近日，中国热科院加工所食品加工研究室在将甘蔗加工副产物——甘蔗渣转化为乳液稳定剂方面取得新进展。研究团队从甘蔗渣中提取并制备了一种能有效稳定Pickering乳液的纳米纤维素，为甘蔗加工副产物的利用提供了新策略。
甘蔗是全球最重要的糖料作物，广泛种植于120多个国家，其蔗糖产量约占全球糖产量的80%。甘蔗加工的主要副产品是甘蔗渣。据统计，加工每吨甘蔗会产生约270-280公斤甘蔗渣。目前，大部分甘蔗渣被当作废弃物，给环境带来了较大压力。然而，甘蔗渣富含纤维素，含量约为48%，是一种尚未充分利用的纤维素资源。
研究团队通过从甘蔗渣中提取纤维素并将其转化为羧基化纤维素纳米纤维（CCN），将其作为 Pickering 乳液的稳定剂，从而成功提高了甘蔗渣的利用率。通过傅里叶变换红外光谱和 X 射线衍射分析，确认了CCN的结构和功能基团。实验结果表明，CCN 显示出良好的乳化性能。接触角测量显示，CCN具有稳定水包油型Pickering乳液的潜力。随着CCN浓度的增加，乳液液滴尺寸逐渐减小，且在较高浓度下乳液的稳定性显著提高。此外，CCN稳定的乳液在碱性环境中表现出良好的稳定性，即使在储存30天后仍能保持稳定。综上所述，从甘蔗渣中提取制备的CCN是一种有效的Pickering乳液稳定剂，且所得乳液具有显著环境稳定性。未来，CCN有望替代传统表面活性剂，应用于开发沙拉酱等乳液基食品、提高乳饮料的稳定性以及作为载体递送功能活性物质等领域。本研究为甘蔗渣的合理处置与增值利用提供了有价值的参考，同时也拓展了可用于稳定Pickering乳液的纳米纤维素来源。
相关研究成果以 “Carboxylated cellulose nanofibrils from sugarcane bagasse as stabilizers for Pickering emulsions” 为题发表于《LWT - Food Science and Technology》。中国热科院加工所科研人员胡宏和华中农业大学联培硕士研究生沈小倩为论文共同第一作者，中国热科院加工所周伟研究员和黄晓兵副研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、海南省重点研发等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.117225
