磁性壳聚糖纳米颗粒对紫薯汁中花青素的分离研究(2)

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致谢 13

参考文献 14

1 引言

1.1 研究背景

磁性纳米颗粒作为一种粒子的直径为纳米级别的磁性材料，相比较于原子的或者体积庞大的相对物，纳米尺寸的材料更加具备量子尺寸效应，小尺寸效应和宏观量子隧道效应等等。因此，Fe3O4磁性纳米颗粒为我们生产生活中的医学药学方面带来了许多新的进展[1]。对磁性纳米颗粒有很多的关注也是由于它们在食品加工业，药物检查和生物分离工程中有很大的利用价值。纳米磁性颗粒的尺寸，分散性以及磁性在实际的应用中是非常重要的。可是当纳米颗粒在10nm到20nm的时候，周围的磁场会转换为一种单一的磁场，有着比较大的磁距从而改变了磁性纳米颗粒的磁性显示出超顺磁性，并且具有超顺磁性的特点。这一发现让很多的研究者产生了高度的关注。

1.2 磁性Fe3O4纳米颗粒制备

Fe3O4主要是由Fe2+、Fe3+和O2-离子通过离子键之间的相互作用而形成的。Fe3O4空间排列时，有一半是处于四面体空隙中的亚铁离子，另外一半则是处于八面体空隙中的亚铁离子和铁离子，这种相互交替排列的空间结构，有利于Fe3O4的内电子在亚铁和铁离子之间的转换，从而使之具有高的导电性。

很多研究者对磁性纳米颗粒做了探索研究，主要的方法有物理法、化学法和生物法。物理法主要就是通过颗粒与颗粒之间相互摩擦的作用，使亚微米级的颗粒改变成纳米级的颗粒，但是还有很多不足，比如制备的时间较长，颗粒直径分布的范围较宽等。生物法则是利用微生物进行培养，从而从其体内分离获得，这种方法虽然比物理法的颗粒直径分布范围要小，但是实验的步骤过于繁琐，实验的周期也过长，因此不被广泛使用。相比较与物理法和生物法，化学法则因为其方法简单，过程容易控制等原因在实际应用中比较普遍，常见的制备方法有共沉淀法，热分解法，微乳液法，水热/溶剂热法和溶胶-凝胶法，声化学合成法等[2]。

1.3 花青素的来源与结构

花青素（Anthocyanidin）又可以叫做花色素，花青素是广泛存在于自然界中的一种水溶性天然色素，属于类黄酮类的化合物，主要是由类黄酮和苯基丙酸路径合成产生，并且过程中会有许多的酵素共同调控催化。花青素的主要结构是C15H11O6，基本结构是2-苯基苯并吡喃。花青素作为天然色素具有非常好的抗衰老作用；可以促进血液循环；可以增强视力，适当的缓解眼睛的疲劳；对人体的心肺功能也有一定的促进保护作用，也可以预防老年痴呆等等[3]。

我们可以得知花青素的结构不是很稳定，花青素的颜色会因为周围环境的很多因素发生改变，比如温度和pH值等等。

花青素的结构式Structural formula of anthocyanins

1.4 花青素的分离方法

花青素的分离方法有大孔树脂法、液相萃取法、固相萃取法、基质固相萃取法等,大孔树脂法虽然成本比较低、操作过程比较简单，但是制备过程中的提取物不吸潮。液相萃取法的缺点则是在操作工程中会使用到许多的有机试剂，这些试剂容易造成环境污染，同时也可能造成有毒的残留物。在近年来进行快速发展的是固相萃取法，源`自·优尔.文/论:文'网,www.youerw.com它的特点则是速度快、无污染，制取方法简单等。而基质固相萃取法则是一种新型的方法，主要的特点就是可以很好地提高精密度和准确度。本实验采取的用磁性壳聚糖纳米颗粒提取紫薯汁中花青素的方法则是利用了磁性壳聚糖表面面积大、更容易分离回收的特点，目的要寻找出一种更加高效率、低成本的对花青素进行分离提取的制备方法[5]。