負(fù)載Ag+氧化鋁陶瓷膜的制備及其對角鯊烯、花生四烯酸和二十碳五烯酸的吸附特性

于俊雅,張晨曦,倪 芳,姚 忠,仲兆祥,孫 蕓

(1.南京工業(yè)大學(xué)食品與輕工學(xué)院，江蘇南京211800;2.南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇南京211800)

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負(fù)載Ag+氧化鋁陶瓷膜的制備及其對角鯊烯、花生四烯酸和二十碳五烯酸的吸附特性

于俊雅1,張晨曦1,倪 芳1,姚 忠1,仲兆祥2,孫 蕓1

(1.南京工業(yè)大學(xué)食品與輕工學(xué)院，江蘇南京211800;2.南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇南京211800)

以多孔氧化鋁陶瓷膜(ACM)為支撐體，經(jīng)硅烷化后浸漬AgNO3溶液，制備得到了負(fù)載Ag+的氧化鋁陶瓷膜(Ag+-SACM)，并對其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了表征；分別考察角鯊烯、花生四烯酸(ARA)及二十碳五烯酸(EPA)在Ag+-SACM上的吸附性能。結(jié)果顯示:Ag+-SACM對3種化合物的吸附過程分為兩階段，第一階段吸附速率較快，吸附行為符合Langmuir等溫吸附模型；經(jīng)擬合，Ag+-SACM對角鯊烯、ARA和EPA的平衡吸附量(0 ℃)分別為369、322.58和990.1 μmol/m2，Ag+-SACM對EPA的吸附性能明顯優(yōu)于角鯊烯和ARA。這可能與其不飽和雙鍵數(shù)和雙鍵結(jié)構(gòu)有關(guān)；乙酸丁酯對EPA-Ag+-SACM具有較好的洗脫能力，在優(yōu)化的條件下(70 ℃、75 min)，EPA的洗脫率可達(dá)90.1%。

負(fù)載Ag+氧化鋁陶瓷膜；絡(luò)合反應(yīng)；吸附；角鯊烯；花生四烯酸；EPA

花生四烯酸(arachidonic acid，ARA)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)分屬ω-6和ω-3型長鏈多不飽和脂肪酸，含有4個(gè)和5個(gè)非共軛順式雙鍵。ARA和EPA具有降低低密度脂蛋白、降低癌癥和心臟病風(fēng)險(xiǎn)以及預(yù)防心血管疾病、自身免疫性疾病、炎癥以及神經(jīng)性疾病等重要生理功能[1]，在食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。ARA和EPA的主要來源是植物、動(dòng)物以及微生物油脂，采用的分離方法主要有尿素包合[2-3]、低溫結(jié)晶[4]、超臨界流體萃取[5]和銀離子絡(luò)合萃取[6]等。

角鯊烯(squalene)是一種開鏈三萜類化合物，含6個(gè)不飽和雙鍵，具有提高體內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)活性、增強(qiáng)機(jī)體免疫能力、改善性功能、抗衰老、抗疲勞和抗腫瘤等多種生理功能[7]。目前，角鯊烯主要來源是深海鯊魚肝油，含量一般在15%～80%。近年來，隨著角鯊烯的應(yīng)用日趨廣泛，人們開始關(guān)注從植物油脂(如大豆油[8]、橄欖油脫臭餾出物[9]以及棕櫚油[10]等)中分離提取角鯊烯，主要的分離方法有分子蒸餾萃取法[11]、硅膠柱層析[8]和超臨界二氧化碳萃取法[12-14]等。

Ag+絡(luò)合萃取是基于Ag+與不飽和有機(jī)物碳-碳雙鍵絡(luò)合反應(yīng)的分離方法，當(dāng)有機(jī)物的碳原子數(shù)與所含雙鍵數(shù)(或大π鍵數(shù))之比≤6且沒有空間位阻時(shí)，絡(luò)合萃取反應(yīng)就可能進(jìn)行[15-16]。因此，與其他的分離方法相比，Ag+絡(luò)合萃取對于多不飽和脂肪酸(如EPA和ARA)的分離具有更高的選擇性。

角鯊烯具有6個(gè)不飽和雙鍵，盡管在2,6,10,15,19,23位的碳原子上均有甲基取代，但甲基的空間位阻較小，且甲基C—H鍵的電子云可以和不飽和雙鍵的p軌道部分重疊形成超共軛，增加雙鍵的電子云密度，有助于絡(luò)合反應(yīng)的進(jìn)行。筆者所在課題組的肖環(huán)[17]在研究工作中也證明了角鯊烯可與Ag+形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。

目前，基于Ag+絡(luò)合萃取分離多不飽和脂肪酸的方法主要在液-液萃取體系中應(yīng)用，溶劑消耗量大，且由于原料中成分復(fù)雜，油相和水相易乳化，產(chǎn)物的回收率低。為此，本文基于親和膜分離原理，選取穩(wěn)定性強(qiáng)、力學(xué)強(qiáng)度高的氧化鋁陶瓷膜(alumina ceramic membrane，ACM)為支撐體，經(jīng)硅烷化改性后采用AgNO3溶液浸漬的方法將Ag+引入ACM表面，獲得負(fù)載Ag+的膜材料(Ag+-SACM)，分別考察了Ag+-SACM對角鯊烯、ARA和二十二碳六烯酸(DHA)的吸附性能，并優(yōu)化了吸附和洗脫參數(shù)，以期為多不飽和脂肪酸(酯或烴)的高效分離提供一條新途徑。

1 材料與方法

1.1 主要試劑及儀器

角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品(含量≥98%)，Sigma-Aldrich公司；花生四烯酸(ARA)標(biāo)準(zhǔn)品(含量≥99%)、二十碳五烯酸(EPA)標(biāo)準(zhǔn)品(含量≥99%)，阿拉丁試劑公司；ACM膜片(平均孔徑為2.0 μm，d=(3.2±0.1) cm，厚度(2.0±0.2) mm)，南京九思高科技有限公司；3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS，分析純)，阿拉丁試劑有限公司、乙醇(分析純)，無錫市亞盛化工有限公司；AgNO3(分析純)，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；正己烷(分析純)，上海試四賀維化工有限公司)；乙腈(色譜純)，美國Sigma公司。

AVATAR360型傅里葉紅外光譜儀，美國Nicolet公司；DropMeterA-100P型視頻光學(xué)接觸角測量儀，寧波海曙邁時(shí)檢測科技有限公司；TM-4800型掃描電子顯微鏡，日本Hitachi公司；ESCALAB 250X型光電子能譜，美國Thermo公司；7890B型Agilent7890氣相色譜儀，美國安捷倫公司；TSQ QUANTUM ACCESS MAX型LC-MS聯(lián)用儀，美國Thermfisher公司。

1.2 氧化鋁陶瓷膜的硅烷化改性

用金相砂紙將ACM膜片表面磨平后放入去離子水中煮沸1.0 h，去除膜片表面的雜質(zhì)及氣泡；待冷卻后取出，置于10 g/L的鹽酸溶液中活化24 h。取出后，用去離子水沖洗，放入70 ℃的烘箱中干燥10 h。在100 mL燒杯中加入20 mL無水乙醇，再加入30 g/L的APTS，超聲波混勻后放入干燥后的膜片，于室溫下充分反應(yīng)18 h。反應(yīng)結(jié)束后，分別用無水乙醇及去離子水清洗，放入100 ℃的烘箱中干燥4.0 h，得到硅烷化改性的氧化鋁陶瓷膜(SACM)。

1.3 載Ag+氧化鋁陶瓷膜的制備

將SACM膜片放入AgNO3水溶液(濃度為0.1 mol/L)中浸漬24 h，取出后置于70 ℃的烘箱中烘干，得到負(fù)載Ag+的氧化鋁陶瓷膜(Ag+-SACM)。

1.4 膜片的表征

以視頻光學(xué)接觸角測量儀測定改性前后膜表面的親/疏水性；以AVATAR360紅外光譜儀分析膜表面的官能團(tuán)，以HitachiTM-4800型掃描電鏡(SEM)和能譜(EDX)對膜表面形貌及元素組成進(jìn)行分析，以等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)測定Ag+濃度。

1.5 檢測方法

1)角鯊烯和ARA的檢測。角鯊烯和ARA的測定采用氣相色譜法。色譜柱為HP-5(30 m×0.32 mm，0.25 μm)；色譜條件(柱溫 130 ℃，20 ℃/min；升溫程序：230 ℃(2 min)，3 ℃/min；270 ℃)；檢測器為FID檢測器，溫度為300 ℃，進(jìn)樣口溫度為300 ℃，載氣為高純He(純度99.99%)，流速為3.0 mL/min，尾吹氣為高純N2，流速為30 mL/min，進(jìn)樣量為1.0 μL。

定量方法為峰面積外標(biāo)法定量。

2)EPA檢測。EPA的測定采用LC-MS來檢測。色譜柱為Poroshell 120 EC-C18(3.0 m×150 mm)，粒徑為12.7 μm；流動(dòng)相為0.1%甲酸-乙腈；梯度為50%乙腈(0～2 min)，90%乙腈(10～15 min)，50%乙腈(15.1～20 min)；柱溫為30 ℃；進(jìn)樣量為10 μL；質(zhì)譜分析采用負(fù)離子掃描模式。EPA的保留時(shí)間為13.9 min。

1.6 角鯊烯、ARA、EPA在Ag+-SACM上的靜態(tài)吸附

配制一定質(zhì)量濃度的角鯊烯(4.0 ～12.0 μg/mL)、花生四烯酸(6.0 ～14.0 μg/mL)和EPA(2.0 ～10.0 μg/mL)的正己烷溶液(體積為60 mL)，置于錐形瓶中。將制得的Ag+-SACM膜片分別放入其中，將錐形瓶用錫箔紙包好，塑封膜密封，置于0 ℃的恒溫?fù)u床中振蕩。期間分別取樣，測定其中角鯊烯、花生四烯酸和EPA的濃度，以差減法計(jì)算吸附量。

1.7 EPA的洗脫

將負(fù)載了EPA的Ag+-SACM膜片(EPA吸附量為(829.47±17.2) μmol/m2)置于30 mL洗脫液中，于一定溫度下靜態(tài)洗脫60 min，期間分別取樣測定洗脫液中EPA濃度，并按式(1)計(jì)算洗脫率(E)。

(1)

式中：ρ為洗脫液中EPA的質(zhì)量濃度(μg/mL)；V為洗脫液體積(mL)；q0為吸附于膜片上的EPA的質(zhì)量(μg)。

2 結(jié)果與討論

2.1ACM和SACM的表征

對ACM的硅烷化改性，分別測定了改性前后陶瓷膜片的接觸角，結(jié)果見圖1。由圖1可知：水滴在ACM和SACM表面的接觸角分別為53.9o和122.1o，這表明：經(jīng)硅烷化改性后，膜片表面的疏水性明顯增強(qiáng)。

圖1 ACM和SACM的膜表面接觸角Fig.1 The contact angle of ACM and SACM

進(jìn)一步對ACM和SACM進(jìn)行紅外光譜分析，結(jié)果見圖2。由圖2可知：無論ACM或SACM，在750cm-1左右均存在Al—O的特征吸收；SACM在1 570～1 650cm-1范圍內(nèi)的吸收明顯加強(qiáng)，這個(gè)區(qū)域指向伯胺的彎曲震動(dòng)[18]，同時(shí)在指紋區(qū)出現(xiàn)了弱的Si—O的伸縮振動(dòng)峰(1 000cm-1左右)，這說明APTS已成功結(jié)合到ACM表面。

圖2 ACM和SACM的紅外光譜Fig.2 FT-IR spectra of ACM and SACM

2.2Ag+-SACM的SEM和EDX分析結(jié)果

將制備的ACM和Ag+-SACM進(jìn)行SEM分析，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知：ACM(a)的表面光滑，而負(fù)載Ag+后，Ag+-SACM表面(b)出現(xiàn)了大量細(xì)小顆粒，并且分布均勻。

圖3 ACM與Ag+-SACM膜表面形貌的SEM照片F(xiàn)ig.3 SEM images of ACM and Ag+-SACM

對ACM和Ag+-SACM進(jìn)行EDX能譜分析，結(jié)果見圖4。由圖4可知：在ACM中，O和Al的元素峰明顯，但未見Ag的元素峰(圖4(a))；而Ag+-SACM表面存在C、O、Al和Ag的元素峰，表明Ag+已成功負(fù)載于膜片表面。同時(shí)，圖4(b)中未見N元素峰，說明Ag+-SACM表面的細(xì)小顆?？赡苁茿gNO3氧化后形成的Ag2O。

圖4 ACM和Ag+-SACM的EDX圖譜Fig.4 EDX spectra of ACM and Ag+-SACM

將ACM和Ag+-SACM進(jìn)行EDX能譜分析的結(jié)果總結(jié)于表1。由表1可知：與ACM相比，Ag+-SACM表面Al和O元素的比例明顯下降，而Ag元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達(dá)到0.68%。

表1 EDX能譜分析結(jié)果

2.3 ACM、SACM和Ag+-SACM對角鯊烯吸附能力的比較

為了測試不同類型陶瓷膜片的吸附性能，以角鯊烯為吸附質(zhì)，分別將ACM、SACM和Ag+-SACM置于角鯊烯的正己烷溶液中(1.0 μg/mL)，錫箔紙包封后置于冰浴中振蕩反應(yīng)20 min。分別測定殘余液中角鯊烯濃度，以差減法計(jì)算各種膜片對角鯊烯的吸附量，結(jié)果如圖5所示。

由圖5可知：由于ACM表層具有強(qiáng)親水性，對角鯊烯的吸附能力很弱；經(jīng)硅烷化改性后，SACM表層的疏水性增強(qiáng)，對角鯊烯的吸附能力有所提高，而負(fù)載Ag+后，Ag+-SACM對角鯊烯的吸附能力顯著提高，吸附量可達(dá)509.95 μg/m2。這是由于Ag+-SACM表面的Ag+可與角鯊烯中的不飽和雙鍵結(jié)合，形成穩(wěn)定的配合物，提高了膜材料對角鯊烯的吸附能力。

圖5 ACM、SACM和Ag+-SACM對角鯊烯的吸附性能Fig.5 Adsorption of squalene on ACM,SACM and Ag+-SACM

2.4 角鯊烯、ARA和EPA在Ag+-SACM表面的靜態(tài)吸附

2.4.1 吸附曲線

測試不同初始濃度的角鯊烯、ARA和EPA在Ag+-SACM表面的吸附-時(shí)間曲線，結(jié)果見圖6。

由圖6可知：角鯊烯、ARA和EPA在Ag+-SACM上的吸附明顯分為兩個(gè)階段。第一階段在反應(yīng)開始后10 min左右，這一階段角鯊烯、ARA和EPA快速結(jié)合于反應(yīng)位點(diǎn)，并形成單分子層結(jié)構(gòu)。在第二階段中，吸附于反應(yīng)位點(diǎn)上的角鯊烯、ARA和EPA逐漸與Ag+形成穩(wěn)定的配位結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步結(jié)合游離組分形成多分子層堆積，這一階段的吸附速率明顯趨緩，具體的過程分析見圖7。

圖6 角鯊烯(a)、ARA(b)和EPA(c)在Ag+-SCM上吸附-時(shí)間曲線Fig.6 Time curves for adsorption of squalene (a), ARA (b) and EPA (c) on Ag+-SACM

圖7 Ag+-SACM對角鯊烯、ARA和EPA的吸附過程示意圖Fig.7 Illustration for adsorption process of squalene,ARA and EPA onto Ag+-SACM

由圖6可知：隨著初始濃度的升高，Ag+-SACM對角鯊烯、ARA和EPA的吸附量也逐漸升高，其中Ag+-SACM對EPA的吸附效果明顯優(yōu)于角鯊烯和ARA。當(dāng)初始質(zhì)量濃度為10 μg/mL時(shí)，經(jīng)反應(yīng)120 min，Ag+-SACM對EPA的吸附量高達(dá)899.47 μmol/m2。

假設(shè)反應(yīng)初始階段(10 min內(nèi))的快速吸附符合一級動(dòng)力學(xué)方程。

(2)

式中：q為吸附量，μmol/m2；k為吸附速率常數(shù)，mL/(m2·min)；c為化合物的初始濃度，μmol/mL。

以吸附速率r為縱坐標(biāo)，以化合物初始濃度c為橫坐標(biāo)，可分別擬合得到Ag+-SACM對角鯊烯、ARA和EPA的吸附速率方程，結(jié)果見圖8和表2。

圖8 角鯊烯、ARA和EPA的吸附速率擬合圖Fig.8 Fitness for the adsorption rate of squalene,ARA and EPA on Ag+-SACM

表2 Ag+-SACM對角鯊烯、ARA和EPA的吸附動(dòng)力學(xué)方程

由圖8和表2可知：Ag+-SACM對角鯊烯、ARA和EPA的吸附速率常數(shù)k分別為0.709、0.516和2.89mL/(m2·min)，EPA的吸附速率最快，這可能與其分子內(nèi)具有更多的雙鍵結(jié)構(gòu)有關(guān)。

2.4.2 吸附等溫線結(jié)果分析

根據(jù)絡(luò)合反應(yīng)原理，Ag+-SACM對角鯊烯、ARA和EPA的吸附屬于反應(yīng)吸附，而反應(yīng)吸附通常符合Langmuir模型，即吸附劑表層的吸附位點(diǎn)均勻分布，且對吸附質(zhì)有同種親和力，吸附質(zhì)在吸附劑表層呈單分子層吸附。因此，本文選取吸附初始階段(10min)的數(shù)據(jù)，以Langmuir等溫吸附模型對角鯊烯、ARA和EPA在Ag+-SACM上的吸附過程進(jìn)行擬合，結(jié)果如圖9，擬合結(jié)果匯總于表3。

由圖9和表3可知：采用Langmuir模型可以較好地?cái)M合角鯊烯、ARA和EPA在Ag+-SACM中的吸附行為(相關(guān)系數(shù)均大于0.99)，表明上述3種物質(zhì)在吸附的初始階段符合單分子層吸附假設(shè)。同時(shí)，角鯊烯、ARA和EPA的實(shí)驗(yàn)體系下的平衡吸附量(Qe)分別為369、322.58和990.1 μmol/m2，差異較大。產(chǎn)生這樣的可能原因是：Ag+-SACM對角鯊烯、ARA和EPA的吸附是基于Ag+與不飽和雙鍵的絡(luò)合反應(yīng)，而ARA中的不飽和雙鍵數(shù)較少(4個(gè))，Ag+-ARA絡(luò)合物的穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致其平衡吸附量較低；而角鯊烯分子中盡管有6個(gè)雙鍵，但其不飽和碳原子上均有1個(gè)甲基取代，增加了空間位阻，影響了其與Ag+的絡(luò)合反應(yīng)，因此Ag+-SACM對角鯊烯的平衡吸附量也較低。EPA分子中含5個(gè)不飽和雙鍵，與Ag+形成的配合物的穩(wěn)定性較高，使其在Ag+-SACM上的吸附量明顯高于角鯊烯和ARA。

圖9 角鯊烯、ARA及EPA吸附數(shù)據(jù)Langmuir方程擬合曲線Fig.9 Fitness of the adsorption isotherm for squalene,ARA and EPA with Langmuir equation

表3 Langmuir模型擬合結(jié)果

2.5 EPA-Ag+-SACM的洗脫

2.5.1 洗脫溶劑的選擇

EPA-Ag+-SACM絡(luò)合物的解吸附必須首先斷開配位鍵，常用的方法是通過升高溫度以降低配位鍵的穩(wěn)定性。同時(shí)，洗脫過程中還要保證Ag+不會(huì)脫落。因此，本文在選擇洗脫劑時(shí)按照以下原則，即：對EPA有較高的溶解能力、極性弱、沸點(diǎn)>60 ℃、毒性低。因此，選擇了乙酸丁酯、正己烷、正庚烷和石油醚為洗脫劑，對EPA-Ag+-SACM進(jìn)行洗脫。分別測定不同條件下洗脫液中EPA的濃度，并按式(1)計(jì)算洗脫率。同時(shí)，采用ICP測定洗脫液中Ag+濃度，并計(jì)算Ag+的損失率(計(jì)算見式(3))，結(jié)果見圖10和表4。

Ag+損失率=

(3)

由圖10可知：在實(shí)驗(yàn)條件下，乙酸丁酯、正己烷、正庚烷和石油醚對EPA均有一定的洗脫能力，且隨反應(yīng)時(shí)間的延長，EPA的洗脫率逐漸增加。其中，以乙酸丁酯為洗脫劑，經(jīng)洗脫90 min后，EPA的洗脫率達(dá)81.2%。同時(shí)，由表4可知：4種洗脫劑對Ag+的洗脫能力均較低，其中以乙酸丁酯為洗脫劑時(shí)，Ag+的損失率最高，也僅為0.004%。因此，本文將以乙酸丁酯為洗脫劑，進(jìn)一步優(yōu)化EPA的洗脫參數(shù)。

圖10 不同時(shí)間條件下不同洗脫劑的洗脫率Fig.10 Different elution rate of eluent at different time

表4 不同洗脫劑對Ag+的洗脫率

2.5.2 洗脫時(shí)間的選擇

以乙酸丁酯為洗脫劑，對吸附了EPA-Ag+-SACM進(jìn)行洗脫，洗脫溫度為50 ℃，定時(shí)取樣測定乙酸丁酯溶液中EPA的濃度，并按照式(1)計(jì)算洗脫率，結(jié)果見圖11。由圖11可知：隨著洗脫時(shí)間的增加，EPA的洗脫率呈上升趨勢，當(dāng)洗脫時(shí)間為75 min左右時(shí)，EPA的洗脫率最高，為83.3%。

圖11 EPA的洗脫-時(shí)間曲線Fig.11 Time curve for desorption of EPA

2.5.3 洗脫溫度的影響

以乙酸丁酯為洗脫溶劑，分別在30、40、50、60和70 ℃條件下對EPA-Ag+-SACM進(jìn)行洗脫，洗脫時(shí)間為75 min。待洗脫結(jié)束后分別取樣測定洗脫液中EPA的濃度，并按式(1)計(jì)算洗脫回收率，結(jié)果見圖12。

由圖12可知：隨著反應(yīng)溫度的上升，EPA的洗脫率呈明顯的上升趨勢，這是由于溫度的升高可降低EPA-Ag+配合物的穩(wěn)定性，有利于EPA的洗脫。當(dāng)溫度為70 ℃時(shí)，EPA的洗脫率可達(dá)90.1%。盡管可以預(yù)見，繼續(xù)升高洗脫溫度可以進(jìn)一步提高洗脫率，但考慮到溶劑的揮發(fā)性，確定洗脫溫度為70 ℃。

圖12 EPA的洗脫-溫度曲線Fig.12 Temperature curve for the desorption of EPA

3 結(jié)論

以采用硅烷化改性結(jié)合AgNO3浸漬的方法制備得到了負(fù)載Ag+的陶瓷膜材料Ag+-SACM，該材料可選擇性吸附角鯊烯、ARA和EPA，并具有強(qiáng)度高、抗沖擊性能強(qiáng)、制備簡便的優(yōu)點(diǎn)，在多不飽和脂肪酸(酯或烴)的規(guī)?；苽浞矫婢哂袧撛诘膽?yīng)用價(jià)值，得到以下結(jié)論。

1)ACM經(jīng)硅烷化改性后直接浸漬AgNO3即可制得Ag+-SACM。

2)Ag+-SACM對角鯊烯、ARA和EPA的吸附具有選擇性。擬合結(jié)果表明，Ag+-SACM對角鯊烯、ARA和EPA的平衡吸附量(Qe，0 ℃)分別為369、322.58和990.1 μmol/m2，這可能與其不飽和雙鍵數(shù)和雙鍵結(jié)構(gòu)有關(guān)。

3)乙酸丁酯對吸附于Ag+-SACM的EPA具有較好的洗脫能力，在優(yōu)化的條件(70 ℃、75 min)下，EPA的洗脫率可達(dá)90.1%。

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(責(zé)任編輯 荀志金)

Preparation of Ag+-SACM for the adsorption of squalene,arachidonic acid and eicosapentaenoic acid

YU Junya1,ZHANG Chenxi1,NI Fang1,YAO Zhong1,ZHONG Zhaoxiang2,SUN Yun1

(1.College of Food Science and Light Industry,Nanjing Tech University,Nanjing 211800,China; 2.College of Chemical Engineering,Nanjing Tech University,Nanjing 211800,China)

In this work,alumina ceramic membrane(Ag+-SACM) was prepared with porous alumina as support material,by means of silanization modification and soaked with AgNO3solution.The structure and properties of the modified Ag+-SACM was then characterized.Furthermore,the adsorption of Ag+-SACM toward squalene,arachidonic acid(ARA) and eicosapentaenoic acid(EPA) were assessed.The adsorption process of Ag+-SACM toward these three compounds has two stages.In the first stage,the adsorption rate was faster and the adsorption behaviors follow the Langmuir isotherm model.The results showed that the equilibrium adsorption capacity (below 0 ℃) of Ag+-SACM toward squalene,ARA and EPA was 369，322.58,and 990.1 μmol/m2,respectively.Because the number of unsaturated double bonds in EPA is higher than that in ARA and without methyl groups substitution,the loading capacity of EPA is higher than that of ARA and squalene.Finally,the EPA on Ag+-SACM was eluted with butyl acetate. Under the optimal conditions of 70 ℃ for 75 min,the elution rate of EPA reached 90.1%.

Ag+-SACM; complex reaction; adsorption; squalene; arachidonic acid; eicosapentaenoic acid

10.3969/j.issn.1672-3678.2017.01.002

2016-06-13

江蘇省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(BE2015305)

于俊雅(1991—)，女，江蘇南通人，研究方向：生物分離；姚 忠(聯(lián)系人)，教授，E-mail：yaozhong@njtech.edu.cn

TQ424.2

A

1672-3678(2017)01-0008-08