一种木薯渣纳米纤维素-木薯淀粉薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及食品包装技术领域，具体涉及一种木薯渣纳米纤维素

【技术实现步骤摘要】
一种木薯渣纳米纤维素
‑
木薯淀粉薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及食品包装
，具体涉及一种木薯渣纳米纤维素
‑
木薯淀粉薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]纤维素是最丰富的生物聚合物资源，具有低成本、无毒、可再生、生物相容、可生物降解和化学稳定的特点。在世界范围内，蔬菜每年生产数百亿吨纤维素，使纤维素成为最大的有机碳储存库。纤维素也由被囊动物和微生物合成。因此，纤维素被认为是几乎无限的原料来源，可以满足生物相容性和环境友好型食品包装日益增长的需求。
[0003]纳米纤维素是由纤维素大分子形成的具有纳米级尺寸的粒子。与纤维素相比，纳米纤维素以其低成本、低密度、可再生、高表面积、高化学反应活性、高强度和模量、高弹性、高透明度、高拉伸刚性、重量轻、热膨胀低、可回收和可生物降解的天然优势(由于其纳米尺寸特性)等优异的性能在各个领域受到了广泛的关注。
[0004]纤维素纳米纤维(CNF)具有高强度、刚度、比表面积大和重量轻的特点，更重要的是，CNF可再生和可生物降解。CNF在塑料复合材料和聚合物薄膜、薄膜、造纸涂料、食品添加剂、医药化妆品等领域具有广泛的应用价值。
[0005]淀粉是一种天然的、低成本的、丰富的生物聚合物，广泛用于可生物降解共混物和复合材料的制备。由于淀粉符合产生无毒残留物的期望，而且相对容易从环境中获得，这使它成为一种成本效益材料。
[0006]淀粉膜具有良好的透明度、可食性、安全性和耐折性，因此淀粉被认为是最具有发展前景的绿色包装材料之一。但纯淀粉膜具有脆性大、力学性能不高和阻水性能较差等缺点，限制了淀粉基薄膜的进一步发展。为了改善淀粉膜的性能，需要扩大其使用范围。
[0007]淀粉基薄膜是透明、无毒的，对氧气和水分的渗透性较低。然而，低机械阻力和对水的高灵敏度限制了这些薄膜的使用，特别是在水分高的食品中，因此不适合作为包装材料。将纤维素纳米晶或纳米纤维素等有机纳米颗粒加入可降解基质中，以改善以淀粉为基础的薄膜的机械和阻隔性能。
[0008]木薯渣是工业生产淀粉和乙醇的废料，我国每年有大量的木薯渣被直接掩埋或丢弃，这不仅造成资源的浪费，而且还会污染环境。如果能够将这些木薯渣有效利用，木薯渣的商业价值势必会大幅度提高。
[0009]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种木薯渣纳米纤维素
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木薯淀粉薄膜及其制备方法，以解决我国每年有大量的木薯渣被直接掩埋或丢弃，这不仅造成资源的浪费，而且还会污染环境的问题。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0012]本专利技术的第一个目的在于提供一种木薯渣纳米纤维素
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木薯淀粉薄膜，按重量份计由以下原料制备而成：5份木薯淀粉、0.1
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0.5份改性的纳米纤维素Z
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J
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CNF 和1.5份丙三醇。
[0013]本专利技术的第二个目的在于提供上述木薯渣纳米纤维素
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木薯淀粉薄膜的制备方法，按重量份比，取5份木薯淀粉、0.1
‑
0.5份改性的纳米纤维素Z
‑
J
‑
CNF和 1.5份丙三醇加入100份蒸馏水中，搅拌均匀，水浴加热至90℃并搅拌30min，常温下，将成膜液超声20min除去气泡后倒入塑料培养皿中，50℃下干燥8h，将薄膜从模具中取下，即得复合薄膜。
[0014]本专利技术的第三个目的在于提供上述改性的纳米纤维素Z
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J
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CNF的制备方法，其包括以下步骤：
[0015](1)预处理木薯渣：将木薯渣烘干至恒重后，称取木薯渣放入容器中，加入蒸馏水，95℃恒温水浴30min使木薯渣中淀粉糊化，降温至60℃，用质量分数为1％的NaOH调剂pH至5.8，加入质量分数为1％的α
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淀粉酶液，酶解3h 后，100℃下将酶灭活5min，用蒸馏水洗涤木薯渣至pH为中性，过滤，于65℃下干燥8h，得到酶解后的木薯渣CR
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A；
[0016](2)漂白木薯渣：使用质量分数为1％的亚氯酸钠漂白木薯渣CR
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A，并加入乙酸将pH维持在4
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5，在70℃条件下漂白处理2h后，加入与之前同等量的亚氯酸钠和乙酸，继续漂白2h，用蒸馏水洗涤漂白的纤维直至pH为中性，50℃下干燥12h，得到漂白的木薯渣CR
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A
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B；
[0017](3)制备纳米纤维素：使用高压微射流均质机在均质压力为15000psi条件下将木薯渣CR
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A
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B均质30次，收集得到纳米纤维素CNF悬浮液；
[0018](4)L
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苹果酸改性纳米纤维素：取纳米纤维素CNF悬浮液于容器中，油浴加热至110℃后，加入L
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苹果酸和一水合硫酸氢钠，继续加热反应8h后，用蒸馏水在10000r/min条件下离心洗涤5次除去未反应的L
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苹果酸，每次离心 10min，得到L
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苹果酸改性的纳米纤维素Z
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CNF；
[0019](5)硅烷偶联剂改性纳米纤维素Z
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CNF：将硅烷偶联剂加入蒸馏水中，放在磁力搅拌器上搅拌使硅烷偶联剂充分水解，加入纳米纤维素Z
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CNF悬浮液，搅拌均匀后在超声波清洗器中，1000W功率下超声45min，用蒸馏水在10000 r/min条件下离心洗涤5次除去未反应的硅烷偶联剂，每次离心10min，得到硅烷偶联剂改性的纳米纤维素Z
‑
J
‑
CNF。
[0020]作为优选，以g：mL计，步骤(1)中木薯渣的质量和蒸馏水的体积比为1： 10；木薯渣的质量和α
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淀粉酶液的体积比为1：0.5。
[0021]作为优选，以g：mL计，步骤(2)中木薯渣CR
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A的质量和亚氯酸钠溶液的体积比为1：20。
[0022]作为优选，步骤(4)中纳米纤维素CNF悬浮液的体积：L
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苹果酸的质量：一水合硫酸氢钠的质量比为256mL：10g：0.1g；其中，纳米纤维素CNF悬浮液的质量分数为0.392％。
[0023]作为优选，步骤(5)中硅烷偶联剂和纳米纤维素Z
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CNF悬浮液的体积比为0.16：100，其中，硅烷偶联剂为KH550；纳米纤维素Z
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CNF悬浮液的质量分数为0.3％。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0025]本专利技术对木薯渣进行酶解和漂白制备得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木薯渣纳米纤维素
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木薯淀粉薄膜，其特征在于，按重量份计由以下原料制备而成：5份木薯淀粉、0.1
‑
0.5份改性的纳米纤维素Z
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J
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CNF和1.5份丙三醇。2.根据权利要求1所述木薯渣纳米纤维素
‑
木薯淀粉薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按重量份比称取5份木薯淀粉、0.1
‑
0.5份改性的纳米纤维素Z
‑
J
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CNF和1.5份丙三醇加入100份蒸馏水中，搅拌均匀；(2)水浴加热至90℃并搅拌30min，常温下，将成膜液超声20min除去气泡后倒入塑料培养皿中；(3)置于50℃下干燥8h，将薄膜从模具中取下，即得木薯渣纳米纤维素
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木薯淀粉薄膜。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述改性的纳米纤维素Z
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J
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CNF的制备方法包括以下步骤：(1)预处理木薯渣：将木薯渣烘干至恒重后，称取木薯渣放入容器中，加入蒸馏水，95℃恒温水浴30min使木薯渣中淀粉糊化，降温至60℃，用质量分数为1％的NaOH调剂pH至5.8，加入质量分数为1％的α
‑
淀粉酶液，酶解3h后，100℃下将酶灭活5min，用蒸馏水洗涤木薯渣至pH为中性，过滤，于65℃下干燥8h，得到酶解后的木薯渣CR
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A；(2)漂白木薯渣：使用质量分数为1％的亚氯酸钠漂白木薯渣CR
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A，并加入乙酸将pH维持在4
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5，在70℃条件下漂白处理2h后，加入与之前同等量的亚氯酸钠和乙酸，继续漂白2h，用蒸馏水洗涤漂白的纤维直至pH为中性，50℃下干燥12h，得到漂白的木薯渣CR
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A
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B；(3)制备纳米纤维素：使用高压微射流均质机在均质压力为15000psi条件下将木薯...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丽婕，魏哲豪，韩晓雪，王亚男，陈浩彬，陈宝定，谢锐邦，黄崇杏，刘杨，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：