[发明专利]一种原位季铵化磁性壳聚糖微球的制备方法

说明书

一种原位季铵化磁性壳聚糖微球的制备方法，以壳聚糖为原料、戊二醛为交联剂，通过悬浮交联聚合法包埋四氧化三铁纳米颗粒制作而成，最后将壳聚糖分子链上的氨基进行原位修饰，转变成可吸附糖汁色素的季铵基。一种对膜滤蔗汁进行脱色的方法，步骤如下：将膜滤蔗汁与原位季铵化磁性壳聚糖微球混合均匀，吸附蔗汁色素；外施加电磁场，将吸附色素后的微球与蔗汁分离；吸附色素后的微球依次采用饱和食盐水及氢氧化钠溶液浸泡后，洗涤至中性循环使用。本发明以天然无毒、环境友好的壳聚糖为原料制备糖用脱色剂，与膜法绿色制糖工艺耦合，解决膜分离技术处理甘蔗汁无法截留其中小分子色素导致成品白砂糖色值偏高的技术问题，实现制糖全过程绿色化。

技术领域

本发明涉及一种原位季铵化磁性壳聚糖微球的制备方法以及一种膜滤蔗汁的脱色方法， 属于制糖工程技术领域。

背景技术

蔗糖是生活必需品，也是重要的工业原料，与粮、棉、油同属国家战略物资。在我国甘 蔗食糖生产中，绝大部分制糖企业仍是沿用传统亚硫酸法来生产耕地白砂糖，其主要包含压 榨、清净、蒸发及结晶四个工序。在蔗汁清净中，需加入较大数量化学助剂提纯蔗汁，如CaO、 SO₂、H₃PO₄及PAM等，不仅增加了食糖加工成本，且残留在成品糖中的化学助剂成分(尤 其是SO₂及合成PAM残留单体)还将成为食糖安全的隐患。《中国制造2025》明确指出，全面推行绿色制造是我国实现制造强国目标的重要任务之一，大力发展绿色加工技术是解决我 国传统制造业发展中资源与能源瓶颈问题的关键。

陶瓷膜分离技术是一种高效、环保的物理分离提纯技术，已在食品、医药、化工、发酵 等众多领域广泛应用。基于陶瓷膜分离技术在众多领域的出色表现，使得人们相信它具有引 发未来糖业革命的潜能。本专利发明人对陶瓷膜应用于蔗汁体系的过滤澄清进行了较为详尽 的研究，发现甘蔗汁经孔径为5～50nm的陶瓷膜过滤后，不仅可以去除(截留)蔗汁中近 100％的悬浮杂质及部分大分子色素，还可以获得较大的膜渗透通量以满足工业化生产的需 求。但膜滤蔗汁再经蒸发及结晶后，得到砂糖的色值(＞180IU)却高于国家(中国)一级 白砂糖的质量标准(150IU)，这在很大程度上降低了膜法绿色制糖的意义和价值。究其原因 主要是陶瓷膜过滤较难截留一些分子量较小的色素，而甘蔗汁中的小分子色素在煮糖结晶时 极易被包裹在蔗糖晶体的内部，导致膜法砂糖色值偏高。因此，对膜滤蔗汁小分子色素的去 除，已成了膜法甘蔗绿色制糖的技术瓶颈。壳聚糖是天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物， 具有原料获取方便、价格便宜、天然无毒、环境友好及热学稳定性强等优势。此外，壳聚糖 分子链上还含有大量的化学反应活性基团——氨基及羟基，可将其进行化学改性或修饰，制 备成具有不同功能的材料，应用于各行各业中。因此，如能将壳聚糖进行化学修饰制备成糖 用吸附脱色剂，用于膜滤蔗汁小分子色素的去除，有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种膜滤蔗汁的脱色方法，解决了膜法绿色制糖过程，采用膜分离 技术过滤甘蔗汁，无法截留甘蔗汁中的小分子色素，导致成品白砂糖色值偏高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种原位季铵化磁性壳聚糖微球的制备方法，包括如下步骤：

(1)将壳聚糖、浓度为1％～3％的醋酸水溶液及四氧化三铁纳米颗粒按质量比为1.0～ 1.5:50～100:0.2～0.5的比例混合均匀，得到壳聚糖-四氧化三铁水相混合液；

(2)将思盘80及液体石蜡按质量比为2.0～6.0:25～100的比例混合均匀，得到思盘 80-液体石蜡油相混合液；

(3)将思盘80-液体石蜡油相混合液置于反应釜中，调节反应釜中搅拌器的搅拌速度为 200～300转/分钟，将与反应釜中所盛思盘80-液体石蜡油相混合液体积相同的壳聚糖-四氧化 三铁水相混合液缓慢滴加到反应釜中；