Effect of particle size on functionality of cellulose

纖維素為地球上存量最多的多醣類。由於它屬於高分子量及高結晶度的材料，同時又具不可溶於水的特性，使其成為自然界中最難降解的聚合物之一。纖維素的生理功效包括：增加糞便體積、作為軟便劑和有助縮短食物經過腸胃道的時間。本實驗目的是利用介質研磨技術，透過機械力量藉由介質將纖維素研磨成微粒子，同時因為改變目標物的結構和物化性質（其中包括密度、比表面積、保水力、膨脹力），進而提升纖維素的生理功效（包括能發酵短鏈脂肪酸、提高與膽酸、醣類及油脂的結合能力）。結果顯示，經過介質研磨後的纖維素，體積平均粒徑明顯的由25 μm下降到0.9 μm，比表面積大幅增加了36.78倍。研磨後纖維素的密度也從1.41 g/mL下降到1.32 g/mL。纖維素顆粒的減小明顯的提升了纖維素的保水力，從原本的3.44 g/g 提升到24.99 g/g。研磨後纖維素的生理特性方面發現其與膽酸、醣類和油脂的結合能力也提升了。此外，粒徑的降低提高了纖維素的發酵能力。將三個糞便樣品與纖維素進行24小時發酵的結果發現，短鏈脂肪酸的產量明顯提高（醋酸鹽：379.38-2880.60 %、丙酸鹽：54.21-2738.52 %、酪酸鹽：60.71-2865.89 %），並且短鏈脂肪酸產量由小而大，以未研磨的纖維素原料<研磨30分鐘<60分鐘