兰州理工大学生命科学与工程学院科研团队在纤维生物材料领域取得新进展

近日，兰州理工大学生命科学与工程学院生物资源开发与环境健康创新研究团队在中科院一区化学类TOP期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（IF = 8.025）发表了题为“Preparation and characterization of starch-based composite films reinforced by quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) straw cellulose nanocrystals”的研究论文（DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2023.124938）。该论文以兰州理工大学为第一单位和通讯单位， 任海伟教授为第一作者，2020级硕士研究生徐志航为共同第一作者，杨伟霞博士为通讯作者 。

该研究以藜麦秸秆为原料，通过一系列化学处理方法制备得到平均长度190.29 ± 125.25 nm，平均宽度20.34 ± 4.69 nm，结晶度83.47%的高纯度纤维素纳米晶（QCNCs），并将其应用于高直链玉米淀粉（HACS）复合膜的保鲜性能改善研究。通过响应面优化确定了QCNCs的最佳制备条件为60%（w/w）硫酸浓度、50°C反应温度和130min反应时间；借助SEM、XRD、TEM等表征分析手段对比分析了不同处理阶段的微观结构。进一步研究发现，添加4-6 wt％的QCNCs能明显改善HACS复合膜力学性能，提高复合膜对水蒸气和氧气的阻隔能力。该研究为藜麦秸秆的高值化利用及QCNCs在淀粉基复合膜中的应用奠定了理论基础。

QCNCs的制备及复合淀粉膜示意图

早前，团队2020级硕士研究生徐志航还在该期刊发表了题为“Preparation of microcrystalline cellulose from agricultural residues and their application as polylactic acid/microcrystalline cellulose composite films for the preservation ofLanzhou lily”的研究成果，该研究从甜高粱、白酒糟、中药渣和菊芋秸秆中制得微晶纤维素（MCC），再将MCC与聚乳酸（PLA）复合制得MCC/PLA膜材料。该工作系统地研究了不同添加量的MCC对复合膜物理化学性能的影响效果；并详细地研究了MCC/PLA膜材料对兰州百合的保鲜效果。该研究成果为农业废弃物在食品保鲜中的应用提供了一定的理论基础和技术依据。

上述工作得到国家自然科学基金、甘肃省自然科学基金重点项目、甘肃省知识产权计划项目和兰州理工大学红柳杰出青年人才支持计划等项目的支持。

任海伟，教授，博士（后），博士生导师， 现 为 兰州理工大学生命科学与工程学院副院长， 主要从事地理标志 农产品资源开发与评价、微生物发酵及代谢工程、生物基智能（活性）包装材料等研究。首批陇原青年英才，甘肃省高等学校创新创业教育名师，第十五批“西部之光”访问学者、中国科学院“西部青年学者”、陇原青年创新创业人才、甘肃省“三区”科技人才，兰州理工大学“红柳优秀导师”。在研或完成国家自然科学基金（2项）、中国博士后科学基金（特别资助和一等面上资助）、甘肃省自然科学基金重点项目、中科院“西部之光”青年学者A类项目、兰州市科技项目等10余项课题，发表学术论文80余篇，其中SCI/EI收录30余篇，授权发明专利9件，授权实用新型专利和软件著作权40余件，出版专著和教材5部，第一完成人获得甘肃省教学成果二等奖1项，第二完成人获甘肃省科技进步二等奖1项。兼任国家自然科学基金同行评议专家，甘肃省首批省级科技特派员和第二批企业科技特派员，甘肃省黄河流域生态保护和高质量发展专家库专家，甘肃省省级食品检查员，中国经济林协会加工利用分会常务理事，甘肃省营养学会常务理事兼副秘书长，甘肃省微生物学学会副秘书长，《食品工业科技》首届青年编委。

为进一步深入研究食品产业科技创新基础理论，保障食品质量与安全，研发具有营养和保健功能的食品，推动食品科学研究的进步，带动食品产业的技术创新，更好地保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志在成功召开前十届“食品科学国际年会”和四届“食品科学与人类健康国际研讨会”及二十余次食品专题研讨会的基础上，将与国际谷物科技协会（ICC）、南京农业大学、南京财经大学、江苏省农业科学院、徐州工程学院、东南大学营养与食品卫生系于 2023年8月5-6日在中国江苏南京 共同举办“第十一届食品科学国际年会”。