薯类食品团队在高纤农业废弃物高值化利用领域取得新进展

近日，中国农业科学院农产品加工研究所薯类食品科学与技术创新团队在高纤农业废弃物高值化利用方面取得新进展，相关研究成果发表在国际知名期刊《国际生物大分子（International Journal of Biological Macromolecules）》（JCR一区，IF=8.5）。中国农业科学院-爱尔兰都柏林大学联合培养博士研究生甄诚为论文第一作者，孙红男研究员、木泰华研究员与Marco Garcia-Vaquero教授为共同通讯作者。

高纤农业废弃物富含木质纤维素，将其制备成木质纤维素纳米纤维（LCNF）是开发高值生物基材料的重要途径。为克服LCNF亲水性强、与疏水性高分子材料相容性差等问题，常采用接枝聚乳酸（PLA）或聚己内酯（PCL）进行改性。然而，不同来源农业废弃物制备LCNF的理化性质差异显著，对其接枝行为的影响尚不明确。

本研究选取甘薯渣、甘薯藤蔓、马铃薯渣、马铃薯藤蔓、木薯渣、木薯秆、稻壳和玉米秆八种典型高纤农业废弃物，采用酶解-酸提-高压均质法制备LCNF，并通过原位开环聚合接枝PLA和PCL。研究发现，所有LCNF均呈现典型的纤维素I型晶体结构和纳米纤维形貌，但结晶度、木质素和灰分含量、分散稳定性等因原料来源不同而差异显著。其中，甘薯渣来源的LCNF结晶度最低、ζ-电位绝对值最高，表现出最佳的接枝效率，PLA和PCL接枝率分别达82.12%和85.68%；而稻壳和玉米秆因木质素和灰分含量高、纤维粗大，接枝率显著降低。相关性分析进一步证实，结晶度是影响接枝效率的最主要因素，高结晶度会降低羟基可及性，抑制接枝反应。

该研究首次系统比较了多种高纤农业废弃物对LCNF聚酯接枝行为的影响，为根据原料特性定向选择或设计高性能生物基复合材料提供了科学依据，有力推动了高纤农业副产物的高值化利用和绿色低碳发展。

该研究得到了中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2026.152118