一种可快速降解的果冻包装壳制造技术

本发明专利技术公开了一种可快速降解的果冻包装壳，制备方法如下：1）采用抗坏血酸与环糊精制得抗坏血酸/环糊精包合物；2）利用单体丙烯酰胺和丙烯酸作为原料制得聚合物微球；3）利用抗坏血酸/环糊精包合物与聚合物微球为原料制得改性聚合物微球；4）将预备的原料经高速搅拌混匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混后放入模板中并压坯，即可获得所需的果冻包装壳。该果冻包装壳可以降低土壤环境中的氧化还原电位，为微生物的起始生长提供一个适宜的生长环境，从而可以促进土壤中微生物的快速生长以及大量繁殖，可以加快包装壳的降解速度，实现包装壳的快速全降解。

A fast degradable jelly packaging shell

【技术实现步骤摘要】
一种可快速降解的果冻包装壳
本专利技术属于新材料
，具体涉及一种可快速降解的果冻包装壳。
技术介绍
果冻是一种备受人们喜爱的休闲食品，一般由水、食用海藻胶或其它食用植物胶、食糖、食品添加剂等为原料，经溶胶、调配、灌装、杀菌、冷却等工序加工而成的胶冻食品。随着人们对食品的要求不断提高，通过在果冻中添加具有保健功效的成分，使得果冻营养丰富均衡、口感风味良好、携带方便且外观易引起食欲，从而使得果冻越来越受到消费者的重视和喜爱。伴随着果冻受到越来越多消费者的追捧，食用果冻后产生的包装壳垃圾给环境带来很大的负担，因此提高果冻包装壳的降解性，使其可以快速降解成为技术人员研究的焦点。中国专利CN2019100297627公开了聚乳酸-淀粉-PVA复合可降解包装膜及其制备方法，采用改性玉米淀粉、聚乙烯醇、聚乳酸和壳聚糖四种高聚物为主要原料，以果胶和纳米有机膨润土为复合交联剂，从而制得可降解包装膜，该包装膜主要利用土壤中的微生物实现降解，但是利用微生物进行降解，其降解速度的快慢与微生物的生长繁殖速度以后很大的关系，只有当土壤中的微生物大量生长繁殖到一定程度后，包装膜的降解速度才会得到提高，因此利用微生物降解往往存在前期降解速度慢，降解周期长的缺陷，无法实现快速降解；中国专利CN2014100680166公开了一种掺杂改性二氧化钛/石墨烯复合材料的制备方法，该复合材料在紫外光、可见光甚至红外条件下能够起到催化降解有机污染物的作用，通过将该复合物添加到包装壳中，可以实现包装壳的快速降解，但是由于该复合物属于复合型光催化剂，需要在光照条件下才能发挥作用，因此对于阴暗处的塑料垃圾并不能起到提高降解速度的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种可快速降解的果冻包装壳，通过对原材料进行改进处理，使得包装壳可以在一定程度上降低土壤环境中的氧化还原电位，从而促进微生物的快速大量的生长繁殖，从而提高包装壳的降解速度，实现快速降解。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种可快速降解的果冻包装壳，具体制备方法如下：1）将抗坏血酸加入到去离子水中，搅拌溶解后得到抗坏血酸溶液，然后加入一定温度的环糊精饱和水溶液，在转速为120-170r/min下搅拌2-3h，冷却至室温，然后置于冰箱中冷却析晶20-30h，取出后进行抽滤、水洗，将得到的产物置于45-55℃烘箱中干燥5-8h，得到抗坏血酸/环糊精包合物；本专利技术中采用的抗坏血酸具有很好的还原性，可以有效的降低土壤环境的氧化还原电位，可以为微生物的生长提供一个适宜的低氧化还原电位环境，从而有助于微生物的快速生长和繁殖，采用环糊精对抗坏血酸进行包合，使得抗坏血酸分子进入到环糊精空腔内不直接与外界接触，从而减少了抗坏血酸中的二烯醇基被氧化的几率，从而提高抗坏血酸的稳定性，使得抗坏血酸可以维持很好的还原性；2）向蒸馏水中加入单体丙烯酰胺和丙烯酸，滴加氢氧化钠调节pH至9-10，然后加入N，N-亚甲基双丙烯酰胺、亚硫酸氢钠溶液，再加入液体石蜡、吐温60、司盘80以及正丁醇，在50-60℃水浴中加热搅拌3-7min，然后加入过硫酸铵，恒温反应4-6h，将产物静置5-7h，抽滤后进行洗涤干燥，得到聚合物微球；采用丙烯酰胺和丙烯酸为共聚单体，采用反相微乳聚合法制得纳米级的聚合物弹性微球，有助于提高包装壳的弹性，使得果冻在食用时经轻巧的挤压即可食用，提高了果冻食用的便捷性；3）将制备的聚合物微球加入到二氯甲烷中，溶解后加入4-二甲氨基吡啶，冰水浴下缓慢滴加三乙胺及2-溴异丁酰溴，在转速为80-120r/min下搅拌1-2h，升温至室温后继续搅拌10-15h，将产物抽滤洗涤干燥后与羰基二咪唑和4-二甲氨基吡啶一起加入到干燥的二甲基亚砜中，在室温下反应5-8h，将产物洗涤干燥后加入到含有抗坏血酸/环糊精包合物和4-二甲氨基吡啶的无水二甲基亚砜溶液中，室温下避光反应15-20h，抽滤干燥后即可获得抗坏血酸/环糊精包合物修饰的改性聚合物微球；采用抗坏血酸/环糊精包合物对聚合物微球进行修饰，通过在聚合物微球表面引入高密度的抗坏血酸/环糊精包合物，可以提高聚合物微球的稳定性和粘附性能，有助于提高包装壳原料组分之间的粘结强度，提高包装壳的致密性；4）将植物淀粉、硅酸钠、草酸镁、聚乳酸、聚酰胺以及改性聚合物微球加入到高速混合机内，搅拌2-5min，然后缓慢加入适量的山梨醇，继续搅拌5-8min，搅拌混匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混后放入模板中并压坯，即可获得所需的果冻包装壳；添加的硅酸钠可以提高土壤环境的碱度，可以促进土壤环境中氧化还原电位的下降幅度；添加的草酸镁溶解在土壤的水体中可以游离出镁离子，可以提高土壤中水体硬度，可以进一步提高土壤环境中氧化还原电位的下降幅度，从而促进微生物的生长繁殖，加快包装壳的降解速度。优选地，一种可快速降解的果冻包装壳，其中制备步骤1）中，所述抗坏血酸溶液的质量分数为5-9%，其中抗坏血酸与环糊精的物质的量比为1:3-5；所述环糊精饱和水溶液的温度为50-70℃，其中环糊精为β-环糊精；所述冷却析晶的温度为2-5℃。优选地，一种可快速降解的果冻包装壳，其中制备步骤2）中，所述亚硫酸氢钠溶液的浓度为0.8-1.5%，与丙烯酰胺、丙烯酸、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、液体石蜡、吐温60、司盘80以及正丁醇的质量比为1:37-43:14-17:0.5-0.8:75-85:15-18:23-26:3-5；所述过硫酸铵的添加量为反应体系总重量的0.3-0.8%；所述干燥的温度为50-60℃，干燥时间3-6h。优选地，一种可快速降解的果冻包装壳，其中制备步骤3）中，所述聚合物微球、二氯甲烷中、4-二甲氨基吡啶、三乙胺及2-溴异丁酰溴的质量体积比为1g：28-34ml：0.05-0.08g：1.2-1.4ml：0.5-0.8ml；所述抽滤洗涤干燥后的产物与羰基二咪唑、4-二甲氨基吡啶以及干燥的二甲基亚砜的质量体积比为1g：0.21-0.25g:0.15-0.18g：25-30ml；所述洗涤干燥后的产物与无水二甲基亚砜溶液的质量体积比为1:30-40g/ml，其中无水二甲基亚砜溶液中抗坏血酸/环糊精包合物的含量为10-18%，4-二甲氨基吡啶的含量为3-6%；所述洗涤均采用干燥的二氯甲烷、丙酮和甲醇依次洗涤5-6次；所述干燥的温度为55-65℃，干燥时间10-13h。优选地，一种可快速降解的果冻包装壳，其中制备步骤4）中，所述植物淀粉选自玉米淀粉、小麦淀粉、红薯淀粉中至少一种，与硅酸钠、草酸镁、聚乳酸、聚酰胺、改性聚合物微球以及山梨醇的重量比为35-45:1-2:0.3-0.8:15-20:0.2-0.5:3-7:5-9；所述高速混合机的转速为600-900r/min；所述双螺杆挤出机中分为四个温度区，分别为第一区140-145℃，第二区155-160℃，第三区175-180℃，第四区195-200℃；所述模板压坯的温度为160-165℃，压力为21-24Kg/cm2，压坯时间3-6min。本专利技术相比现有技术具有以下优点：...

【技术保护点】
1.一种可快速降解的果冻包装壳，其特征在于，具体制备方法如下：/n1）将抗坏血酸加入到去离子水中，搅拌溶解后得到抗坏血酸溶液，然后加入一定温度的环糊精饱和水溶液，在转速为120-170r/min下搅拌2-3h，冷却至室温，然后置于冰箱中冷却析晶20-30h，取出后进行抽滤、水洗，将得到的产物置于45-55℃烘箱中干燥5-8h，得到抗坏血酸/环糊精包合物；/n2）向蒸馏水中加入单体丙烯酰胺和丙烯酸，滴加氢氧化钠调节pH至9-10，然后加入N，N-亚甲基双丙烯酰胺、亚硫酸氢钠溶液，再加入液体石蜡、吐温60、司盘80以及正丁醇，在50-60℃水浴中加热搅拌3-7min，然后加入过硫酸铵，恒温反应4-6h，将产物静置5-7h，抽滤后进行洗涤干燥，得到聚合物微球；/n3）将制备的聚合物微球加入到二氯甲烷中，溶解后加入4-二甲氨基吡啶，冰水浴下缓慢滴加三乙胺及2-溴异丁酰溴，在转速为80-120r/min下搅拌1-2h，升温至室温后继续搅拌10-15h，将产物抽滤洗涤干燥后与羰基二咪唑和4-二甲氨基吡啶一起加入到干燥的二甲基亚砜中，在室温下反应5-8h，将产物洗涤干燥后加入到含有抗坏血酸/环糊精包合物和4-二甲氨基吡啶的无水二甲基亚砜溶液中，室温下避光反应15-20h，抽滤干燥后即可获得抗坏血酸/环糊精包合物修饰的改性聚合物微球；/n4）将植物淀粉、硅酸钠、草酸镁、聚乳酸、聚酰胺以及改性聚合物微球加入到高速混合机内，搅拌2-5min，然后缓慢加入适量的山梨醇，继续搅拌5-8min，搅拌混匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混后放入模板中并压坯，即可获得所需的果冻包装壳。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可快速降解的果冻包装壳，其特征在于，具体制备方法如下：
1）将抗坏血酸加入到去离子水中，搅拌溶解后得到抗坏血酸溶液，然后加入一定温度的环糊精饱和水溶液，在转速为120-170r/min下搅拌2-3h，冷却至室温，然后置于冰箱中冷却析晶20-30h，取出后进行抽滤、水洗，将得到的产物置于45-55℃烘箱中干燥5-8h，得到抗坏血酸/环糊精包合物；
2）向蒸馏水中加入单体丙烯酰胺和丙烯酸，滴加氢氧化钠调节pH至9-10，然后加入N，N-亚甲基双丙烯酰胺、亚硫酸氢钠溶液，再加入液体石蜡、吐温60、司盘80以及正丁醇，在50-60℃水浴中加热搅拌3-7min，然后加入过硫酸铵，恒温反应4-6h，将产物静置5-7h，抽滤后进行洗涤干燥，得到聚合物微球；
3）将制备的聚合物微球加入到二氯甲烷中，溶解后加入4-二甲氨基吡啶，冰水浴下缓慢滴加三乙胺及2-溴异丁酰溴，在转速为80-120r/min下搅拌1-2h，升温至室温后继续搅拌10-15h，将产物抽滤洗涤干燥后与羰基二咪唑和4-二甲氨基吡啶一起加入到干燥的二甲基亚砜中，在室温下反应5-8h，将产物洗涤干燥后加入到含有抗坏血酸/环糊精包合物和4-二甲氨基吡啶的无水二甲基亚砜溶液中，室温下避光反应15-20h，抽滤干燥后即可获得抗坏血酸/环糊精包合物修饰的改性聚合物微球；
4）将植物淀粉、硅酸钠、草酸镁、聚乳酸、聚酰胺以及改性聚合物微球加入到高速混合机内，搅拌2-5min，然后缓慢加入适量的山梨醇，继续搅拌5-8min，搅拌混匀后加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混后放入模板中并压坯，即可获得所需的果冻包装壳。


2.如权利要求1所述的一种可快速降解的果冻包装壳，其特征在于，制备步骤1）中，所述抗坏血酸溶液的质量分数为5-9%，其中抗坏血酸与环糊精的物质的量比为1:3-5；所述环糊精饱和水溶液的温度为50-70℃，其中环糊精为β-环糊精；所述冷却析晶的温度为2-5℃。


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【专利技术属性】
技术研发人员：独少培，
申请(专利权)人：界首市天路包装材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34