CN107913679B - 酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂的制备方法 - Google Patents

酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂的制备方法，它是采用磷酸钠盐为凹凸棒石分散剂及葡甘露聚糖酯化剂，通过一体化工艺技术，将凹凸棒石分散‑活性炭材料负载‑葡甘露聚糖酯化三者有机结合，制备成本低廉、高效脱毒的霉菌毒素吸附剂，产品有效防止饲料内霉菌毒素污染，保护动物健康。

Description

酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂的制 备方法
技术领域
本发明涉及一种酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂的制备方法。
背景技术
霉菌毒素污染谷物和饲料，对动物和人类健康造成严重危害，已成为世界性问题。降低毒素危害的常用的方法有物理吸附法、活性炭吸附法、化学脱毒法、酶法生物降解以及酵母细胞壁免疫增强和吸附法。
研究表明，酯化葡甘露聚糖由于具有多孔、表面积较大等特点，对霉菌毒素具有较佳的吸附性能，可有效吸附( 结合) 不同种类的霉菌毒素，包括常见的黄曲霉毒素、T-2 毒素、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素等。中国专利CN106912686A公开了一种饲料霉菌毒素吸附剂的制备方法，是利用六偏磷酸钠对魔芋葡甘露聚糖进行酯化制备酯化葡甘露聚糖，用于饲料内霉菌毒素的去除。但是，葡甘露聚糖价格较为昂贵，每吨在5万元以上，大大限制了产品的大规模使用。另外，由于魔芋葡甘露聚糖分子量很大，即使酯化后糖链分子上仍然含有大量的羟基，在使用及储存过程中易吸水形成凝胶，为实际应用带来不便。
活性炭同样具有较高的比表面积和适宜的孔道，对霉菌毒素吸附具有广谱性。但是添加量过多，影响对饲料内营养组分的吸附，降低产品质量，且活性炭产品同样存在价格昂贵的问题。
凹凸棒石是一种天然含水富镁、铝硅酸盐矿物，具有独特的一维纳米棒状晶体和孔道结构，具备吸附霉菌毒素的特点（CN 1817170A）。但天然凹凸棒石由于表面活性硅烷醇基团的存在，只对极性较强的霉菌毒素有效，导致其在饲料行业应用率较低。因此，在使用过程中必须要通过表面电荷调节作用，提高对非极性毒素的吸附。
发明内容
为了克服以上不足，本发明的目的在于：提供一种安全、高效的酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合型霉菌毒素吸附剂的制备方法，通过三者的有效结合，使产品在满足高效、广谱吸附的基础上，大幅降低生产成本，便于产品规模化使用。
本发明的原理是：选用既做凹凸棒石分散剂又作葡甘露聚糖酯化剂的磷酸钠盐，在磷酸钠盐的作用下，将凹凸棒石分散，并在酸作用下分解碳酸盐杂质，疏松凹凸棒石孔道；同时加入的活性炭在酸性条件下通过表面电荷作用与凹凸棒石有效复合，进而在凹凸棒石/活性炭悬浮液中加入葡甘露聚糖，在适宜的pH值条件下进行酯化反应；最终通过氢键作用实现凹凸棒石-活性炭-酯化葡甘露聚糖三者的有机结合，制备出具有多孔结构的复合型霉菌毒素吸附剂，实现高效脱毒；其中，体系的 pH值是反应关键，一方面酸化处理凹凸棒石利于活性炭在凹凸棒石表面的负载，另一方面提供酯化反应适宜pH值，保证反应的顺利进行。
本发明的技术解决方案是该酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂的制备方法包括以下步骤：称取凹凸棒石和活性炭，配制成质量浓度为5~20%的悬浮液；加入磷酸钠盐，搅拌30min，用酸调节pH在2~3；继续搅拌15min，加入葡甘露聚糖，50-80℃搅拌反应2~4h ，过筛除去石英杂质，离心、洗涤、干燥、粉碎，得酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂。
其中，所用的葡甘露聚糖为魔芋葡甘露聚糖，其添加量与凹凸棒石的质量比为1:1~1:10。
其中，所用的活性炭为椰壳活性炭、果壳活性炭、木质活性炭中的一种；其加入量为凹凸棒石质量的0~5%，不包括0。
其中，所用的磷酸钠盐为焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸二氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠中的一种及一种以上，其加入量为凹凸棒石质量的0.5~20%。
其中，所述的酸为6M 盐酸或者质量浓度1%的柠檬酸或者两种酸的混合物。
与现有方法相比，本发明具有以下优点：
1、选择的磷酸钠盐即作为凹凸棒石分散剂又作为葡甘露聚糖的酯化剂，有效实现生产过程一体化技术。
2、该制备方法将凹凸棒石分散-活性炭高效负载-葡甘露聚糖酯化三者有机结合起来，通过调配三者添加量以及反应条件，将三者优势充分发挥并有机融合，获得高效、广谱的霉菌毒素吸附解毒剂。
3、在制备过程中，降低了酯化葡甘露聚糖及活性炭的用量，使得产品在保持高效吸附的同时大大降低了生产的成本，有利于产品大规模生产，同时降低了产品的吸水性，便于使用及保存。
附图说明
图1为不同样品红外光谱图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术解决方案做进一步说明，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。
对比样1：称取1g六偏磷酸钠溶于5 ml蒸馏水中， 用6M 盐酸调节pH=2；然后边搅拌边加入5g葡甘露聚糖，混合均匀后放入60℃鼓风干燥箱中反应2h，产物用60%的乙醇洗涤三次，再用无水乙醇洗涤两次，在60℃真空干燥24h，研磨后得到酯化葡甘露聚糖。
对比样2：称取10g凹凸棒石，分散在100ml水中，加入2g磷酸氢二钠，搅拌30min，用盐酸调节pH=2，继续搅拌5min，加入10g葡甘露聚糖，60℃搅拌反应2h ，产物用60%的乙醇洗涤三次，再用无水乙醇洗涤两次，在60℃真空干燥24h，得酯化葡甘露聚糖/凹凸棒石霉菌毒素吸附剂。
实施例1：称取10g凹凸棒石和0.1g椰壳活性炭，分散在200ml水中，加入2g焦磷酸钠，搅拌30min，用质量浓度1%柠檬酸调节pH=2，继续搅拌30min，加入10g葡甘露聚糖，50℃搅拌反应4h ，过筛、洗涤、干燥、研磨，得酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂。
实施例2：称取10g凹凸棒石和0.3g木质活性炭，分散在100ml水中，加入0.7g六偏磷酸钠，搅拌30min，用质量浓度1%柠檬酸调节pH=3，继续搅拌15min，加入2g葡甘露聚糖，60℃搅拌反应3h ，过筛、洗涤、干燥、研磨，得酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂。
实施例3：称取10g凹凸棒石和0.5g果壳活性炭，分散在50ml水中，加入0.35g三聚磷酸钠，搅拌30min，用6M 盐酸调节pH=2，继续搅拌30min，加入1g葡甘露聚糖，70℃搅拌反应2h ，过筛、洗涤、干燥、研磨，得酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂。

Claims (4)

1.酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂的制备方法，其特征在于该霉菌毒素吸附剂的制备方法包括以下步骤：称取凹凸棒石和活性炭，配制成质量浓度为5~20%的悬浮液；加入磷酸钠盐，搅拌30min，用酸溶液调节pH在2~3；继续搅拌5~30min，加入葡甘露聚糖，50-80℃搅拌反应2~4h；过筛、洗涤、干燥、研磨，得霉菌毒素吸附剂；其中，所用的葡甘露聚糖为魔芋葡甘露聚糖，其添加量与凹凸棒石的质量比为1:1~1:10；所用的磷酸钠盐为焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸二氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠中的一种及一种以上，其加入量为凹凸棒石质量的3.5~20%；所用的活性炭加入量为凹凸棒石质量的0~5%，不包括0。
2.根据权利要求1所述的酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂的制备方法，其特征在于：所用的凹凸棒石为粉末状凹凸棒石或对辊薄片凹凸棒石。
3.根据权利要求 1 所述的酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂的制备方法，其特征在于：所用的活性炭为椰壳活性炭、果壳活性炭、木质活性炭中的一种。
4.根据权利要求1所述的酯化葡甘露聚糖/活性炭/凹凸棒石复合霉菌毒素吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的酸溶液为6M 盐酸或者质量浓度1%的柠檬酸或者两种酸的混合物。
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