近年来,随着浓缩苹果汁生产企业规模的不断扩大,苹果汁产量的不断增长,苹果渣产量也随之增加。其通常被用作饲料、肥料或燃料,甚至被丢弃,这使得大量的苹果渣资源被浪费。苹果渣的高值利用是延长苹果产业链的关键所在。苹果渣中总膳食纤维含量高达70%以上,其中水不溶性膳食纤维约占60%以上。水不溶性膳食纤维包括纤维素、半纤维素以及木质素等,且纤维素为水不溶性膳食纤维的主要成分。对其进行改性后可获得具有良好功能特性的材料,从而实现苹果渣的资源化和高值利用,对促进苹果产业可持续发展具有重要意义。本研究以苹果渣纤维素为基础原料,对其进行胺化改性,制得胺化苹果渣纤维素;然后对胺化改性前后的苹果渣纤维素进行结构表征与表面形态鉴定;最后测定了胺化改性前后苹果渣纤维素对胆红素的吸附活性,探究了胺化改性对纤维素吸附活性的影响。主要研究结果如下:(1)苹果渣纤维素胺化改性的正交试验结果表明,各因素对胺化苹果渣纤维素中氮元素增加量影响的大小顺序为:乙二胺浓度>反应时间>反应温度>NaHCO3添加量。胺化苹果渣纤维素制备的最佳工艺为:乙二胺浓度25%,反应温度75℃,反应时间7.5h,NaHCO3添加量3.00g。此时,产品中氮元素增加量为1.34%,产品得率为89.78%。经胺化改性后苹果渣纤维素的堆积密度、填充密度和水合密度分别降低了 36.73%、23.53%和24.20%;持水性、持油性和溶胀性分别提高了 33.75%、1.69%和22.45%。(2)由改性前后苹果渣纤维素结构表征结果可得:经红外光谱分析,胺化苹果渣纤维素在 3167.68 cm-1、1119.38 cm-1 及 830.08 cm-1 出现了-NH2的特征吸收峰;经核磁共振谱分析发现,取代反应位点为纤维素葡萄糖环C6上的伯羟基,并在δ为57.50 ppm和48.52 ppm处的两个新峰是与胺基相连的C引起的,这均说明胺基被成功引入苹果渣纤维素上。X-射线衍射与核磁共振分析发现,未改性的苹果渣纤维素的结晶类型为典型的纤维素Ⅱ型,但胺化改性后其结晶类型不再是典型的纤维素Ⅱ型,结晶度从58.26%降至52.35%。由扫描电镜分析可知,胺化改性后苹果渣纤维素表面变得粗糙,有明显褶皱,不平整,结构疏松多孔。热重分析结果表明,胺化改性后苹果渣纤维素的热稳定性略有降低。(3)由静态吸附动力学曲线可知,胺化改性后苹果渣纤维素较未改性苹果渣纤维素更容易与胆红素形成较强的连接方式,2.5 h后吸附达到平衡,平衡吸附量为6.52 mg/g。由扫描电镜结果可得,吸附后的胺化苹果渣纤维素表面附着较多的胆红素。这表明胺化改性可显著提高苹果渣纤维素对胆红素的吸附能力。由各单因素对吸附效果影响的结果分析可知,pH值约为7.4时,胺化苹果渣纤维素对胆红素的吸附性能最好;随着离子强度的增大,胺化苹果渣纤维素对胆红素的吸附量显著降低;胺化苹果渣纤维素对胆红素的吸附作用主要为物理吸附。(4)胺化苹果渣纤维素对胆红素吸附的正交试验结果表明,吸附温度是胺化苹果渣纤维素对胆红素的吸附效果影响最大的因素,且胺化苹果渣纤维素对胆红素的最佳吸附条件为:吸附温度37℃,吸附时间3.0h,胺化苹果渣纤维素添加量0.15 g,胆红素溶液浓度0.30 g/L。此时,胺化苹果渣纤维素对胆红素的吸附量为9.75 mg/g。由胺化苹果渣纤维素对胆红素的吸附等温曲线分析可知,胺化苹果渣纤维素对溶液中胆红素的吸附规律符合Freundlich 方程。