近日，生命科學與工程學院生物資源開發與環境健康創新研究團隊在中科院一區化學類TOP期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（IF = 8.025）發表了題為“Preparation and characterization of starch-based composite films reinforced by quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) straw cellulose nanocrystals”的研究論文（DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2023.124938）。該論文以蘭州理工大學為第一單位和通訊單位，任海偉教授為第一作者，2020級碩士研究生徐志航為共同第一作者，楊偉霞博士為通訊作者。
該研究以藜麥秸稈為原料，通過一系列化學處理方法制備得到平均長度190.29 ± 125.25 nm，平均寬度20.34 ± 4.69 nm，結晶度83.47%的高純度纖維素納米晶（QCNCs），并將其應用于高直鏈玉米淀粉（HACS）復合膜的保鮮性能改善研究。通過響應面優化確定了QCNCs的最佳制備條件為60%（w/w）硫酸濃度、50°C反應溫度和130min反應時間；借助SEM、XRD、TEM等表征分析手段對比分析了不同處理階段的微觀結構。進一步研究發現，添加4-6 wt％的QCNCs能明顯改善HACS復合膜力學性能，提高復合膜對水蒸氣和氧氣的阻隔能力。該研究為藜麥秸稈的高值化利用及QCNCs在淀粉基復合膜中的應用奠定了理論基礎。
QCNCs的制備及復合淀粉膜示意圖
早前，團隊2020級碩士研究生徐志航還在該期刊發表了題為“Preparation of microcrystalline cellulose from agricultural residues and their application as polylactic acid/microcrystalline cellulose composite films for the preservation ofLanzhou lily”的研究成果，該研究從甜高粱、白酒糟、中藥渣和菊芋秸稈中制得微晶纖維素（MCC），再將MCC與聚乳酸（PLA）復合制得MCC/PLA膜材料。該工作系統地研究了不同添加量的MCC對復合膜物理化學性能的影響效果；并詳細地研究了MCC/PLA膜材料對蘭州百合的保鮮效果。該研究成果為農業廢棄物在食品保鮮中的應用提供了一定的理論基礎和技術依據。
上述工作得到國家自然科學基金、甘肅省自然科學基金重點項目、甘肅省知識產權計劃項目和蘭州理工大學紅柳杰出青年人才支持計劃等項目的支持。（撰稿：楊偉霞，徐志航；終審：穆龍）
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