酸酶法制备纳米豆渣纤维素

以富含纤维素的豆渣为原料,采用酸预处理粉碎后的豆渣,预处理条件为3 mol/L的HCl,水解温度100℃,水解时间120 min,HCl溶液添加量与原料比值为50∶1(mL∶g)。以酸预处理干燥后得到的样品作为纤维素酶水解的原料,通过单因素和正交实验,获得制备纳米纤维素的最佳酶解条件:酶用量3 000U/g,pH5.0,温度55℃,时间6 h,液料比20 mL/g。通过扫描电镜和透射电镜检测,制备出的纳米豆渣纤维素呈微球状,粒度为15～50nm。     

微波辅助制备醋酸纳米豆渣纤维素工艺研究

本试验以酸水解法制备的纳米豆渣纤维素为原料,采用微波辅助表面乙酰化法制备醋酸纳米纤维素,研究微波处理时间、微波处理功率、反应时间、反应温度、浓硫酸与纳米豆渣纤维素浆(含水量90%)比、醋酸酐与纳米豆渣纤维素浆糊(含水量90%)比6个因素对醋酸纳米豆渣纤维素取代度的影响。通过正交试验可确定制备醋酸纳米纤维素的最佳工艺:微波处理时间30 s,微波处理功率240 W,反应温度为50℃,反应时间3 h,浓硫酸与纳米豆渣纤维素浆(含水量90%)比为1:10(mL/g),醋酸酐与纳米豆渣纤维素浆(含水量90%)比为6:5(mL/g)。在该条件下获得的醋酸纳米纤维素取代度为0.205 0。再利用TEM(透射电镜)对产物进行表征,可得到改性后产物颗粒粒径并未发生改变。     

响应面试验优化苹果渣微晶纤维素制备工艺

研究利用苹果渣纤维素制备微晶纤维素的方法过程。在水解时间50min、水解温度100℃条件下,采用响应曲面设计法设计、分析,研究酸水解纤维素制备微晶纤维素时,各因素料液比、盐酸质量分数和次氯酸钠添加量及3因素间两两交互作用对微晶纤维素得率的影响。结果表明,各因素对得率影响的显著性表现为盐酸质量分数＞料液比＞次氯酸钠添加量。分析等高线和响应面,得出各因素两两之间的交互作用对得率都显著。通过求解回归方程得出最佳工艺条件为料液比1:25(g/mL)、盐酸质量分数6%、次氯酸钠添加量2.5mL/100mL,此条件下微晶纤维素制备得率达到69.5%。     

酸法制备芦苇微晶纤维素工艺的研究

探讨以芦苇浆粕为原料制备芦苇微晶纤维素的可行性及工艺条件.用HCl为溶剂采用正交实验法对制备条件进行研究.结果表明,最佳制备工艺条件为:HCl质量分数6％,水解时间60min,水解温度80℃,液比1∶10;其中水解温度的影响较大,水解产物聚合度(DP)为270.6 L/g,结晶度为73.2％,得率为85.4％;红外光谱和X射线能谱分析表明,所得产物为纤维素Ⅰ型,即微晶纤维素.     

酸解法制备大豆皮微晶纤维素的研究

以大豆皮为原料,采用酸解法制备大豆皮微晶纤维素。通过单因素实验和L9（43）正交实验,研究了料液比、硫酸浓度、酸解时间、酸解温度对制备大豆皮微晶纤维素得率及聚合度的影响。实验结果表明：酸解温度是影响大豆皮制备微晶纤维素的最重要因素,其次是硫酸浓度,酸解时间跟料液比在此实验范围内对测定结果的影响较小,制备大豆皮微晶纤维素的最佳工艺为温度95℃、硫酸浓度3%、酸解时间60min、料液比为1：10（g/mL）。在此最佳条件下,微晶纤维素的得率达到30.12%,聚合度为312。     

酒糟纤维素提取工艺研究

研究碱浓度、水解温度和料液比等因素对纤维素提取效果的影响,优化酒糟纤维素提取工艺条件.结果表明,纤维素的提取率及纯化程度主要受碱浓度的影响,在氢氧化钠浓度为0.5 mol/L、料液比1∶10、碱水解温度为60℃时,纤维素提取效果最好.     

响应面试验优化芦笋茎秆微晶纤维素的制备工艺

以芦笋茎秆为原料,采用稀酸水解法制备微晶纤维素。以微晶纤维素得率为指标,对试验中酸水解条件盐酸质量分数、料液比和水解温度进行优化,并在单因素试验基础上通过响应面试验选出最优的制备工艺条件。结果表明:在水解时间60 min时,制备芦笋茎秆微晶纤维素的最佳工艺条件为盐酸质量分数6%、料液比1︰20(g/m L)、水解温度95℃,此条件下微晶纤维素得率达到43.57%。     

纤维素酶制备香蕉皮纳米纤维素的工艺条件研究

采用纤维素酶法制备香蕉皮纳米纤维素。研究酶解时间、纤维素酶浓度、酶解温度3个因素对香蕉皮纳米纤维素产率的影响,通过响应曲面分析方法优化其酶解工艺,得到纤维素酶法制备香蕉皮纳米纤维素的最佳合适的工艺条件。结果表明:最佳条件为温度60℃,酶浓度200μ/mL,酶解时间180min,产率为53.08%。     

柚皮微晶纤维素的制备及其结构特性研究

采用盐酸水解法制备柚皮微晶纤维素,通过单因素试验,分别考察HCl浓度、酸解时间、酸解温度对柚皮微晶纤维素制备工艺的影响。在此基础上,通过正交试验优化制备工艺条件,并确定了柚皮微晶纤维素制备工艺的最佳条件:HCl体积分数为8%、酸解温度为60℃、酸解时间为80 min。利用红外光谱、X衍射、扫描电镜对柚皮微晶纤维素晶型结构、微观形态进行表征。柚皮微晶纤维素为纤维素I型结构,相对结晶度为71.26%,表面形态粗糙,呈长杆状。     

纤维素高值化利用制备微晶纤维素

以溶解浆为原料,通过Fe3+作为催化剂酸水解、分离、纯化制备微晶纤维素(MCC)粗产品。确定最优的稀酸水解浓度和Fe3+浓度,同时对水解残液成分进行初步分析。最终水解条件为,水解温度80℃,Fe3+浓度0.3 mol/L,水解时间60 min,HCl浓度2.0 mol/L。对制备的MCC分析与表征结果表明,MCC主要成分为纤维素,其晶型结构仍为纤维素Ⅰ型,结晶度为73.0%,与原料相比增加了18.2个百分点,聚合度下降至100左右;所得的MCC质均长度集中分布在200~400μm之间;水解残液中还原糖得率为1.56%。     

Simultaneous Extraction of Carboxylated Cellulose Nanocrystals and Nanofibrils via Citric Acid Hydrolysis—Sustainable Route

In this study, cellulose nanocrystals (CNC) with surface carboxylic groups were prepared from bleached softwood pulp by hydrolysis with concentrated citric acid at concentrations of 60 wt%~80 wt%. The solid residues from acid hydrolysis were collected for producing cellulose nanofibrils (CNF) via post high-pressure homogenization. Citric acid could be easily recovered after hydrolysis reactions through crystallization due to its low water solubility or through precipitation as a calcium salt followed by acidification. Several important properties of CNC and CNF, such as dimension, crystallinity, surface chemistry, thermal stability, were evaluated. Results showed that the obtained CNC and CNF surfaces contained carboxylic acid groups that facilitated functionalization and dispersion in aqueous processing. The recyclability of citric acid and the carboxylated CNC/CNF give the renewable cellulose nanomaterial huge potential for a wide range of industrial applications. Furthermore, the resultant CNC and CNF were used as reinforcing agents to make sodium carboxymethyl cellulose (CMC) films. Both CNC and CNF showed reinforcing effects in CMC composite films. The tensile strength of CMC films increased by 54.3% and 85.7% with 10 wt% inclusion of CNC and CNF, respectively. This study provides detailed information on carboxylated nanocellulose prepared by critic acid hydrolysis; a sustainable approach for the preparation of CNC/CNF is of significant importance for their various uses.     

高压微射流均质法制备二十二碳六烯酸藻油脂质体及其性质分析

本实验通过高压微射流均质法制备二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）藻油脂质体，以平均粒径、包封率为主要评价指标，研究大豆磷脂与胆固醇质量比、吐温-80用量、高压微射流均质压力等因素对DHA藻油脂质体的影响。在单因素试验基础上，通过响应面优化试验确定最佳制备工艺参数：大豆磷脂质量浓度为20 mg/mL，大豆磷脂与DHA藻油质量比为4∶1，大豆磷脂与胆固醇质量比为11.9∶1，吐温-80用量为大豆磷脂质量的15%，高压微射流均质压力为138 MPa，均质次数5 次。在此条件下，DHA藻油脂质体平均粒径为（59.35±3.05）nm，多分散指数为0.189±0.025，包封率为（94.2±2.9）%。此外，对DHA藻油脂质体的理化性质进行了分析，通过透射电子显微镜观察发现DHA藻油脂质体的微观结构为球状，且分布均匀；通过差示扫描量热法分析发现，与未经高压微射流均质处理脂质体相比，高压微射流均质处理有效地提高了脂质体的相变温度；稳定性分析实验结果表明，经高压微射流均质处理过的DHA藻油脂质体具有良好的物理稳定性、贮藏稳定性及氧化稳定性。     

超声波辅助酸法制备纳米薯渣纤维素的工艺研究

为了提高甘薯加工副产品的高值化利用,以甘薯渣纤维素为原料,应用超声波辅助酸法制备纳米薯渣纤维素。通过对超声波功率、酸体积分数、酸解温度和酸解时间4个影响因素进行单因素及正交试验,获得了纳米薯渣纤维素的最佳制备条件,并通过透射电镜和X-射线衍射对其进行进一步的分析。结果表明:纳米薯渣纤维素制备的最佳工艺参数为超声波功率120 W、酸体积分数65%、酸解温度55℃、酸解时间120 min,此条件下纳米薯渣纤维素的产率为42.85%;纳米薯渣纤维素的形态表现为不规则球状,粒径在20～40 nm范围内,并且其仍具有纤维素的晶型,结晶度有明显的提高。     

利用豆渣生产高活性膳食纤维的研究

本文介绍了以豆渣为原料，采用微生物发酵和动态超高压均质处理对大豆膳食纤维进行改性研究，得到了可溶性膳食纤维含量达30％以上的高活性大豆膳食纤维。研究了不同发酵条件和不同处理压力对提高豆渣中可溶性膳食纤维（SDF）含量的影响，结果表明利用发酵法可提高可溶性膳食纤维的含量达15％以上，动态超高压均质处理法可将可溶性膳食纤维含量提高到35％以上，而发酵处理后使得超高压均质处理提高可溶性膳食纤维含量更容易，在均质压力为40MPa下均质即可将可溶性膳食纤维含量提高到30％。     

豆渣高温改性结合超声辅助酶解生产水溶性膳食纤维的工艺研究

采用新鲜豆渣为原料,将高温改性技术与超声波辅助酶解技术相结合,探索生产高活性水溶膳食纤维的可行方法。在单因素实验的基础上,通过正交实验确定豆渣水溶性膳食纤维的最优工艺条件。实验结果表明,预处理豆渣粉首先在液固比10mL/g,130℃下高温改性100min;干燥粉碎后,继续在酶底比1200:1,液料比20:1,超声功率650W的条件下超声酶解120min,可溶性膳食纤维的产量将达到峰值。每10g原料中,可获得3.91g的可溶性膳食纤维。高温改性后样品通过超声波辅助酶解深加工,样品的质量性状也大幅提高,其持水性与膨胀性分别达到了14.48g/g和12.32mL/g。本实验结论对水溶性膳食纤维的生产与商业化应用都将具有重要意义。     

大豆分离蛋白-茶皂素复合乳化剂制备山茶油纳米乳液及其性质研究

为提高山茶油稳定性、减少化学合成乳化剂使用量,本研究主要采用微射流高压均质技术,利用大豆分离蛋白(Soy Protein Isolate,SPI)与茶皂素(Tea Saponin,TS)作为复合乳化剂制备山茶油纳米乳液。研究了茶皂素与大豆分离蛋白比例、复合乳化剂质量分数、山茶油质量分数、均质压力对山茶油纳米乳液的平均粒径、多分散性指数(Polydispersity Index,PDI)、ζ-电位、浊度等性质的影响。结果表明,山茶油纳米乳液的最佳制备工艺参数为:茶皂素与大豆分离蛋白比例为2:1,复合乳化剂质量分数为3%,山茶油质量分数为10%,均质压力为100 MPa,得到山茶油纳米乳液的平均粒径为(198.800±1.558) nm,PDI为(0.140±0.017),ζ-电位为(-53.600±0.497) mV,浊度为(3661.224±45.996) cm-1。透射电镜观测结果表明,山茶油被包埋于复合乳化剂中且均匀分布在乳液体系中。流变特性研究表明,山茶油纳米乳液具有良好的动力学稳定性。储存稳定性表明,复合乳化剂稳定的山茶油纳米乳液在4、25、50 ℃下具有良好的储藏稳定性。     

Effects of limited enzymatic hydrolysis with pepsin and high-pressure homogenization on the functional properties of soybean protein isolate

Effects of limited enzymatic hydrolysis with pepsin and/or high-pressure homogenization in acid condition on the functional properties and structure characteristic of soybean protein isolate (SPI) were investigated. Functional properties, including protein solubility, surface hydrophobicity, particle size distribution, the ability of resisting freezing/thawing, foaming properties and dynamic surface properties were evaluated. Result showed that, single acid treatment could improve functional properties of SPI, but was not as effective as single or combined pepsin hydrolysis and high-pressure homogenization in acid condition. Emulsibility, the ability of resisting freezing/thawing and foaming capacity of soybean proteins were remarkably improved by the combination treatment, but no improvement of foaming stability was detected. Changes of structures were detected by surface hydrophobicity, and hydrodynamic diameter. It was found that aggregates existed in all treated samples. Besides, more flexible and soluble aggregates were observed in samples treated by limited pepsin proteolysis, high-pressure homogenization and the combination treatments, which might contribute to their functional properties.     

Effect of High Pressure Homogenization Treatment on Structure and Properties of Soybean Residue Cellulose Nanofibers

To reduce the adverse effects of non-cellulose materials on subsequent homogenization, the effects of a high-pressure homogenization treatment on the structure and properties of cellulose nanofibers (CNF) prepared by acid treatment of soybean residue were studied. The effects of the number of homogenization step on the microfibrillation degree, crystalline structure and mechanical properties of the soybean residue were analyzed by SEM, FT-IR, XRD, TG and DTG. The results showed that an increase in the number of homogenization steps led to an increase in the degree of microfibrillation, a more uniform distribution of the CNF diameter, and an increase in the crystallinity of CNF. However, but when the number of homogenization steps exceeded 15, the rate of change decreased, and the crystallinity of CNF decreased. As the number of homogenization steps increased, the average degree of polymerization and average molecular weight of CNF decreased continuously, and after 15 homogenization steps, their rate of change also decreased. Therefore, 15 steps of high-pressure homogenization represented a suitable number of steps to prepare the soybean residue CNF with an average diameter of 15 nm.     

纳米纤维素晶体的性能研究

竹子溶解浆经植物粉碎机预处理,再用硫酸水解制备纳米纤维素晶体(NCC)。利用马尔文激光粒度仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)对原料及纳米纤维素晶体的尺寸、形貌、晶体特性、结构和热性能进行表征。结果表明:NCC的Z均粒径为128.7nm;竹浆经机械粉碎部分纤维长链被切断;由TEM图观察可知NCC为棒状,直径5~10nm,长度100~200nm;竹浆及NCC属于纤维素Ⅰ型,结晶度由竹浆的64.27%提高到72.04%;FTIR图谱表明竹浆与NCC化学结构基本一致;TGA分析表明NCC的热稳定性低于竹浆,但NCC的降解速率较竹浆缓慢,并且NCC的热解残余率增大。