近日，中國熱科院加工所食品加工研究室在將甘蔗加工副產物——甘蔗渣轉化為乳液穩(wěn)定劑方面取得新進展。研究團隊從甘蔗渣中提取并制備了一種能有效穩(wěn)定Pickering乳液的納米纖維素，為甘蔗加工副產物的利用提供了新策略。
甘蔗是全球最重要的糖料作物，廣泛種植于120多個國家，其蔗糖產量約占全球糖產量的80%。甘蔗加工的主要副產品是甘蔗渣。據(jù)統(tǒng)計，加工每噸甘蔗會產生約270-280公斤甘蔗渣。目前，大部分甘蔗渣被當作廢棄物，給環(huán)境帶來了較大壓力。然而，甘蔗渣富含纖維素，含量約為48%，是一種尚未充分利用的纖維素資源。
圖1 研究工作內容縮略圖
研究團隊通過從甘蔗渣中提取纖維素并將其轉化為羧基化纖維素納米纖維（CCN），將其作為 Pickering 乳液的穩(wěn)定劑，從而成功提高了甘蔗渣的利用率。通過傅里葉變換紅外光譜和 X 射線衍射分析，確認了CCN的結構和功能基團。實驗結果表明，CCN 顯示出良好的乳化性能。接觸角測量顯示，CCN具有穩(wěn)定水包油型Pickering乳液的潛力。隨著CCN濃度的增加，乳液液滴尺寸逐漸減小，且在較高濃度下乳液的穩(wěn)定性顯著提高。此外，CCN穩(wěn)定的乳液在堿性環(huán)境中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，即使在儲存30天后仍能保持穩(wěn)定。綜上所述，從甘蔗渣中提取制備的CCN是一種有效的Pickering乳液穩(wěn)定劑，且所得乳液具有顯著環(huán)境穩(wěn)定性。未來，CCN有望替代傳統(tǒng)表面活性劑，應用于開發(fā)沙拉醬等乳液基食品、提高乳飲料的穩(wěn)定性以及作為載體遞送功能活性物質等領域。本研究為甘蔗渣的合理處置與增值利用提供了有價值的參考，同時也拓展了可用于穩(wěn)定Pickering乳液的納米纖維素來源。
相關研究成果以 “Carboxylated cellulose nanofibrils from sugarcane bagasse as stabilizers for Pickering emulsions” 為題發(fā)表于《LWT - Food Science and Technology》。中國熱科院加工所科研人員胡宏和華中農業(yè)大學聯(lián)培碩士研究生沈小倩為論文共同第一作者，中國熱科院加工所周偉研究員和黃曉兵副研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金、海南省重點研發(fā)等項目的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.117225
