把蔬菜水果放進(jìn)保鮮袋或者套上一層保鮮膜能(néng)夠有朋花效緩解蔬果變質。但塑料制品的大量使用也帶來了愈發(fā)嚴重的環拿醫境問題和能(néng)源問題。各國(guó)紛紛出台相關政策以積極應山村對(duì)。我國(guó)在2020年發(fā)布了習什史上最嚴“限塑令”，許多一次性塑料制品正在慢慢淡出我們的生活。新白木年伊始，法國(guó)正式啟動限塑令，包括黃瓜、檸檬和務媽橙子在内的30種(zhǒng)水果和蔬菜都(工又dōu)禁止用塑料袋包裝。

為解決不可降解塑料帶來的挑戰，研究人員積極開(kāi)發(f從書ā)環保可再生的新材料作為替代品。植物細胞壁的主要成(chén章城g)分是纖維素，將(jiāng)其納米化（或超微細化）處理後(花子hòu)制成(chéng)的纖維素納米開水纖維（Celluouse Nanofibers，CN北靜F）具有重量輕、韌性強、可降解等特點，在地白食品包裝領域具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力。但CNF的工業生産仍然工都面(miàn)臨著(zhe)嚴重的成(chéng)本挑大做戰。2019年全球大約生産了4500萬t胡蘿蔔，榨老愛汁後(hòu)剩下的胡蘿蔔渣（占胡蘿蔔初始質量的3離城0%~50%）通常被(bèi)認為是廢料，但卻是生産歌窗高質量CNF的優質原料。瑞士聯邦材料科學(個哥xué)與技術研究所Tanja Zimmerm房長ann和Gustav Nystr?m帶領研究人員以胡蘿蔔渣為原料，通過喝小(guò)漂白、微流化等工藝制成(chéng)的纖維這海素納米纖維懸浮液可以用做蔬果保鮮塗層，無毒無害甚嗎妹至可食用，能(néng)夠將(jiāng)香蕉的保質期延長(cháng)自匠一個多星期。相關内容以Sustainable但睡 Cellulose Nanofiber Films from信自Carrot Pomace as Spraya我內ble Coatings for Food Packaging Applic我業ations為題發(fā)表在《A會對CS Sustainable Chemistry謝些& Engineering》上。

胡蘿蔔CNF的制備

以兩(liǎng)種(zhǒn村制g)不同新鮮度的胡蘿蔔（剛采摘近自的和室溫儲存三周後(hòu)的胡蘿蔔）為原料，用廚房料理機將(jiāng我照)其榨成(chéng)汁，收集胡能路蘿蔔渣用大量熱水(80℃)洗滌過(guò)濾後(hòu)對通厭(duì)其進(jìn)行漂白處理。接著(zhe)使用微流化設備多次處理胡快快蘿蔔渣和水的混合物，最終得到(dào)胡蘿蔔CNF懸浮液。漂公作白和微流化工藝是制作CNF十分重要的環節。未漂白的胡蘿蔔渣樂刀通過(guò)微流化器時(shí)的平均流速顯著降低，照商甚至可能(néng)堵塞微流化設備。漂白工藝可錯筆以溶解木質素、半纖維素等非纖維素部分，有利于胡術做蘿蔔渣更有效地原纖化成(chéng)來森CNF。使用微流化設備處理原料10次後(hòu)，所有胡蘿蔔渣纖維都(d鐵作ōu)能(néng)夠成(chéng)雪員功地分解成(chéng)具有經(jīn去你g)典網絡結構和高縱橫強力比的納米纖維。

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懸浮液并熱場高壓可以得到(dào)CNF薄膜。熱壓時(shí)，胡蘿蔔納冷站米纖維由于物理纏結和強靜電相互作用會(huì)形成(chéng)緻密的網呢水絡結構，該網絡具有分層結構。新鮮胡蘿媽了蔔和陳舊胡蘿蔔形成(chéng)的薄膜厚度十分接近，這(zh男數è)說(shuō)明胡蘿蔔的原始形話醫态對(duì)整體成(chéng)膜能(néng)力幾乎區家沒(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，這資司(zhè)是由于木質素會(huì)幹擾原纖維間氫鍵的形成(票空chéng)。所有胡蘿蔔CNF的穩定性良好(hǎo)，在常規環境下可以儲存山學6個月以上。而當暴露于特定的有氧堆肥條件下時(sh高南í)又能(néng)夠在1個月以内快速降解。CNF膜具有親飛兵水性，水分入侵破壞纖維素鍊，使其易于被購還(bèi)土壤中的微生物降解。薄膜的生物降解過(guò)程不受胡蘿蔔原料和漂聽音白預處理的影響。總的來說(shu湖好ō)，CNF薄膜均勻、表面(miàn)光滑、半透明綠家，機械性能(néng)良好(hǎo)，在幹燥條件下具有合适的透氧率，員化表現出應用于食品包裝的潛能(néng)。漂白工厭要藝由于産生了更緻密的結構，有效提升了哥從CNF薄膜的拉伸強度和模量。未漂白的薄膜透明度較低，白一呈橙色，但在紫外線波長(cháng)範圍内具有很強的唱雜吸收性，具有屏蔽紫外線的能(néng化好)力。

不同胡蘿蔔CNF薄膜的SEM家時圖像、透光率和照片

胡蘿蔔CNF懸浮液的保鮮效果

使用霧化噴霧器將(jiāng)質量分數為0.5科業%的胡蘿蔔CNF懸浮液噴灑在香蕉表面(miàn)上，室溫計她幹燥香蕉5min。接著(zhe)重複該過(guò)程兩(l行刀iǎng)次，以确保香蕉被(bèi)CNF懸濁液完全均勻地包裹起(qǐ)來。厭她在14天内每天對(duì)香蕉進(jìn)行稱重和目雨靜視觀察，以确定胡蘿蔔CNF噴塗的效果。儲存14年資天後(hòu)，未塗覆保護膜和塗火歌覆了未漂白CNF膜的香蕉酶促褐變嚴重，而塗覆了漂白CNF膜的你樹香蕉褐變明顯延遲，且果肉成(ch答作éng)熟度更低、果實堅固、瘀睡民傷更少，表面(miàn)漂白的CNF膜則具有良好(hǎo)的保鮮效果。塗層為香森行蕉有效隔絕了部分水分和氧氣，使得水果的呼吸速率/乙烯産量下降。塗有漂草慢白CNF膜的香蕉的重量損失略低離友于未漂白的CNF，并顯著低于未塗膜的香蕉。未塗層香蕉的平均粗答費糙度（RMS）為63μm；使用未漂白的C妹哥NF塗層時(shí)，該數字略微增加至76μm，表明該塗層不夠均勻。黃可而漂白的CNF塗層，RMS粗糙度降國裡低至37μm，這(zhè)意味著(zhe)塗層在香蕉皮的整個表說習面(miàn)上更加均勻。綜上所述，還厭漂白 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)香蕉的保護購體效果（21℃ 、 60% RH）