記者4日從農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所獲悉，該所鄉(xiāng)村環(huán)境建設(shè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開發(fā)了鋁載生物質(zhì)功能材料，實(shí)現(xiàn)高效催化葡萄糖異構(gòu)產(chǎn)果糖。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在國際期刊《應(yīng)用催化B：環(huán)境與能源》上。
果糖作為甜度最高的天然單糖，是生物質(zhì)高值化轉(zhuǎn)化制備平臺(tái)化學(xué)品、燃料和功能材料的重要中間體之一，被廣泛應(yīng)用于食品、飲料、日化和制藥等領(lǐng)域。目前，工業(yè)上主要通過生物酶異構(gòu)葡萄糖制備果糖，而利用化學(xué)催化法異構(gòu)葡萄糖制備果糖仍處于研發(fā)階段。
論文通訊作者、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所研究員郭海心告訴科技日?qǐng)?bào)記者，科研人員利用機(jī)械化學(xué)法制備了鋁載生物質(zhì)功能新材料，并用于化學(xué)催化法異構(gòu)葡萄糖制備果糖。該新材料的制備無須煅燒處理，大幅度降低了制備成本。同時(shí)，該新材料在葡萄糖異構(gòu)過程中表現(xiàn)出優(yōu)異的活性和良好的穩(wěn)定性，果糖產(chǎn)率高達(dá)58.8%，是目前文獻(xiàn)報(bào)道中的果糖最高產(chǎn)率。
“具體來說，本研究采用了一種特殊的機(jī)械化學(xué)方法，利用過氧化氫和乙酸鋁對(duì)堿木質(zhì)素進(jìn)行處理，成功合成了無須后續(xù)煅燒處理的鋁負(fù)載功能木質(zhì)素生物聚合物催化劑（Alx-Lbp）。這種新型催化劑具有更強(qiáng)的親水性和更低的表面能（催化劑表面分子與其內(nèi)部分子之間的能量差異，是影響催化性能的重要參數(shù)），在140攝氏度的乙醇環(huán)境中反應(yīng)30分鐘，能將葡萄糖高效地轉(zhuǎn)化為果糖。值得一提的是，該催化劑還具有良好的可回收性，即使重復(fù)使用八次后，它仍然能保持最初的催化活性。”郭海心說，該研究為破解工業(yè)上“非用酶異構(gòu)葡萄糖產(chǎn)果糖不可”的現(xiàn)狀提供了新思路。
