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食品与发酵工业2026年第02期:阳离子单宁-玉米醇溶蛋白纳米体系构建及其在抗生素废水处理中的应用

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作者:陈雅琼;金仕杭;周月明;李杏彬;吴岱萌;孟嘉怡;孙家怡;

单位:上海健康医学院药学院;索理思(上海)化工有限公司;

摘要:针对水体中抗生素污染的严重问题,高效易得且环境友好的抗生素去除剂亟待开发。该研究用反溶剂分散法构建了阳离子单宁-玉米醇溶蛋白(cationic tannin-zein, CAT-Zein)复合纳米体系,对其进行理化性能的表征和形成机制的探讨,并考察纳米颗粒对水样中头孢类抗生素的去除效果及其影响因素。结果显示,当阳离子单宁和玉米醇溶蛋白的质量比为1∶5时,CAT-Zein纳米颗粒的分散程度和稳定性最好,且呈现近球形颗粒状,平均粒径为81.34 nm,平均PDI为0.353,平均zeta电位为56.8 mV,相较于对照样玉米醇溶蛋白(Zein)纳米颗粒31.5 mV的zeta电位值,正电荷量上升明显。CAT-Zein和Zein 2种纳米颗粒在28 d内都具有良好的贮藏稳定性。CAT-Zein纳米颗粒中,阳离子单宁的加入使得玉米醇溶蛋白的存在状态以及分子的晶体结构发生了变化,阳离子单宁和玉米醇溶蛋白之间存在着氢键和疏水作用等非共价相互作用力,形成了一种新的复合物。在抗生素的去除方面,相较于Zein纳米颗粒,CAT-Zein纳米颗粒对头孢噻吩钠的去除率显著提升,并发现pH值是对抗生素去除效果重要的影响因素,pH=6.0时,头孢噻吩钠的去除效果最好,去除率可达近90%。CAT-Zein纳米颗粒的开发,为水体中头孢类抗生素的去除提供了有效解决方案,同时突破了单宁在水处理中的应用限制,为进一步开发高效、绿色的水处理材料提供了新的思路。

关键词:阳离子单宁;;玉米醇溶蛋白;;纳米颗粒;;抗生素去除;;水处理

基金资助:上海高校教师产学研践习计划项目(沪教委人[2024]34号)