食研講堂 | 天然高分子基材料構建及應用

2024年7月16日下午，汪怿翔教授在食77779193永利官网邀請下于食77779193永利官网120會議室進行基于纖維素和植物蛋白的功能性材料構建及應用的學術報告。汪怿翔博士，加拿大麥吉爾大學食品科學與農業化學系副教授，先進功能食品包裝材料課題組。研究方向為天然高分子基材料的開發，基于對不同天然高分子的結構、構象和相互作用的理解，緻力于構建天然高分子基納米/微米粒子、納米/微米纖維、複合膜以及水凝膠，并探求材料分子結構與性能之間的相互關系，旨在開發系統的途徑促進天然高分子在可降解材料領域的增值應用。汪怿翔博士已發表108篇期刊論文，6個著作章節和1項專利，論文總被引5643次，H指數42，入選全球前2%頂尖科學家榜單。

報告伊始，食77779193永利官网劉石林教授對汪教授的到來表示熱烈歡迎。

汪教授提到随着人類社會的發展，環境保護、可持續發展等問題越來越受到關注。傳統高分子材料，如塑料、橡膠等，主要由石油化工産品制成，不僅消耗大量化石能源，而且難以降解，給環境帶來嚴重負擔。而天然高分子基材料是指以天然高分子物質為原料制成的材料。這些材料通常具有可持續性、生物降解性和環境友好等優點，因此在許多領域得到了廣泛應用。

汪教授從纖維素溶解、天然高分子納米晶、納米纖維素和天然高分子水凝膠四方面進行講解。首先，汪教授團隊采用纖維素溶解技術将廢紙碎片化制成具有抗菌效果的膜。這種膜可以用于食品包裝，提高食品的保質期。并舉例講解了纖維素納米晶、氧化細菌纖維素、細菌纖維素等天然高分子納米晶。

汪教授團隊通過對楓葉中納米纖維素的研究，制成食品噴霧劑，處理一些複雜的食品表面，如西蘭花，達到表面清潔的效果。此外同時增強了食品包裝膜的抗菌性能，通過實驗研究發現在光照條件下，産生活性氧，達到抗菌效果。随後，汪教授提到昆蟲翅膀上無細菌，因其存在納米柱結構。應用納米纖維素采用納米柱結構，研究抗菌效果發現，3分鐘内殺菌效果達到90%，且溫度為20℃時，效果更好。其次通過進一步外力實驗驗證，汪教授團隊證明了抗菌效果與納米柱結構緊密相關，并在此基礎上研究了抗菌性與其表面電荷的關系。

報告最後，老師同學們對汪教授的報告進行積極的提問，其中有同學問到：在研究包裝材料的時候，納米纖維應用到膜上會形成一定形狀，如果添加到其他納米材料内反而會增加強度，但他的形态會受到破壞，怎麼去解決這一問題呢？汪教授回答到：如果是想達到力學殺菌的效果，最好是添加在表面上。因為納米很小，如果添加在裡面，會被包住，很難暴露出來，我們通過抽濾水的流動，觀察是否有更多納米柱豎起來。

汪教授的講座為可食用包裝領域的研究提供了新的思路，特别是如何使用天然高分子如大麥蛋白來替代合成高分子，從而制造出更環保、更安全的食品包裝材料。這将對未來食品包裝行業的發展産生深遠影響。

文字：王一竹

圖文：王一竹

審核人：許寶丹