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纳米纤维素的制备及其在食品领域中的应用研究进展

2021-12-16董秀瑜唐世英杨贺棋李欣蔚赵梓印汪秋宽丛海花

食品工业科技 2021年24期

董秀瑜,唐世英,杨贺棋,周 新,李欣蔚,赵梓印,汪秋宽,周 慧,丛海花,武 龙

(大连海洋大学食品科学与工程学院, 辽宁大连 116023)

纤维素是地球上储量最为丰富的天然碳水化合物聚合物。其主要通过植物光合作用合成,并作为骨架成分存在于细胞壁中[1]。纤维素是由β-1,4-糖苷键连接的D-葡萄糖单元聚合而成的线性大分子[2]。天然结晶性纤维素均具有I型结晶结构[3-4]。不同来源的纤维素,结晶结构也存在显著差异[5-12]。纤维素在高等植物中的含量一般可达35%~50%[13-14],据评估年产量高达1010~1011t[15]。另外在藻类以及部分微生物和海洋动物中的含量也不容忽视。纤维素具有可再生、可生物降解、安全性高等特点[16-17],在可持续发展背景下,纤维素作为一种极具潜力的生物质资源已受到全球广泛关注[18-19]。

纳米纤维素是指至少有一维空间尺寸小于100 nm的纤维素晶体[20]。大量研究表明,降至纳米尺度的高度结晶性纤维素拥有独特的宏观理化性质,并具有高度的应用潜力。迄今,以高等植物、海藻及微生物培养物等生物质为原料制备纳米纤维素均有报道[21-22]。近年来,为提高资源利用率与附加值,以农、林、水产加工副产物为对象开展纳米纤维素研究开发备受瞩目[23],也是本文关注的重点。根据原料来源和制备方法等的不同,纳米纤维素主要分为三种类型[24]:a.纤维素纳米晶体(Cellulose nanocrystal, CNC),又称作纳米结晶纤维素(Nanocrystalline cellulose, NCC)、纤维素纳米晶须(Cellulose nanowhisker, CNW)。通常通过强酸水解制得,一般呈球状、短棒状或晶须状,具有高机械强度;b.纤维素纳米微纤维(Cellulose nanofibrils, CNF),又称作纳米纤丝化纤维素(Nanofibrillated cellulose, NFC)。……

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