把蔬菜水果放進(jìn)保鮮袋或者車拍套上一層保鮮膜能(néng)夠有效麗劇緩解蔬果變質。但塑料制品的大量使用也友樹帶來了愈發(fā)嚴重的環境問題和能(néng)妹銀源問題。各國(guó)紛紛出台相關政策以積極應對(d短友uì)。我國(guó)在2020年發(fā)布了史上最嚴“限塑令”，許多一次了了性塑料制品正在慢慢淡出我們的生活。新年伊始，法國(guó)正式啟動限冷的塑令，包括黃瓜、檸檬和橙子在内的30種(zhǒn畫廠g)水果和蔬菜都(dōu)禁止用塑料袋包裝。

為解決不可降解塑料帶來的挑戰，研究空呢人員積極開(kāi)發(fā)環保可再體雨生的新材料作為替代品。植物細胞壁的主要成(chéng)分是纖維素，將(jiān有吃g)其納米化（或超微細化）處理後(h學吧òu)制成(chéng)的纖維素納米纖維（Celluo計用use Nanofibers，CNF）具有高紅重量輕、韌性強、可降解等特點，在食品包裝領域具有巨大的開(kāi)發(f上雪ā)潛力。但CNF的工業生産仍然面(miàn)臨著(zhe劇慢)嚴重的成(chéng)本挑戰。2019年全球木村大約生産了4500萬t胡蘿蔔，榨汁後(hòu)剩下的胡蘿蔔渣（占胡蘿蔔初術北始質量的30%~50%）通常被(bèi)認為是廢料，但卻是生産高質量務拿CNF的優質原料。瑞士聯邦材料科學(xué)與技術研究區子所Tanja Zimmermann和Gustav Nystr?答志m帶領研究人員以胡蘿蔔渣為原料，通過(guò亮子)漂白、微流化等工藝制成(chéng)的纖維素納米纖維懸湖城浮液可以用做蔬果保鮮塗層，無毒無害甚至可食用，能(néng)夠將(jiāng長但)香蕉的保質期延長(cháng)一個多星期。相關内容以Sust司月ainable Cellulose Nanofiber Fil都麗ms fromCarrot Pomace as Sp輛白rayable Coatings for Food Packaging Ap的高plications為題發(fā)表在員光《ACS Sustainable Chemistry& Engine事吃ering》上。

胡蘿蔔CNF的制備

以兩(liǎng)種(zhǒng)不同新員快鮮度的胡蘿蔔（剛采摘的和室溫儲存三周後(hòu)的胡蘿蔔）為原料，用廚房料計輛理機將(jiāng)其榨成(chéng)汁，收集胡蘿蔔渣用大量熱水(8要照0℃)洗滌過(guò)濾後(hòu)對(duì)其進(jìn)行漂白處理。老什接著(zhe)使用微流化設備多次處理胡蘿蔔渣和水的自校混合物，最終得到(dào)胡蘿道有蔔CNF懸浮液。漂白和微流化工藝是制作CNF十分吃這重要的環節。未漂白的胡蘿蔔渣通過(guò)微流化器時(shí)的平均流速制花顯著降低，甚至可能(néng)我音堵塞微流化設備。漂白工藝可以溶解木質素、半纖維素等非問理纖維素部分，有利于胡蘿蔔渣更有效地原纖化成(ch坐農éng)CNF。使用微流化設備處靜冷理原料10次後(hòu)，所有胡蘿蔔渣纖維都(dōu)能(nén小白g)夠成(chéng)功地分解成(chéng河討)具有經(jīng)典網絡結構和高縱橫強力比的納米纖維章視。

用胡蘿蔔渣制作CNF的過(guò)程示意圖

CNF薄膜的表征和性能(néng)

真空過(guò)濾質量分數為0.5％的CNF懸浮液并熱壓可以得到(dào和章)CNF薄膜。熱壓時(shí)，胡蘿蔔納米綠林纖維由于物理纏結和強靜電相互作用會(huì)形成(chéng)緻密的網絡結構，森這該網絡具有分層結構。新鮮胡蘿蔔和陳舊胡蘿蔔形成(chéng)的薄膜厚度十分都頻接近，這(zhè)說(shuō)明胡蘿蔔的原始形态市到對(duì)整體成(chéng)膜能(néng)力幾乎綠樂沒(méi)有影響。漂白處理的胡蘿蔔則有利于産生更為緻密的薄膜，這(zhè商什)是由于木質素會(huì)幹擾原纖維間氫鍵的形成(chéng司機)。所有胡蘿蔔CNF的穩定性良好(h雨校ǎo)，在常規環境下可以儲存6個月以上。而當暴露于特定的有氧堆肥條生兵件下時(shí)又能(néng)夠在1個月以内快美得速降解。CNF膜具有親水性，水分入侵破壞纖維素鍊，使其易于被(bèi)土壤中的裡秒微生物降解。薄膜的生物降解過(guò)程不受胡蘿蔔原料用年和漂白預處理的影響。總的來說(shuō)，CNF薄膜均勻、表面(miàn)月舞光滑、半透明，機械性能(néng)良好(hǎo)，在幹燥放視條件下具有合适的透氧率，表現出應用于食品包裝的潛能(né東什ng)。漂白工藝由于産生了更緻密的結構，有效提升了做門CNF薄膜的拉伸強度和模量。未漂白的薄膜透明度較低，呈橙色，但在紫外樂兵線波長(cháng)範圍内具有很強的吸收性，具有屏蔽紫外線的能(né聽區ng)力。

不同胡蘿蔔CNF薄膜的SEM圖像、拍事透光率和照片

胡蘿蔔CNF懸浮液的保鮮效果遠妹

使用霧化噴霧器將(jiāng)質量分數為0路內.5%的胡蘿蔔CNF懸浮液噴灑在香蕉表面(miàn)上，室溫幹燥香蕉少暗5min。接著(zhe)重複該過(guò)程兩(l音作iǎng)次，以确保香蕉被(bèi)CNF懸一遠濁液完全均勻地包裹起(qǐ)來。在14天内每天對(du術冷ì)香蕉進(jìn)行稱重和目視觀察，以放視确定胡蘿蔔CNF噴塗的效果。儲存14天後(hòu朋來)，未塗覆保護膜和塗覆了未漂白CNF膜的香蕉酶促褐變嚴重，而塗覆了漂白CNF從行膜的香蕉褐變明顯延遲，且果肉成(chéng)遠銀熟度更低、果實堅固、瘀傷更少，表面(miàn)漂白的CNF膜則具有良好(hǎo作綠)的保鮮效果。塗層為香蕉有效隔絕了部分水分和氧氣，使得水果的呼吸速率/乙烯線器産量下降。塗有漂白CNF膜的香蕉的重量損失略中暗低于未漂白的CNF，并顯著低于未塗膜的香蕉。未塗樂子層香蕉的平均粗糙度（RMS）為遠舊63μm；使用未漂白的CNF塗層時(shí)，該數字略微增件姐加至76μm，表明該塗層不夠均勻。而漂窗志白的CNF塗層，RMS粗糙度降低至37μm，這(zhè)線嗎意味著(zhe)塗層在香蕉皮的整個表面(miàn)上更加均勻。綜上所述，匠近漂白 CNF懸浮液的噴塗塗層最适合應用于食品保鮮包裝。

漂白和未漂白的胡蘿蔔CNF塗層對(duì)香蕉劇討的保護效果（21℃ 、 60% RH）