close

2022年12月14-16日,生物降解材料研究院、TK生物基材料主辦,中科國生、微構工場、豐原生物協辦的《生物基與降解材料2022年度大會暨頒獎典禮》將在蘇州舉辦,會議將發布PBAT、BDO、PLA等材料年度數據,現誠邀行業專家、企業代表出席,歡迎報名參展參會。

纖維素是由葡萄糖單元以β-1,4-糖苷鍵連接而成的高分子多糖,其在自然界中分布廣泛、含量豐富,可以從許多植物中分離獲得,是一種可再生和可生物降解的天然聚合物。

納米纖維素是採用物理或化學方法打破纖維素的長鏈結構而形成至少有一維空間尺寸小於100nm的纖維素晶體。農林廢棄物是纖維素的主要來源,因此,納米纖維素的開發和研究不僅擁有豐富的低成本的原料,而且還可以促進農林廢物的回收,提升其利用率和附加值,減少環境污染。本文主要對納米纖維素在食品工業應用中的所要面臨的挑戰進行了一個概述。

一、製備工藝的環保和經濟性有待提升
納米纖維素的常規製備方法主要是酸解法和機械法。雖然在工藝設計中考慮到回收再利用,但在酸水解時由於強酸的腐蝕性和產生大量化學廢物限制了此方法的廣泛應用;機械處理時由於纖維素高度有序的氫鍵網絡,從天然纖維中釋放納米纖維素需要大量的能量,造成能耗大、生產成本高。
有研究使用酶法、酶預處理再與機械或化學處理相結合的方法,以探究環保節能的方式生產納米纖維素 ,但若單一使用生物酶法會提高成本,混合法的工藝和效果有待深入研究。因此,探尋經濟和環保的 CNCs 生產方法將是研究者們持續努力的方向。
二、應用性能需改性拓展
納米纖維素不溶於水和普通有機溶劑,性質穩定。納米纖維素表面含有大量的羥基,使其顯示出良好的親水性,然而這使其在非極性溶劑中的分散性差,呈現出與疏水基質的不相容性和較差的界面粘附性。表面多羥基性為納米纖維素的改性提供了豐富的活性基團。
主要利用其表面的伯羥基進行改性,可採用引入帶電離子基團、乙酰化或接枝等方法改性,改變其表面疏水性,從而改善納米纖維素在特定溶劑中的相容性和分散性。因此,今後研究中可探尋安全多樣的改性方法,以進一步拓展其應用範圍。
三、安全性需深入探索
納米纖維素是一種納米尺度的纖維素衍生物,其安全性目前仍然未徹底確認,因此可能會給人類或環境帶來未知的風險。通常情況下納米纖維素被普遍認為是安全的(GRAS),可作為食品成分使用,且納米纖維素還可以通過調控技術遞送營養物質,降低營養成分的消化率和提高生物利用度。
採用細胞培養和動物實驗模型進行的研究發現納米纖維素幾乎沒有細胞毒性或有潛在的較低的細胞毒性,但也有報道指出 CNFs 的長期攝入改變了大鼠胃腸的微生物多樣性,選擇性地減少了某些物種;此外,CNFs 改變了上皮細胞連接基因的表達,增加了細胞因子的產生。
CNFs 與 CNCs 相比,在細胞毒性和氧化應激反應方面相對更具有潛在的風險,這可能是由於 CNFs 的形貌相對較長,巨噬細胞無法完全吞噬。這些結果說明納米纖維素在食品工業中廣泛使用有可能存在的潛在風險,其安全性還需更深入的探究。
猜您喜歡
往期精選▼

1.供不應求!生物基BDO優勢突出,前景廣闊

2.瑞典皇家理工學院:製備可降解的木質纖維素生物複合材料

3.金髮3萬噸聚乳酸項目環評獲批

4.加州大學:開發出在海水中生物降解的鞋子

轉發文章,進生物基產業鏈交流群

1.區域群
上海、廣東、海南、京津冀生物降解材料和製品群
2.產品群
PLA、PHA生物降解塑料交流群
澱粉基材料交流群、生物基產業交流群
納米纖維素交流群、生物基呋喃新材料、HMF產業交流群

(掃碼進群)
arrow
arrow
    全站熱搜
    創作者介紹
    創作者 鑽石舞台 的頭像
    鑽石舞台

    鑽石舞台

    鑽石舞台 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()