TEMPO氧化- 高壓均質聯用制備柑橘納米纖維素及其性質表征

陳 歡， 鐘洪浩， 王魯峰,2,*

(1.華中農業大學 食品科技學院， 湖北 武漢 430070；2.環境食品學教育部重點實驗室， 湖北 武漢 430070)

纖維素是廣泛存在于自然界的天然高分子化合物，可從多種植物中獲得，由結晶區和無定形區組成，具有生物兼容性、可降解性、可持續性等特點[1]。物理、化學處理可破壞纖維素無定形區，形成直徑小于100 nm的納米纖維素[2]。研究發現納米纖維素具有極其優異的特性，如高比表面積、可再生性、高比強度和剛度、對環境友好等[3]，已被廣泛應用于復合材料、生物醫療、食品原料領域[4]。

目前，納米纖維素的制備主要通過機械破碎的方式[5]。但該方法耗能較大。通過化學方法或酶法對纖維素進行預處理后再進行機械破碎能有效降低生產能耗[6]。 2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)氧化在溫和的水浴環境中進行，反應完成后，對纖維素進行簡單的機械處理就可獲得納米纖維素，極大減少了單純機械處理需要的能源[7]。Pinto等[8]通過TEMPO氧化與超聲處理后成功得到了甘蔗渣納米纖維素。但目前關于TEMPO氧化對纖維素功能性質影響的研究還不夠全面，且尚未見到TEMPO氧化技術在柑橘納米纖維素制備方面的應用。本研究考慮將TEMPO氧化技術與高壓均質技術聯用制備柑橘納米纖維素，以期達到降低能耗的目的。

柑橘作為全球最受歡迎的水果之一，大量的皮渣被當作廢棄物丟棄，全世界每年大概會產生1.1～1.2億t柑橘廢料，造成了嚴重的環境污染[9]。而柑橘皮渣中含有大量的膳食纖維，具有優異的功能特性(如持水性)，不僅能增加食品的黏度，還能用作乳化劑改善食品品質[10]。……