内葡萄糖酶预处理有助于分离量身定制的纤维素纳米纤维,结合节能和高性能包装
Bruno Las-Casas1, Valdeir Arantes1
1Laboratory of Applied Bionanotechnology, Department of Biotechnology, University of São Paulo - Lorena School of Engineering, Lorena, SP 12602-810, Brazil.
International journal of biological macromolecules
|May 27, 2023
概括
纤维素纳米纤维 (CNF) 薄膜提供可持续的包装解决方案. 内葡萄糖酶预处理优化了CNF的隔离,增强了膜特性,如屏障性能和热稳定性,减少了能量.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物材料工程 生物材料工程
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 纤维素纳米纤维 (CNFs) 是对包装合成聚合物的有希望的生物替代品.
- CNF薄膜的性能高度依赖于纤维特性,在隔离过程中会发生变化.
- 优化CNF隔离是实现所需的包装膜性能的关键.
研究的目的:
- 调查内葡萄糖酶辅助机械提炼对CNF特性的影响.
- 了解除,酶负载和反应时间的变化如何影响CNF属性.
- 为了评估来自包装优化隔离工艺的CNF薄膜的性能.
主要方法:
- 纤维素纳米纤维素 (CNFs) 通过使用内葡萄糖酶辅助的机械超精炼来分离.
- 采用实验设计方法来研究酶负载和反应时间的影响.
- 分析了CNF特征 (结晶性,大小,表面积,粘度,面积比,聚合程度).
- 准备了CNF薄膜,并评估了它们的热稳定性,机械强度,耐油性和氧传递率.
主要成果:
- 酶负荷显著影响了结晶度指数,结晶体大小,表面积和粘度.
- 脱率的程度严重影响了面积比,聚合程度和颗粒大小.
- 经过优化后的CNF薄膜表现出高热稳定性 (~300°C),抗拉强度 (104-113 MPa),优异的耐油性 (套件第12号) 和低氧气传导率 (1.00-3.17 cc·m−2·day−1).
结论:
- 内葡萄糖酶预处理使优质包装薄膜能节能地隔离CNF.
- 与对照组相比,经过酶处理的CNF薄膜具有增强的传导性,屏障特性和降低的湿透性.
- 这种方法可以产生适合先进包装应用的高性能CNF薄膜,而不会损害机械或热性能.
