纖維素成分有一定的作用,引起纖維素的無定形化,由于纖維素在整體結(jié)構(gòu)中占據(jù)著最主要的比例,同時一也是木質(zhì)纖維素的主體骨架結(jié)構(gòu),所以加入丙酮后對木質(zhì)素的提取是兩種效應(yīng)的協(xié)同作用,木質(zhì)素提取效果較為明顯。而有機(jī)溶劑法和堿法蒸煮法僅針對木質(zhì)素的直接提取,整個過程中纖維素骨架的變化很小,木質(zhì)素的提取效果較為有限。
2.3木質(zhì)素紅外吸收光譜分析
針對4種方法所提取木質(zhì)素進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)表征,綜合總圖譜(圖1)和指紋區(qū)圖譜(圖2)可以看出,木質(zhì)素分子的官能團(tuán)變化。4種木質(zhì)素的吸收峰位置和峰形大致相似,具有木質(zhì)素紅外光譜的特征吸收峰。但在某些具體吸收峰處,卻存在著一定的吸收差異。3400cm處為芳香族酚輕基的伸縮振動,2925和2850cm處為脂肪族甲基和亞甲基的C-H鍵伸縮振動,圖1表明,除了國標(biāo)法中硫酸的高溫酸解會導(dǎo)致木質(zhì)素脂肪鏈的很大改性,其它3種木質(zhì)素的吸收均較為明顯。1710cm處為非共扼撥基的伸縮振動,來自于阿魏酸的梭基吸收,堿法蒸煮法在此處吸收峰的消失說明阿魏酸發(fā)生了一定的結(jié)構(gòu)變化。
圖2表明,4種木質(zhì)素在1608,1507和1463cm處均有不同程度的吸收,這個吸收峰是芳香苯丙烷的骨架振動引起的,說明4種木質(zhì)素均為典型的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)。圖中可看出,磷酸丙酮法和有機(jī)溶劑法所提取木質(zhì)素的吸收較為明顯,改性程度也相對較小。1270cm處為愈創(chuàng)木基甲氧基C-0鍵的振動,852cm處為愈創(chuàng)木基芳香環(huán)中C-H鍵的面外彎曲振動,1230和1324cm處均為紫丁香基中芳香核C-0鍵的伸縮振動,1120cm處為紫丁香基芳香環(huán)中C-H鍵的面內(nèi)彎曲振動。在這些木質(zhì)素典型單體的吸收峰處,磷酸丙酮木質(zhì)素的吸收相對最為顯著。
4種木質(zhì)素的改性程度排序為:磷酸丙酮法<有機(jī)溶劑法<堿法蒸煮法<國標(biāo)法。圖2表明,磷酸丙酮木質(zhì)素在特征吸收峰1608,1507和1463cm(芳香苯丙烷骨架振動)處具有最強(qiáng)的吸收信號,在1650cm處還存在著共扼撥基吸收峰,經(jīng)過反應(yīng)條件溫和的磷酸丙酮法處理后,木質(zhì)素的分子結(jié)構(gòu)并未顯著變化,特征吸收峰波數(shù)范圍內(nèi)也沒有出現(xiàn)新的吸收譜帶,說明這種木質(zhì)素的改性程度相對最小。
國標(biāo)法和堿法蒸煮對木質(zhì)素的改性程度較大,不僅導(dǎo)致在一些特征吸收峰處吸收的消失,也導(dǎo)致了光吸收程度的減小,部分吸收峰甚至還發(fā)生了藍(lán)移,向高波數(shù)方向發(fā)生移動,這2種木質(zhì)素的改性程度較大。
2.4木質(zhì)素核磁共振氫譜表征
將4種木質(zhì)素溶于DMSO進(jìn)行預(yù)處理,隨后分析核磁共振氫譜。木質(zhì)素較大的分子量和復(fù)雜的空間立體結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致分子的自由運(yùn)動受到一定阻礙,質(zhì)子信號峰有所重疊,加上自旋一自旋偶合和空間影響等效應(yīng),核磁共振氫譜中的譜峰顯得較寬。
在圖3磷酸丙酮圖譜中,83.3處信號峰來自溶劑DMSO中水的質(zhì)子,52.5處的2個較強(qiáng)信號峰來自溶劑DMSO中的質(zhì)子,86.1-5.7是月結(jié)構(gòu)中醚鍵的質(zhì)子吸收峰區(qū)域,木質(zhì)素大分子水解后會形成新的醇輕基和酚輕基;a-0結(jié)構(gòu)中的H。會在85.0-4.6顯示出2個小的吸收峰是乙酞化的酚輕基質(zhì)子吸收峰,82.2-2.0是乙酞化的醇輕基質(zhì)子吸收峰,這表明木質(zhì)素中存在著一定數(shù)量的輕基。s2.o一1.2之間是木質(zhì)素側(cè)鏈上脂肪族烷基鏈上的質(zhì)子吸收峰,而在2.一0.8之間還存在著木聚糖乙酞基上質(zhì)子所產(chǎn)生的信號峰。這些化學(xué)位移處的吸收峰表明,磷酸丙酮法所提取的木質(zhì)素改性程度不大,相關(guān)官能團(tuán)在典型的化學(xué)位移處均有一定程度的吸收。
圖3中,A,B,C分別為有機(jī)溶劑法、堿法蒸煮法和國標(biāo)法所提取木質(zhì)素的‘HNMR圖譜,特征吸收峰處的吸收較小甚至消失,吸收峰的位置也發(fā)生了一定的變化,木質(zhì)素的改性程度較大。對比發(fā)現(xiàn),磷酸丙酮木質(zhì)素與相關(guān)木質(zhì)素研究圖譜的吸收峰的位置和形狀最為接近,具有相對較小的改性程度和較高的經(jīng)濟(jì)價值,進(jìn)一步開發(fā)利用可以有效提升纖維乙醇整體土藝的經(jīng)濟(jì)性。
3結(jié)論
通過磷酸丙酮法對楊木粉末進(jìn)行預(yù)處理,以8:1(mL:g)的磷酸原料液固比在50℃下預(yù)浸60min時一木質(zhì)素產(chǎn)率可達(dá)21.57%,所提取木質(zhì)素顏色較淺、顆粒較小、結(jié)構(gòu)松散,改性程度較小,適于進(jìn)一步利用。堿法蒸煮法和有機(jī)溶劑法所提取木質(zhì)素僅占9.58%和13.47%,且改性程度較大。通過紅外吸收光譜表征,磷酸丙酮木質(zhì)素在1608,1507和1463cm等處具有相對最強(qiáng)的吸收信號,在1650cm處還存有共扼撥基吸收峰;通過核磁共振氫譜表征,發(fā)現(xiàn)磷酸丙酮木質(zhì)素在特征化學(xué)位移處均有明顯的吸收,表明了低溫常壓預(yù)處理后的磷酸丙酮木質(zhì)素具有相對較小的改性程度,利用前景優(yōu)于其它木質(zhì)素研究對象。從木質(zhì)素產(chǎn)率和木質(zhì)素改性程度的角度出發(fā)綜合分析,磷酸丙酮預(yù)處理法可以有效提升土藝過程中木質(zhì)素的附加值,進(jìn)一步提高纖維乙醇土藝的整體經(jīng)濟(jì)性。
發(fā)表化學(xué)論文篇2
淺析自然條件下玉米醇溶蛋白膜穩(wěn)定性
前言
隨著環(huán)境污染的日益加重,急需新型可降解的環(huán)境友好材料替代塑料包裝材料,蛋白質(zhì)是目前公認(rèn)的具有應(yīng)用潛力的原材料之一,已有很多的相關(guān)研究[1-4].玉米醇溶蛋白是從玉米淀粉生產(chǎn)的副產(chǎn)物中提取出來的一種蛋白質(zhì),可以溶解在70%~80%的乙醇中,具有良好的成膜性[5-7],和其它蛋白膜一樣,蛋白膜在自然環(huán)境條件下放置一定時間,其機(jī)械性有劣變的趨勢,限制了其應(yīng)用。
目前多數(shù)的研究是將玉米醇溶蛋白膜放置在特定的環(huán)境中進(jìn)行儲藏,以抗拉強(qiáng)度和斷裂延伸率為指標(biāo)考察膜的儲藏穩(wěn)定性,探討膜的機(jī)械性能受環(huán)境條件的影響[8-9].然而在實際應(yīng)用中,作為食品包裝材料或者包裝物品后可能是暴露在自然環(huán)境中,因此,有必要對玉米醇溶蛋白膜在自然環(huán)境中的穩(wěn)定性進(jìn)行研究。
本文是對在自然環(huán)境條件下的玉米醇溶蛋白膜的穩(wěn)定性進(jìn)行研究。此處所指的室溫自然環(huán)境是在自然條件下的室內(nèi)通風(fēng)處,環(huán)境溫度和濕度均為自然條件,此時蛋白膜在儲藏過程中機(jī)械性能的變化與實際應(yīng)用環(huán)境更為接近,對玉米醇溶蛋白膜的應(yīng)用研究更具價值。
1、材料與方法
1.1原料與試劑
玉米醇溶蛋白:蛋白質(zhì)含量91.2%;無水乙醇、聚乙二醇-400、丙三醇,化學(xué)試劑均為分析純。
1.2儀器與設(shè)備
TA.XT2i物性測定儀,螺旋測微器,AY-120電子分析天平,81-2型磁力攪拌器,HH-2型電熱恒溫水浴鍋。
1.3玉米醇溶蛋白膜的制備和儲藏
稱取一定量的玉米醇溶蛋白粉,加入體積分?jǐn)?shù)為75%乙醇溶液(m(蛋白)∶m(乙醇溶液)=1:10)攪拌混合均勻,加入甘油(0.2g/gzein)和聚乙二醇-400(PEG-400,0.4g/gzein),繼續(xù)攪拌20min,放入80℃水浴加熱15min后,取出再攪拌15min.將蛋白質(zhì)含量為1.56g的蛋白成膜液注入成膜托盤(密胺材質(zhì),130mm×130mm),70℃水浴加熱干燥成膜,2h后揭膜。
選取表面平整光滑、厚度均勻的玉米醇溶蛋白膜存放在自然環(huán)境中,每隔10d取樣測其機(jī)械性能。
1.4玉米醇溶蛋白膜機(jī)械性能的測定
將蛋白膜裁成10mm×50mm的長條狀,對稱選取8個點(diǎn)測量厚度,取平均值。
物性測定儀測定膜的機(jī)械性能,A/TG探頭,有效拉伸長度30mm,測試速率1.0mm/s.抗拉強(qiáng)度(TS,MPa)和斷裂延伸率(EB,%)的計算公式:TS=Fδ×W,式中:δ為膜樣品的厚度,mm;W為膜樣品的寬度,10mm.
EB=L1L0×100%,式中:L0為膜拉伸前的有效長度,30mm;L1為膜斷裂時拉伸的長度,mm.
1.5統(tǒng)計分析
所有實驗至少重復(fù)5次,實驗結(jié)果表示為:平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。數(shù)據(jù)采用Excel、SPSSStatistic19.0軟件進(jìn)行分析和異常數(shù)據(jù)篩選。
2、結(jié)果討論
不同季節(jié)的室溫自然環(huán)境條件儲存的玉米醇溶蛋白膜機(jī)械性能的變化如圖1、圖2所示。
從圖1可見,不同季節(jié)儲藏的玉米醇溶蛋白膜抗拉強(qiáng)度的變化趨勢總體相同,而穩(wěn)定性有較大的差別。春、夏、秋、冬四季儲藏的膜的抗拉強(qiáng)度分別在儲藏21d、40d、50d、40d時取得最大值;儲藏過程中膜的穩(wěn)定性春>冬>秋>夏,蛋白膜斷裂延伸率的變化趨勢相同。這種儲藏穩(wěn)定性的變化與不同季節(jié)的氣溫和濕度都密切相關(guān)。鄭州屬暖溫帶亞濕潤季風(fēng)性氣候。具有四季分明,春季干旱少雨,夏季炎熱多雨,秋季晴朗濕潤,冬季寒冷干燥的氣候特征。氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,鄭州地區(qū)的四季相對濕度春<冬<秋<夏[10].【1】
在春季室溫條件下,室內(nèi)的溫度較低,存放時不利于蛋白膜內(nèi)部大分子的聚合,因此膜的機(jī)械性能變化較小,穩(wěn)定性較高。夏季室溫較高,環(huán)境潮濕,一方面有利于蛋白質(zhì)分子之間及其與小分子增塑劑之間的重排和交聯(lián),另一方面也加劇了甘油的析出,促進(jìn)膜的老化,因此膜的抗拉強(qiáng)度在儲藏期增加的幅度很大。與春、冬兩季相比,夏季儲藏的蛋白膜在儲藏的前20d膜的抗拉強(qiáng)度變化較慢,這主要是由于蛋白膜在儲藏初期吸收環(huán)境中的水分,軟化了蛋白膜的剛性結(jié)構(gòu),一定程度上抑制膜的老化;儲藏20d后蛋白膜的抗拉強(qiáng)度急劇上升,可能是因為膜中大分子交聯(lián)和膜的老化。鄭州的夏、秋兩季的相對濕度沒有顯著差異,都保持較高的水平,可見空氣濕潤也是秋季的氣候特點(diǎn)。秋季儲藏的蛋白膜由于較低的環(huán)境氣溫和較高的濕度,抑制其內(nèi)部大分子聚合,而吸收的環(huán)境水分對蛋白膜起到增塑作用,和夏季儲藏的蛋白膜相比抗拉強(qiáng)度變化較緩慢,增加值較小,在儲藏40d后方達(dá)到最大值,所以秋季的氣候條件可在一定程度上延緩蛋白膜的老化。冬季少雨雪,環(huán)境濕度和溫度都較低,所以冬季儲藏的蛋白膜抗拉強(qiáng)度變化較夏季緩慢,較秋季要快,秋冬兩種氣候條件下儲藏的膜的抗拉強(qiáng)度的增加值基本相同。總之,在儲藏后期蛋白膜的抗拉伸強(qiáng)度均會降低,但儲藏實驗結(jié)束時,膜的抗拉強(qiáng)度都高于新制備的膜。
由圖2可以看出,秋季儲藏的蛋白膜的斷裂延伸率的變化趨勢和其它三季有很大的差別,呈現(xiàn)出先增大、后降低的趨勢,而其它三季在儲藏過程中蛋白膜的斷裂延伸率則出現(xiàn)先降低、后增加的趨勢?!?】
總體來看,玉米醇溶蛋白膜的機(jī)械性能在不同季節(jié)條件下都會隨著儲藏時間的延長而發(fā)生變化,玉米醇溶蛋白膜所處的環(huán)境對其機(jī)械性能具有明顯的影響。
3、結(jié)論
春季儲藏的蛋白膜的抗拉強(qiáng)度的變化趨勢和其它三季有較大的區(qū)別,最大抗拉強(qiáng)度較低,出現(xiàn)的時間較早;秋季儲藏過程中蛋白膜的斷裂延伸率的變化趨勢和其它三季有很大的差別,呈現(xiàn)出先增大、后降低的趨勢,而其它三季在儲藏過程中蛋白膜的斷裂延伸率則出現(xiàn)先降低、后增加的趨勢。因此,蛋白膜所處的環(huán)境對其機(jī)械性能具有明顯的影響,特別是環(huán)境的溫度和濕度。
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