纳米纤维素的制备及其在食品领域中的应用研究进展

纤维素是地球上含量最为丰富的天然有机聚合物。纳米纤维素一般以高等植物、海藻及微生物由来的天然纤维素为原料,运用酸水解、机械处理、氧化处理及酶降解等纳米化工艺而制备。原料与制备技术对于产物的微观形态、化学结构与聚集态结构影响显著。纳米纤维素的理化结构赋予其独特的宏观性质以及功能特性;加之可再生、可生物降解、安全性高等优势;近年来,纳米纤维素在食品包装、食品添加剂以及功能性食品中的应用研究方兴未艾,并已取得显著进展。本文对国内外在纳米纤维素的制备工艺、结构性质及其在食品领域的应用相关研究成果进行梳理总结,以期为基于纳米纤维素的食品科技研发工作提供参考。     

可食性褐藻纤维素的分离纯化与结构分析

以我国主要可食性褐藻海带和裙带菜为对象,对其中的纤维素成分进行分离纯化,并分析纤维素的结构属性。海带的纤维素含量明显高于裙带菜,二者纤维素的提取率分别达原料干质量的5.59%及2.61%。通过酸水解-高效液相色谱分析及傅里叶变换红外光谱分析,提取的纤维素的纯度分别达99.86%及98.91%。海带纤维素的平均聚合度为813,高于裙带菜纤维素的315。粉末X射线衍射分析揭示了2种褐藻纤维素均具有天然高度结晶性结构,结晶度指数分别达72.06%和71.48%,与市售高等植物来源微晶纤维素的水平相当。对X射线衍射图谱的进一步解析表明:褐藻纤维素的结晶性区域以单链三斜晶系(Iα)为主,显著区别于高等植物纤维素的双链单斜晶系(Iβ)为主的结构。研究结果以期为优质膳食纤维资源的开发提供参考。