采用微晶纤维素的定制醋酸纤维素/深共晶溶剂复合膜，用于高效澄清橙汁

《International Journal of Biological Macromolecules》：Tailored cellulose acetate/deep eutectic solvent composite membranes with microcrystalline cellulose for efficient orange juice clarification

　　

帕梅拉·达尼克·因德里扬蒂尼（Pamela Daniek Indriyantini）|格蕾丝·林唐·潘贾伊坦（Grace Lintang Panjaitan）|迪基安努尔·阿尔维安托（Dikianur Alvianto）|安基·瓦休·普特兰托（Angky Wahyu Putranto）|莫查马德·巴古斯·赫尔曼托（Mochamad Bagus Hermanto）|瓦尤南托·阿贡·努格罗霍（Wahyunanto Agung Nugroho）|班邦·德维·阿尔戈（Bambang Dwi Argo）|莫赫德·乌斯曼·莫赫德·朱奈迪（Mohd Usman Mohd Junaidi）|尤素夫·维比索诺（Yusuf Wibisono）

摘要

澄清是橙汁加工中的关键步骤，旨在提升产品的视觉品质、稳定性和保质期。传统的澄清方法通常依赖化学添加剂，且劳动强度较高，这可能会影响果汁的质量。为了解决这些问题，本研究开发了一种基于醋酸纤维素（Cellulose Acetate，简称CA）的可持续、高性能复合膜材料，选择醋酸纤维素的原因在于其优异的生物降解性和可再生性。通过使用深共晶溶剂（Deep Eutectic Solvents，简称DES）和微晶纤维素（Microcrystalline Cellulose，简称MCC）对CA基体进行了改性，其中MCC作为亲水增强填料。本研究的新颖之处在于创造性地应用了“草酸胺”（oxaline DES，由氯化胆碱和草酸合成）作为孔形成剂和分散增强介质，有效防止了MCC在CA基体中的聚集。该膜采用非溶剂诱导相分离（Non-solvent Induced Phase Separation，简称NIPS）技术制备，并对其形态、机械强度和纯水渗透性（Clean Water Permeability，简称CWP）进行了评估。优化后的膜材料（DMAc-DES/M2）表现出较高的纯水渗透性（4042.52 L/m2·h·bar）、较低的接触角（68.56°，表明其具有更好的亲水性）以及足够的拉伸强度（6.16 MPa）。毛细管流孔径测量结果显示其平均孔径为0.3941 μm，属于微滤膜范畴。在橙汁澄清实验中，该膜实现了8.67 L/m2·h的通量，能够完全去除悬浮固体和醇不溶性固体，同时保留了果汁中的营养成分。这些结果证实了DES-MCC改性CA膜作为工业果汁加工中高效、环保且高性能的替代材料的潜力，可与商用聚醚砜（Polyethersulfone）和聚砜（Polysulfone）膜相媲美。