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纳米晶体纤维素在冰淇淋中的应用

食品工业科技 2014年第4期35卷 294-295,299页

作者：李晓敏蓝海陈珍珍北京纳米纤维素技术研发中心中国国旅贸易有限责任公司北京100020 天津商业大学生物技术与食品科学学院天津300134

将纳米晶体纤维（NCC）作为一种新型稳定剂用于冰淇淋生产，以膨胀率、抗融性、感官评价为判定指标，探索其对冰淇淋品质的影响，并与对照组冰淇淋对比，确定NCC在冰淇淋中的最佳使用量。结果表明：NCC能明显提高冰淇淋抗融性，并能抑... 详细信息

将纳米晶体纤维（NCC）作为一种新型稳定剂用于冰淇淋生产，以膨胀率、抗融性、感官评价为判定指标，探索其对冰淇淋品质的影响，并与对照组冰淇淋对比，确定NCC在冰淇淋中的最佳使用量。结果表明：NCC能明显提高冰淇淋抗融性，并能抑制冰晶增大和改善冰淇淋品质。随着NCC添加量的增加，冰淇淋抗融性和保型性越好；当NCC添加量为0.3％～0．4％时，冰淇淋品质最佳，其抗融性和保型性明显优于对照组；NCC还能抑制冰晶生长，增强实物感，使冰淇淋口感更细腻。

关键词：纳米晶体纤维素冰淇淋膨胀率抗融性感官评价

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纳米晶体纤维素增强磷酸钙骨水泥的研究

纳米晶体纤维素增强磷酸钙骨水泥的研究

作者：赵军胜西南交通大学

学位级别：硕士

磷酸钙骨水泥(Calcium phosphate cement, CPC)在临床上已广泛用作骨组织的修复材料,但由于CPC力学强度不足,尚不能作为负重部位的骨替代材料。纳米晶体纤维素(Nanocrystalline Cellulose, NCC)具有高强度、高结晶度、高比表面积、高长... 详细信息

磷酸钙骨水泥(Calcium phosphate cement, CPC)在临床上已广泛用作骨组织的修复材料,但由于CPC力学强度不足,尚不能作为负重部位的骨替代材料。纳米晶体纤维素(Nanocrystalline Cellulose, NCC)具有高强度、高结晶度、高比表面积、高长径比和价格低廉等优点,常应用于复合材料的增强。此外,NCC还具有可降解和生物相容等特性,可应用于生物材料。因此,本论文将NCC作为增强相与CPC复合,研究和优化NCC/CPC复合材料的制备工艺,使NCC较均匀的分散在CPC中,进而探索NCC对CPC抗压强度、凝固时间、物相组成等性能的影响规律和相关机理。通过与成骨细胞共培养,评价了NCC/CPC复合材料对成骨细胞形貌及活性的影响。选用Biocement D磷酸钙骨水泥配方,首先将不同含量的NCC(0、2wt.%和4wt.%)分散到CPC的液相磷酸盐缓冲液(PBS)中,按液固比0.3 mL/g与CPC粉末调和制备含不同NCC的NCC/CPC复合材料,研究了不同NCC含量对CPC理化性能的影响。结果表明,2%和4%的NCC均可显著提高CPC的抗压强度和断裂韧性,且2%NCC/CPC的抗压强度最高,为26.9±3.4 MPa,与空白CPC相比,抗压强度约提高50%。NCC/CPC的凝固时间随NCC含量的增加而延长,但2% NCC/CPC凝固时间满足临床需求。NCC与Ca2+形成不稳定的配合物,促进了DCPD和CaC03的溶解和转化。NCC的加入使CPC中孔隙和裂纹减少,颗粒尺寸减小。同时NCC具有高长径比,可能对裂纹具有桥接作用,起到补强增韧的作用,从而提高CPC的抗压强度。荧光素7-氨基-4-甲基香豆素(AMC)标记NCC,荧光显微照片表明NCC颗粒在CPC中非均匀分布,其分散性有待于提高。采用TEMPO/NaBr/NaClO催化氧化体系对NCC进行羧基化改性,提高NCC在液相中分散性,通过冷冻干燥得到羧基化的NCC(CNCC)粉末,然后分别制备NCC和CNCC含量为2%的CPC复合材料。研究了CNCC具有最大羧基含量的实验条件,并表征了NCC、CNCC的相关性能,测试了NCC/CPC和CNCC/CPC的抗压强度。结果表明,通过TEMPO催化氧化法在NCC上成功引入-COOH, CNCC获得最大羧基含量的反应条件为：0-5℃(冰水浴)、pH为10.5、TEMPO用量为14 mg/g NCC,最大羧基含量为0.89 mmol/g。NCC约长200 nm,宽15 nm,而CNCC的尺寸有所减小,长约为180 nm,宽10 nm,可能是由于NCC在羧基化过程中颗粒表面的部分非晶成分水解所致。在氧化过程中,因NCC中仍有部分非晶态纤维素发生降解,结晶态纤维素相对含量提高,CNCC的结晶度增大,晶粒尺寸减小,但结构组成没有发生明显的变化。CNCC经冷冻干燥后,得到呈絮状的二次团聚体CNCC粉末,在水中很难再分散,可能会导致所制备的CNCC/CPC存在内部缺陷,因应力集中而造成CNCC/CPC的抗压强度较NCC/CPC低。采用原位合成的方法制备含2wt.%(与CPC固相粉末的质量百分比)NCC和CNCC的HA复合粉体(NCC-HA,CNCC-HA),并与其它固相粉末均匀混合,制备不同CPC(NCC-CPC,CNCC-CPC)。表征了原位合成NCC-HA和CNCC-HA粉体的理化性质及其对CPC抗压强度的影响。结果表明,原位合成的NCC-HA和CNCC-HA具有纳米尺寸,由许多针状和花瓣状结构组成,且CNCC-HA具有更高的结晶度。抗压强度测试结果显示NCC和CNCC以原位合成HA的方式加入CPC后,均能显著提高CPC的抗压强度,分别为38 MPa和45 MPa。其中与空白CPC相比,CNCC-CPC的抗压强度约提高80%,而与NCC-CPC相比,CNCC-CPC的抗压强度约提高20%。NCC和CNCC能促进DCPD的溶解和转化,减少CPC内部的空隙和裂纹。另外,具有高长径比的NCC和CNCC可能对微裂纹具有桥接作用,且能够与基体很好的结合,是NCC和CNCC提高CPC抗压强度的主要原因。CNCC表面具有丰富的-OH和-COOH,对Ca2+的结合能力更强,且CNCC在CPC中具有更好的分散性,更能够有效地阻碍裂纹的扩展,是CNCC-CPC的抗压强度进一步提高的原因。将原位合成制备的CNCC-CPC、NCC-CPC和空白CPC与成骨细胞共培养,评价各CPC上细胞的粘附、增殖和分化能力。活细胞荧光染色和SEM结果表明：各组CPC表面均粘附了大量的成骨细胞,细胞之间通过伪足连接,具有多种形态且有较强的立体感。细胞周围有许多微小的伪足与材料表面紧密连接,呈现良好的细胞活性。Alamar Blue和碱性磷酸酶(Alkaline

关键词：磷酸钙骨水泥纳米晶体纤维素羧基化改性抗压强度分散性原位合成生物相容性

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纳米晶体纤维素的提取及应用

生物技术进展 2016年第1期6卷 35-40页

作者：王亚芳熊悦婷张俊林倩男陈小刚徐桂霞黄必旺福建农林大学生命科学学院福州350002 福建农林大学生物农药与化学生物学教育部重点实验室福州350002 福建农林大学林学院福州350002

从纤维素中提取出的纳米晶体纤维素(NCC)是地球上最丰富的生物聚合物,也是最有潜力的材料。概述了这种新型的纳米复合材料,以及来源于木质类生物质的纳米复合材料的提取程序,包括对木质纤维素生物质的预处理及其水解作用。同时讨论了生... 详细信息

从纤维素中提取出的纳米晶体纤维素(NCC)是地球上最丰富的生物聚合物,也是最有潜力的材料。概述了这种新型的纳米复合材料,以及来源于木质类生物质的纳米复合材料的提取程序,包括对木质纤维素生物质的预处理及其水解作用。同时讨论了生产NCC所面临的挑战和NCC的应用范围及领域,以期为NCC的相关研究提供参考。

关键词：纳米晶体纤维素纤维素提取应用

ZnCl2解离法制备纳米晶体纤维素及其作为纸张增强剂的研究

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ZnCl2解离法制备纳米晶体纤维素及其作为纸张增强剂的研究

作者：欧文福建农林大学

学位级别：硕士

纳米纤维素以其优良性能,日益受到人们的重视。本文以人纤浆为原料,用ZnCl2解离法制备纳米纤维素。通过Design-Expert的Box-behnken模式建立实验数学模型,综合分析比较影响纳米纤维素得率的主要因素,模型的决定系数达0.9967,R2校正值为0... 详细信息

纳米纤维素以其优良性能,日益受到人们的重视。本文以人纤浆为原料,用ZnCl2解离法制备纳米纤维素。通过Design-Expert的Box-behnken模式建立实验数学模型,综合分析比较影响纳米纤维素得率的主要因素,模型的决定系数达0.9967,R2校正值为0.9933,表明该模型拟合程度良好。优化后的最佳条件为原料量1.45g,ZnCl2处理时间为2.94h,ZnCl2浓度为67.53%,超声时间为3.22h。纳米晶体纤维素的得率可达98.5%以上。采用纤维分析仪、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)观察制备实验各阶段纤维素的形态和尺寸。结果表明,人纤浆纤维细长,有少量短纤维碎片,长度主要分布在0.68～5.31mm之间,宽度主要分布在15～60μm,人纤浆制备成的a-纤维素纤维形态基本不变,纤维长度和宽度均略有减小;α-纤维素在ZnCl2溶液与高速均质的协调作用下,变为微纤丝状态,纤维呈棒状,并交织成网状,当ZnCl2对纤维素反应较不充分时,纤维素胶状物网络交织紧密,直径约为35～50nm;当反应较充分时,纤维网状较疏松,纤维长度为160～300nm,直径约为30～50nm。这些微纤丝在超声破碎的作用下,变为颗粒状的纳米晶体纤维,长度为14～40nm,直径约为10～20nm。采用红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)对制备实验各阶段纤维素进行分析,结果表明,人纤浆制备α-纤维素的过程中,其晶型由纤维素Ⅰ部分转变为纤维素Ⅱ,结晶度由60.8%下降为52.9%。a-纤维素、纤维素胶状物和纳米晶体纤维素(CNC)的谱图特征峰并没有明显的变化,表明它们仍然具有纤维素的基本化学结构。通过CNC、微细化纤维素(MFC)或CNC 与 MFC的混合纳米纤维索对纸张进行增强,并检测纳米复合纸的机械性能。结果表明,纳米纤维素可以显著地提高纸张的抗张指数、耐破指数明显提高,而撕裂指数略有下降。网络结构的MFC的机械性能及其留着性高于球状的CNC,故其对纸张的增强效果优于CNC。纸张的抗张指数、耐破指数随着MFC的添加量的增加而提高,撕裂指数则略有下降。当MFC的添加量为9%时,纸浆纤维羟基键合MFC的量基本达到平衡:当MFC添加量继续增加,由于纸浆纤维羟基键合MFC景趋于平衡,MFC的增强效果接近饱和。通过两种方法将纳米纤维素用于增强钢纸,即钢纸原纸添加法和ZnCl2溶液添加法,并测试纳米复合钢纸的拉伸强度。结果表明,这两种方法都能对钢纸的拉伸强度起到很好的增强作用。在钢纸原纸添加法中,钢纸的抗张强度随着钢纸原纸中MFC添加量的增加而明显增大。MFC添加量为10%时,纤维之间的键合基本达到饱和,随后MFC添加量继续增加,钢纸的抗强度略有降低,在ZnCl2深液添加法中,CNC比表面积大于MFC,且颗料更小,更容易进入原纸纤维中间,表面活性更大,使CNC的增强效果高于MFC。在钢纸原纸添加纳米纤维素的方法中,添加在钢纸原纸中的MFC未事先被ZnCl2无限润胀,即结晶区内还有部分氢键未被打开,导致其游离羟基比ZnCl2溶液添加法中溶解于ZnCl2溶液中的MFC少,所以当MFC添加量相同时,在钢纸原纸添加纳米纤维素的方法增强效果低于在ZnCl2溶液中添加纳米纤维素。

关键词：纳米晶体纤维素微纤化纤维素 ZnCl2 响应面分析纳米复合纸纳米复合钢纸

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纳米晶体纤维素-类肝素复合物

科技开发动态 2004年第10期 34-35页

作者：王东山黎国康黄勇中国科学院广州化学研究所 510650

纤维素的发展历程及纳米晶体纤维素的研究概况

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生物技术进展 2016年第1期6卷 30-34页

作者：牟亚妮张俊熊悦婷李宗迪楼杨李苹张灵玲福建农林大学生命科学学院福州350002 福建农林大学林学院福州350002 福建农林大学生物农药与化学生物学教育部重点实验室福州350002

随着对石油等稀缺、不可再生资源替代品需求的日益增长,工业应用中使用可再生材料已成为必然趋势。基于这种现状,源自天然纤维素的一种最丰富的高聚物——纳米晶体纤维素(NCC),就成为最有前途的材料之一。概述了这种新兴的纳米复合材料... 详细信息

随着对石油等稀缺、不可再生资源替代品需求的日益增长,工业应用中使用可再生材料已成为必然趋势。基于这种现状,源自天然纤维素的一种最丰富的高聚物——纳米晶体纤维素(NCC),就成为最有前途的材料之一。概述了这种新兴的纳米复合材料的研究进展,重点介绍了其原材料的发展历程以及纳米晶体纤维的结构和形态,同时介绍了生产NCC所面临的挑战,以期为NCC的研发和应用提供参考。

关键词：纳米晶体纤维素木质素纳米复合材料

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纳米晶体纤维素——肝素复合物

科技开发动态 2004年第9期 32-32页

作者：黎国康黄勇中国科学院广州化学研究所广东省广州市天河区五山乐意居510650

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加拿大新型商业纳米晶体纤维素厂开业

中国林业产业 2021年第4期 65-65页

加拿大林产品协会(FPAC)网站报道,世界上第一个纳米晶体纤维素工厂在加拿大开业,这表明林产业已实现快速转型,其在新兴生物经济中的作用将日益凸显。加拿大林产品创新研究院的研究已促成纳米晶体纤维素工厂Cellu Force正式开工。该厂位... 详细信息

加拿大林产品协会(FPAC)网站报道,世界上第一个纳米晶体纤维素工厂在加拿大开业,这表明林产业已实现快速转型,其在新兴生物经济中的作用将日益凸显。加拿大林产品创新研究院的研究已促成纳米晶体纤维素工厂Cellu Force正式开工。该厂位于加拿大魁北克,生产的纳米晶体纤维素可用于油漆、涂料,胶卷、栅栏、纺织品和复合材料等产品。FPAC首席执行官Avrim Lazar说:"这种发展强化了一种新型商业模式,即通过创新型生物能源、生物化学制品和生物材料的开发利用来促进木材、纸浆和纸产品的产业经济。""从收获的每一棵树上获取更多的价值,对加拿大的经济、环境和社会都有重大影响。"

关键词：首席执行官加拿大魁北克纳米晶体纤维素生物能源林产品新型商业模式开发利用快速转型

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纳米纤维素对小麦淀粉糊化和流变特性的影响

食品研究与开发 2021年第8期42卷 30-37页

作者：高焌茹张思原李宏吕坤凌广西大学轻工与食品工程学院广西南宁530004

将不同比例微晶纤维素(microcrystalline cellulose,MCC)、纳米晶体纤维素(nanocrystaline cellulose,NCC)、纳米纤化纤维素(nanofibrillated cellulose,NFC)与小麦淀粉(wheat starch,WS)复配,对比研究纳米纤维素对小麦淀粉糊化和流变特性的影响。结果表明:NCC和NFC的加入均会使起始糊化温度降低,峰值和终值黏度升高,促进淀粉的糊化,且NFC的作用效果更明显;MCC则会阻碍淀粉的糊化,抑制淀粉的短期回生。NCC和NFC会促进小麦淀粉糊化时更多可溶性直链淀粉的渗出,与MCC相比显著提升小麦淀粉凝胶的持水能力。Power-Law方程拟合静态流变数据发现:MCC、NCC、NFC加入后小麦淀粉凝胶仍为假塑性流体,NCC和NFC可显著提高小麦淀粉凝胶的K值,是良好的增稠剂。动态流变试验发现NCC和NFC的加入增强了小麦凝胶的弹性,凝胶的结构更为致密,质地更坚硬。

关键词：纳米晶体纤维素纳米纤化纤维素小麦淀粉糊化特性流变特性