纳米纤维素的制备、结构性质及应用研究进展

纳米纤维素作为一种环境友好型可再生高分子材料,具有很大的应用潜力和生态效益。本文首先介绍了纳米纤维素的结构性质与制备方法,并对其表征手段和改性方法进行了概述,然后详细阐述了纳米纤维素在食品工业领域的最新应用进展,同时借助文献计量学方法分析总结了纳米纤维素领域的研究热点。纳米纤维素的绿色高效生产以及不同功能用途复合材料的研制将是未来该领域亟需研究的重点。

白酒糟制备高纯度微晶纤维素工艺优化及其结构表征

白酒糟含有丰富的纤维素和半纤维素组分,是制备食品添加剂微晶纤维素(MCC)的良好原料来源。在硝酸-乙醇法提取酒糟粗纤维的基础上,探索酸法水解制备高纯度酒糟微晶纤维素(GSMCC)的工艺参数并进行结构表征。着重考察盐酸浓度、温度、液固比和时间4个因素对GSMCC纯度和得率的影响,并通过响应面优化法确定最优工艺参数。结果表明,酒糟粗纤维在温度72.3℃,盐酸质量分数7.5%,液固比25∶1(mL/g)的最优条件下水解2 h,可制得纯度92.57%、聚合度276.39的GSMCC,得率高达89.25%;经漂白后纯度略增至93.31%,聚合度降为255.86。扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X衍射(XRD)分析发现,GSMCC的微观形貌呈不规则颗粒状,具有典型纤维素的红外光谱特征,纤维素晶型为Ⅰ型,结晶度为67.49%。热重分析(TGA)表明GSMCC热稳定性良好。本试验结果说明利用白酒糟制备食品添加剂微晶纤维素的工艺可行且具有良好结构特性。

中药渣制备微晶纤维素工艺优化及其结构表征

以中药渣为原料制备生物基材微晶纤维素(MCC),利用响应面法优化制备工艺参数并分析其结构特性。结果表明:中药渣制备MCC最优工艺参数为液固比20∶1(mL/g)、时间1.5 h、盐酸浓度6.9%、温度71.5℃,此条件下制得的药渣MCC聚合度为220.58、纯度为94.32%、得率为34.88%、结晶度为68.32%。制得的药渣MCC呈不规则片状堆砌结构,具有典型Ⅰ型纤维素晶型结构和分子特征、热稳定性良好,具备用作生物基材的条件。