[發(fā)明專利]一種木薯渣納米纖維素-木薯淀粉薄膜及其制備方法

在審

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• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113831563A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃麗婕;魏哲豪;韓曉雪;王亞男;陳浩彬;陳寶定;謝銳邦;黃崇杏;劉楊
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L3/02;C08L1/08;C08K5/053
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 張曉冬

本發(fā)明涉及食品包裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種木薯渣納米纖維素?木薯淀粉薄膜及其制備方法。一種木薯渣納米纖維素?木薯淀粉薄膜，其特征在于，按重量份計，由以下原料制備而成：5份木薯淀粉、0.1?0.5份改性的納米纖維素Z?J?CNF和1.5份丙三醇。本發(fā)明制備得到復(fù)合薄膜在拉伸強度、水蒸氣透過系數(shù)、水中溶解度和接觸角等方面的性能都得到明顯的改善，進而使復(fù)合薄膜具有更高的拉伸，更好的阻隔性、更低的水溶性和更好的疏水性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及食品包裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種木薯渣納米纖維素-木薯淀粉薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

纖維素是最豐富的生物聚合物資源，具有低成本、無毒、可再生、生物相容、可生物降解和化學(xué)穩(wěn)定的特點。在世界范圍內(nèi)，蔬菜每年生產(chǎn)數(shù)百億噸纖維素，使纖維素成為最大的有機碳儲存庫。纖維素也由被囊動物和微生物合成。因此，纖維素被認(rèn)為是幾乎無限的原料來源，可以滿足生物相容性和環(huán)境友好型食品包裝日益增長的需求。

納米纖維素是由纖維素大分子形成的具有納米級尺寸的粒子。與纖維素相比，納米纖維素以其低成本、低密度、可再生、高表面積、高化學(xué)反應(yīng)活性、高強度和模量、高彈性、高透明度、高拉伸剛性、重量輕、熱膨脹低、可回收和可生物降解的天然優(yōu)勢(由于其納米尺寸特性)等優(yōu)異的性能在各個領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。

纖維素納米纖維(CNF)具有高強度、剛度、比表面積大和重量輕的特點，更重要的是，CNF可再生和可生物降解。CNF在塑料復(fù)合材料和聚合物薄膜、薄膜、造紙涂料、食品添加劑、醫(yī)藥化妝品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。

淀粉是一種天然的、低成本的、豐富的生物聚合物，廣泛用于可生物降解共混物和復(fù)合材料的制備。由于淀粉符合產(chǎn)生無毒殘留物的期望，而且相對容易從環(huán)境中獲得，這使它成為一種成本效益材料。

淀粉膜具有良好的透明度、可食性、安全性和耐折性，因此淀粉被認(rèn)為是最具有發(fā)展前景的綠色包裝材料之一。但純淀粉膜具有脆性大、力學(xué)性能不高和阻水性能較差等缺點，限制了淀粉基薄膜的進一步發(fā)展。為了改善淀粉膜的性能，需要擴大其使用范圍。

淀粉基薄膜是透明、無毒的，對氧氣和水分的滲透性較低。然而，低機械阻力和對水的高靈敏度限制了這些薄膜的使用，特別是在水分高的食品中，因此不適合作為包裝材料。將纖維素納米晶或納米纖維素等有機納米顆粒加入可降解基質(zhì)中，以改善以淀粉為基礎(chǔ)的薄膜的機械和阻隔性能。

木薯渣是工業(yè)生產(chǎn)淀粉和乙醇的廢料，我國每年有大量的木薯渣被直接掩埋或丟棄，這不僅造成資源的浪費，而且還會污染環(huán)境。如果能夠?qū)⑦@些木薯渣有效利用，木薯渣的商業(yè)價值勢必會大幅度提高。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種木薯渣納米纖維素-木薯淀粉薄膜及其制備方法，以解決我國每年有大量的木薯渣被直接掩埋或丟棄，這不僅造成資源的浪費，而且還會污染環(huán)境的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個目的在于提供一種木薯渣納米纖維素-木薯淀粉薄膜，按重量份計由以下原料制備而成：5份木薯淀粉、0.1-0.5份改性的納米纖維素Z-J-CNF 和1.5份丙三醇。

本發(fā)明的第二個目的在于提供上述木薯渣納米纖維素-木薯淀粉薄膜的制備方法，按重量份比，取5份木薯淀粉、0.1-0.5份改性的納米纖維素Z-J-CNF和 1.5份丙三醇加入100份蒸餾水中，攪拌均勻，水浴加熱至90℃并攪拌30min，常溫下，將成膜液超聲20min除去氣泡后倒入塑料培養(yǎng)皿中，50℃下干燥8h，將薄膜從模具中取下，即得復(fù)合薄膜。

本發(fā)明的第三個目的在于提供上述改性的納米纖維素Z-J-CNF的制備方法，其包括以下步驟：