酸水解和酶水解对纤维形态结构的影响研究

杜敏 李新平 王志杰

摘 要：分别采用盐酸和纤维素酶对漂白针叶木浆进行水解，制得酸水解纤维素和酶水解纤维素，通过分析比较水解后纤维素在聚合度、粒径、微观形态以及理化性能上的区别，研究这两种方法制备的纤维素在形态、结构、性能上的差异。结果表明，漂白针叶木浆经盐酸在高温下水解1 h，纤维素聚合度下降到200左右，纤维平均长度下降到0.1～0.2 mm，经机械粉碎后呈椭圆形颗粒状，平均粒径27.49 μm；漂白针叶木浆经纤维素酶水解24 h后，纤维素聚合度降低到700左右，纤维平均长度也下降到0.1～0.2 mm，经机械粉碎后呈棒状颗粒，平均粒径38.77 μm。酸水解纤维素较酶水解纤维素具有较大的表观密度、持水力以及较好的流动性。

关键词：酸水解纤维素；酶水解纤维素；聚合度；粒径；形态

中图分类号：TQ353.1

文献标识码：A

DOI：10.11980/j.issn.0254508X.2018.01.002

微晶纤维素（Microcrystalline cellulose， MCC）是由植物纤维原料水解至聚合度15～375后再经干燥、粉碎得到的功能化纤维素产品，其主要结构以β1，4葡萄糖苷键连接而成的直链多糖[13]。微晶纤维素一般呈短棒或粉末状，其颗粒大小为20～80 μm，不具纤维性而流动性极强，不溶于水、稀酸、有机溶剂和油脂，在稀碱溶液中能够部分溶解、润胀，在羧甲基化、乙酰化、酯化过程中具有较高的反应活性[17]，因此，被广泛应用于食品[1，6]、医药[89]、制革[7]、复合材料[1011]等领域。

微晶纤维素通常采用稀酸水解的方法制备[59]，除此以外，也有采用物理法[12]、酶水解法[13]以及酸水解和酶水解相结合的方法[14]制备。虽然纤维素的酶水解较酸水解具有工艺条件温和、无污染等特点[13]，但利用酶水解制备微晶纤维素方面的研究和应用非常有限。……