近日，生命科学与工程学院生物资源开发与环境健康创新研究团队在中科院一区化学类TOP期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（IF = 8.025）发表了题为 “Preparation and characterization of starch-based composite films reinforced by quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) straw cellulose nanocrystals”的研究论文（DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2023.124938）。该论文以兰州理工大学为第一单位和通讯单位，任海伟教授为第一作者，2020级硕士研究生徐志航为共同第一作者，杨伟霞博士为通讯作者。
该研究以藜麦秸秆为原料，通过一系列化学处理方法制备得到平均长度190.29 ± 125.25 nm，平均宽度20.34 ± 4.69 nm，结晶度83.47%的高纯度纤维素纳米晶（QCNCs），并将其应用于高直链玉米淀粉（HACS）复合膜的保鲜性能改善研究。通过响应面优化确定了QCNCs的最佳制备条件为60%（w/w）硫酸浓度、50°C反应温度和130min反应时间；借助SEM、XRD、TEM等表征分析手段对比分析了不同处理阶段的微观结构。进一步研究发现，添加4-6 wt％的QCNCs能明显改善HACS复合膜力学性能，提高复合膜对水蒸气和氧气的阻隔能力。该研究为藜麦秸秆的高值化利用及QCNCs在淀粉基复合膜中的应用奠定了理论基础。
QCNCs的制备及复合淀粉膜示意图
早前，团队2020级硕士研究生徐志航还在该期刊发表了题为“Preparation of microcrystalline cellulose from agricultural residues and their application as polylactic acid/microcrystalline cellulose composite films for the preservation of Lanzhou lily”的研究成果，该研究从甜高粱、白酒糟、中药渣和菊芋秸秆中制得微晶纤维素（MCC），再将MCC与聚乳酸（PLA）复合制得MCC/PLA膜材料。该工作系统地研究了不同添加量的MCC对复合膜物理化学性能的影响效果；并详细地研究了MCC/PLA膜材料对兰州百合的保鲜效果。该研究成果为农业废弃物在食品保鲜中的应用提供了一定的理论基础和技术依据。
上述工作得到国家自然科学基金、甘肃省自然科学基金重点项目、甘肃省知识产权计划项目和兰州理工大学红柳杰出青年人才支持计划等项目的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124938
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.12.198
（撰稿：杨伟霞，徐志航；终审：穆龙）
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