羧甲基纤维素钠-胶原-蒙脱土复合黄曲霉菌吸附材料的制备方法与流程

本发明涉及一种谷物用饲料羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合黄曲霉菌吸附材料的制备方法，特别是羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）的制备方法。
背景技术：
：农业是我国的第一产业，是国民经济中最基本的物质基础。现如今，农业问题最值得关注的依然是粮食问题，动物饲料，谷物和人类食品中的真菌毒素污染一直是一个长期存在的重大问题。据统计，全世界每年几乎有25％的粮食作物被霉菌毒素污染，如果保存不当就会造成粮食作物的发霉变质，而发霉变质的粮食中存在大量霉菌毒素，由于霉菌毒素的突变性和致癌性，对动物和人类构成巨大的健康威胁。另外大量腐败变质的粮食作物也给食品工业和畜牧业造成了巨大的经济损失。在十几种霉菌毒素中，黄曲霉毒素是霉菌毒素中毒性最大、对动物与人类健康危害极为突出的一类霉菌毒素。对已经发霉变质的粮食进行脱毒处理，消除或灭活对人类和动物具有高度毒性的食品和饲料中的霉菌毒素的方法仍然是研究的重点。近来研究新型脱毒剂受到了国内外的广泛关注，其中，改性蒙脱土对霉菌毒素的吸附展现了较为广阔的发展前景，然而目前针对吸附黄曲霉用蒙脱土材料的改性多局限于采用阳离子插层剂改性，改性后吸附效果并不理想。现在针对天然高分子改性蒙脱土材料吸附黄曲霉的研究还很少。技术实现要素：为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种采用天然高分子羧甲基纤维素钠、胶原蛋白为改性剂，制备羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）的方法，具体为一种羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）的制备方法。本专利对羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）进行了吸附黄曲霉菌的应用研究，将其用于动物饲料花生粕中黄曲霉素的吸附，可将黄曲霉含量降至国家标准以下。为实现发明目的之一，本发明提出了一种改性胶原蛋白材料的制备方法，具体采用了以下技术方案：一种羧甲基纤维素钠-胶原-蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）制备方法，包括以下步骤，a.牛皮胶原蛋白的水解液-十二烷基硫酸钠-聚乙二醇辛基苯基醚复配表面活性剂（cp-sds/tr）的制备：脱灰牛皮、氢氧化钠、水按照质量比为（15~25）:（1~3）:（100~125）混合，将温度控制为75~85℃，水解6小时，制得水解液；所述水解液静置12小时后于4000rpm离心5分钟沉淀得上清液，然后将所述上清液加入盐酸将ph调为7，得到牛皮胶原蛋白水解液；然后，分别将为所述牛皮胶原蛋白水解液质量分数0.5~5%的十二烷基硫酸钠和0.5~5%的聚乙二醇辛基苯基醚与所述牛皮胶原蛋白水解液混合，制得牛皮胶原蛋白的水解液-聚乙二醇辛基苯基醚复配表面活性剂（cp-sds/tr）；b.羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）的制备：将钠基蒙脱土、水在70~90℃恒温水浴锅中混合并搅拌4小时，然后降温至40~60℃，加入步骤a制备的所述cp-sds/tr溶液，搅拌2-4小时，降至常温后超声处理5~30分钟，继续加入羧甲基纤维素钠（cmc）搅拌30~120分钟后，置于80℃烘箱干燥12小时后，研磨，制得羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）；其中，所述合成过程中钠基蒙脱土、水、cp-sds/tr、cmc质量比为（5~15）:（50~200）:（30~150）:（2~5）。由于制备的cmc/cp/mmt具有良好的空隙度，此外，还含有大量胶原水解液的活性基团，因而，制备的cmc/cp/mmt可以对花生粕中的黄曲霉素进行有效的吸附。为实现发明目的之二，具体采用了以下技术方案：上述制备方法制备的一种羧甲基纤维素钠-胶原-蒙脱土复合材料。为实现发明目的之三，本发明提出了一种羧甲基纤维素钠-胶原-蒙脱土复合材料的应用，具体采用了以下技术方案：上述的羧甲基纤维素钠-胶原-蒙脱土复合材料用于吸附动物饲料花生粕中黄曲霉素的应用。本发明的制备的cmc/cp/mmt能够对花生粕中的黄曲霉素进行有效的吸附，吸附前后的花生粕中黄曲霉素含量从753.4ppb降低至为64.5ppm，吸附率可达91.4%，大大低于行业标准。cmc/cp/mmt除了可以吸附饲料中的黄曲霉素，其无毒高效性也可用于粮食中的霉菌吸附。附图说明图1为实例1的cp-sds/tr泡沫稳定性随时间变化结果图。图2为实例1的不同表面活性剂模板的泡沫形状显微图片。图3为实例1的cmc/cp/mmt的xrd图谱。具体实施方式下面结合实例进一步说明本发明。实例一：（1）将40g脱灰牛皮、2g氢氧化钠和200ml水加入500ml三口烧瓶中，75℃下，搅拌6h，静置12h，于4000rpm离心5min。上层清液加入盐酸将水解液ph调为7，得到牛皮胶原蛋白水解液。加入2g十二烷基硫酸钠和2g的聚乙二醇辛基苯基醚与牛皮胶原蛋白水解液混合，得到牛皮胶原蛋白的水解液-聚乙二醇辛基苯基醚共混表面活性剂（cp-sds/tr）。（2）将30g钠基蒙脱土与300ml水在70℃恒温水浴锅中搅拌4h，然后降温至40℃，加入150g步骤a制备的cp-sds/tr溶液，搅拌2.5小时。降至常温后超声处理10min。继续加入1.5g羧甲基纤维素钠搅拌30分钟后，置于80℃烘箱干燥12小时后，研磨，得到羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）。（3）花生粕中的黄曲霉素干吸附实验：精密称取花生粕样品5.0g，加入0.5gcmc/cp/mmt粉末，在80℃于振荡床中振荡吸附30min，吸附完成后，鼓风吹去cmc/cp/mmt粉末，测定花生粕样品中黄曲霉素含量，吸附前后的花生粕中黄曲霉素含量从753.4ppb降低至为64.5ppm。实例二：（1）将60g脱灰牛皮、4g氢氧化钠和300ml水加入500ml三口烧瓶中，80℃下，搅拌6h，静置12h，于4000rpm离心5min。上层清液加入盐酸将水解液ph调为7，得到牛皮胶原蛋白水解液。加入3g十二烷基硫酸钠和3g的聚乙二醇辛基苯基醚与牛皮胶原蛋白水解液混合，得到牛皮胶原蛋白的水解液-聚乙二醇辛基苯基醚共混表面活性剂（cp-sds/tr）。（2）将25g钠基蒙脱土与250ml水在75℃恒温水浴锅中搅拌4h，然后降温至45℃，加入200g步骤a制备的cp-sds/tr溶液，搅拌2.0小时。降至常温后超声处理5min。继续加入5g羧甲基纤维素钠搅拌60分钟后，置于80℃烘箱干燥12小时后，研磨，得到羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）。然后，同实施例一步骤（3）的方法进行吸附实验，吸附前后的花生粕中黄曲霉素含量从753.4ppb降低至为65.9ppm。实例三：（1）将50g脱灰牛皮、4g氢氧化钠和250ml水加入500ml三口烧瓶中，85℃下，搅拌6h，静置12h，于4000rpm离心5min。上层清液加入盐酸将水解液ph调为7，得到牛皮胶原蛋白水解液。加入4g十二烷基硫酸钠和4g的聚乙二醇辛基苯基醚与牛皮胶原蛋白水解液混合，得到牛皮胶原蛋白的水解液-聚乙二醇辛基苯基醚共混表面活性剂（cp-sds/tr）。（2）将30g钠基蒙脱土与200ml水在80℃恒温水浴锅中搅拌4h，然后降温至40℃，加入80g步骤a制备的cp-sds/tr溶液，搅拌3.0小时。降至常温后超声处理20min。继续加入4g羧甲基纤维素钠搅拌45分钟后，置于80℃烘箱干燥12小时后，研磨，得到羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）。然后，同实施例一步骤（3）的方法进行吸附实验，吸附前后的花生粕中黄曲霉素含量从753.4ppb降低至为66.3ppm。实例四：（1）将45g脱灰牛皮、3g氢氧化钠和250ml水加入500ml三口烧瓶中，80℃下，搅拌6h，静置12h，于4000rpm离心5min。上层清液加入盐酸将水解液ph调为7，得到牛皮胶原蛋白水解液。加入1.5g十二烷基硫酸钠和2.5g的聚乙二醇辛基苯基醚与牛皮胶原蛋白水解液混合，得到牛皮胶原蛋白的水解液-聚乙二醇辛基苯基醚共混表面活性剂（cp-sds/tr）。（2）将20g钠基蒙脱土与250ml水在85℃恒温水浴锅中搅拌4h，然后降温至50℃，加入150g步骤a制备的cp-sds/tr溶液，搅拌4.0小时。降至常温后超声处理30min。继续加入3g羧甲基纤维素钠搅拌100分钟后，置于80℃烘箱干燥12小时后，研磨，得到羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）。然后，同实施例一步骤（3）的方法进行吸附实验，吸附前后的花生粕中黄曲霉素含量从753.4ppb降低至为67.6ppm。实例五：（1）将55g脱灰牛皮、3.5g氢氧化钠和300ml水加入500ml三口烧瓶中，85℃下，搅拌6h，静置12h，于4000rpm离心5min。上层清液加入盐酸将水解液ph调为7，得到牛皮胶原蛋白水解液。加入2g十二烷基硫酸钠和2.5g的聚乙二醇辛基苯基醚与牛皮胶原蛋白水解液混合，得到牛皮胶原蛋白的水解液-聚乙二醇辛基苯基醚共混表面活性剂（cp-sds/tr）。（2）将15g钠基蒙脱土与250ml水在90℃恒温水浴锅中搅拌4h，然后降温至60℃，加入120g步骤a制备的cp-sds/tr溶液，搅拌3.5小时。降至常温后超声处理15min。继续加入4g羧甲基纤维素钠搅拌120分钟后，置于80℃烘箱干燥12小时后，研磨，得到羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）。然后，同实施例一步骤（3）的方法进行吸附实验，吸附前后的花生粕中黄曲霉素含量从753.4ppb降低至为68.1ppm。表1不同cmc/cp/mmt的制备方法的影响实验组实例一实例二实例三实例四实例五白色粉末白色粉末白色粉末白色粉末白色粉末黄曲霉素含量（吸附前/ppb）753.4753.4753.4753.4753.4黄曲霉素含量（吸附后/ppm）64.565.966.367.668.1吸附效率（%）91.4491.2591.2091.0390.96表1显示，吸附前后的花生粕中黄曲霉素含量从753.4ppb降低至为64.5ppm，吸附率可达91.44%，远低于行业标准。针对上述技术效果以实例一为例分析。实例一中将步骤（1）所制备的复配表面活性剂cp-sds/tr于罗氏泡沫仪中测定泡沫产生的高度，于具塞试管中记录配表面活性剂的泡沫稳定性。该步骤（1）制备的cp-sds/tr其表面张力约为36.04mn/m，与十二烷基硫酸钠和聚乙二醇辛基苯基醚相比具有良好的泡沫稳定性，其泡沫稳定性结果如图1所示，图1显示cp-sds/tr表面活性剂的泡沫高度及泡沫稳定性均优于单独采用sds及表面活性剂tr。此外，从图2可以看出表面活性剂sds泡沫形态规律，大小不均匀；表面活性剂tr泡沫壁面薄，形态大小也不均匀；而cp-sds/tr表面活性剂的泡沫形态稳定，泡沫壁稳定，所以步骤（1）制备出优良的模板剂用于后续步骤（2）复合材料的制备。步骤（2）制备的羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料（cmc/cp/mmt）性能测试，如表1所示，实例一的测定花生粕样品中黄曲霉素含量，吸附前后的花生粕中黄曲霉素含量从753.4ppb降低至为64.5ppm，吸附率高达91.44%，远优于现有的吸附剂。通过对实例一采用xrd测定羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料中蒙脱土的层间距，羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料的xrd测试结果显示（如图3），蒙脱土层间距较钠基蒙脱土相比001面基本没有出峰，说明cmc和胶原水解液能够有效地在蒙脱土层间进行插层改性，羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料具有良好的空隙度，显著提高对花生粕样品中黄曲霉素的吸附，同时也得到了剥离型的蒙脱土复合材料。此外，不仅在于羧甲基纤维素钠/胶原/蒙脱土复合材料良好的空隙度，而且，由于制备的复合材料中含有大量胶原水解液的活性基团，也可以进一步提高对花生粕中的黄曲霉素进行有效的吸附效果。以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的但不限于具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。当前第1页12