一种食品用海藻酸钙-二氧化硅多孔复合调湿材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及食品领域，本发明专利技术公开了一种食品用海藻酸钙

【技术实现步骤摘要】
一种食品用海藻酸钙
‑
二氧化硅多孔复合调湿材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及食品领域，尤其涉及一种食品用海藻酸钙
‑
二氧化硅多孔复合调湿材料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]湿度对于食品，尤其是水果的贮藏至关重要，当前常见的贮藏环境湿度的控制主要依赖空调
、
加湿器，此种方法一般需要消耗较多的能源，另外的一些被动调湿手段，例如干燥剂等又会引起群众对于其成分是否绿色健康的讨论，故需要一种完全健康节能的调湿材料，海藻酸钠开始进入大众视野
。
[0003]当前，海藻酸钠被大量运用于生物相容性材料，例如，由于海藻酸钠具有抗凝
、
降血脂
、
降血粘度的作用，因此常被作为药物
。
此外，海藻酸钠还有很多其他方面的作用，包括工业应用
、
海藻胶等各种形式的止血剂都可以制成，包括止血海绵
、
止血纱布
、
止血膜
、
烫伤纱布
、
喷雾止血剂等
。
在食品领域作为食品添加剂，例如在面包
、
糕点等制品中添加海藻酸钠，可改善制品内部组织的均一性和持水作用，延长贮藏时间
。
然而，其在食品环境湿度维持的方向上目前仍是空白
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种食品用海藻酸钙
‑
二氧化硅多孔复合调湿材料及其制备方法和应用
。
本专利技术方法制得的复合调湿材料，不仅具有出色的调湿能力，并且产品形状可实现精准控制；本专利技术复合调湿材料所用原材料具有较好的安全性，适用于食品尤其是瓜果蔬菜保存环境的湿度控制，符合绿色发展理念
。
[0005]本专利技术的具体技术方案为：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种食品用海藻酸钙
‑
二氧化硅多孔复合调湿材料，以多孔海藻酸钙
‑
二氧化硅复合凝胶为骨架，呈多孔块状
。
[0007]第二方面，本专利技术提供了一种食品用海藻酸钠
‑
二氧化多孔复合调湿材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一：将1～2份海藻酸钠在水浴条件下溶于
100
份水中，持续搅拌直至完全溶解形成粘稠溶液
。
[0009]步骤二：取1～3份零水合硅酸钠溶于
50
份水中，并将其与步骤一所得粘稠溶液混合并充分搅拌
。
[0010]步骤三：取
15
～
25
份的乙酸，将其逐滴滴加至步骤二所得混合溶液中与零水合硅酸钠反应生成硅酸，然后水浴加热搅拌使硅酸水解为溶胶状二氧化硅
。
[0011]步骤三：取
15
～
25
份的乙酸，将其逐滴滴加至步骤二所得混合溶液中与零水合硅酸钠反应生成硅酸，然后水浴加热搅拌使硅酸水解为溶胶状二氧化硅，再向体系中添加4‑8份碳酸氢钠并搅拌均匀，与剩余乙酸反应后获得多孔溶胶液
。
[0012]在上述步骤三中，乙酸先与零水合硅酸钠反应生成硅酸，在此后的水浴加热过程中，硅酸分解为二氧化硅溶胶并附着结合在海藻酸钠上，实现两者的复合
。
此后加入碳酸氢钠，其与残余乙酸反应生成大量气体，气体在逃逸过程中形成大量气孔，从而获得粘稠的多孔溶胶液
。
[0013]步骤四：将步骤三所得多孔溶胶液装入适当形状的模具中，冷冻处理，获得多孔冷冻块
。
[0014]步骤五：取3～6份乳酸钙充分搅拌溶于
100
份水中，将步骤四制得的冷冻块浸入乳酸钙溶液中，随着多孔冷冻块由外至内逐步溶解，海藻酸钠与乳酸钙反应，由外向内逐渐生成目标形状的多孔复合凝胶
。
[0015]在现有技术中，将海藻酸钙凝胶产品定制为特殊形状的难度较大，若在形成凝胶前将溶胶置于模具中，然后再添加交联剂转化为凝胶，在此过程中外部的海藻酸钠会先接触交联剂而转化为凝胶，但由于先与交联剂接触的外部海藻酸钠缺乏内部的骨架支撑，因此所转化的凝胶容易坍塌而不易定型，尤其是对于多孔凝胶来说，更不利于多孔结构的定型；另一方面，外部先形成的凝胶会阻碍交联剂渗透进入海藻酸钠内部，从而导致内部海藻酸钠无法彻底转化为凝胶
。
而若在形成凝胶后再通过物理方法加工为特殊形状，由于藻酸钙凝胶的质地较软，对于特殊形状的加工难度较大
。
[0016]为此，本专利技术采用了改良的先定型后交联固化的方案，在步骤三获得海藻酸钠
‑
二氧化硅复合溶胶后，将其转移至模具中并冷冻处理，再将冷冻块浸入乳酸钙溶液中，在此过程中，冷冻块由外至内逐步溶解，海藻酸钠与乳酸钙反应，由外向内逐渐生成目标形状的复合凝胶
。
由于该方法是预先获得固态的冷冻块，因此即使外表的复合溶胶先转化为凝胶，在内部冷冻块作为骨架的支撑作用下，先形成的凝胶并不容易坍塌；并且由于冷冻块本身也呈多孔结构，因此外部形成的是多孔凝胶，可降低交联剂向冷冻块内部渗透阻力，并且多孔凝胶也更有利于发挥材料的调湿作用
。
因此，按照本专利技术方法不仅可以获得出色调湿能力的复合凝胶，并且可以定制为任意形状
。
[0017]步骤六：将步骤五所得多孔复合凝胶经去离子水冲洗后，干燥，即得到食品用海藻酸钙
‑
二氧化硅多孔复合调湿材料
。
冲洗过程可洗去杂质
。
[0018]上述份数均为重量份
。
[0019]作为优选，步骤一中，水浴温度为
80
～
100℃
，持续搅拌
20
～
30min。
[0020]此过程中
80
～
100℃
水浴是为了加速海藻酸钠的溶解
。
[0021]作为优选，步骤二中，搅拌期间保持
80
～
100℃
水浴
。
[0022]此过程中保持
80
～
100℃
水浴，以维持海藻酸钠溶液的稳定
。
[0023]作为优选，步骤三中，水浴加热搅拌温度为
80
‑
100℃
，时间为
20
～
30min。
[0024]作为优选，步骤五中，取3～6份乳酸钙和
0.1
‑
1.5
份硫酸钾充分搅拌溶于
100
份水中
。
[0025]本专利技术发现，硫酸钾的加入可进一步改善多孔复合调湿材料的吸湿速率，但会降低材料的最终吸湿率
。
故综合添加量需严格限定
。
[0026]作为优选，步骤六中，干燥条件为：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种食品用海藻酸钙
‑
二氧化硅多孔复合调湿材料，其特征在于：以多孔海藻酸钙
‑
二氧化硅复合凝胶为骨架，呈多孔块状
。2.
如权利要求1所述食品用海藻酸钠
‑
二氧化多孔复合调湿材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：将1～2份海藻酸钠在水浴条件下溶于
100
份水中，持续搅拌直至完全溶解形成粘稠溶液；步骤二：取1～3份零水合硅酸钠溶于
50
份水中，并将其与步骤一所得粘稠溶液混合并充分搅拌；步骤三：取
15
～
25
份的乙酸，将其逐滴滴加至步骤二所得混合溶液中与零水合硅酸钠反应生成硅酸，然后水浴加热搅拌使硅酸水解为溶胶状二氧化硅，再向体系中添加4‑8份碳酸氢钠并搅拌均匀，与剩余乙酸反应后获得多孔溶胶液；步骤四：将步骤三所得多孔溶胶液装入适当形状的模具中，冷冻处理，获得多孔冷冻块；步骤五：取3～6份乳酸钙充分搅拌溶于
100
份水中，将步骤四制得的多孔冷冻块浸入乳酸钙溶液中，随着多孔冷冻块由外至内逐步溶解，海藻酸钠与乳酸钙反应，由外向内逐渐生成目标形状的多孔复合凝胶；步骤六：将步骤五所得多孔复合凝胶经去离子水冲洗后，干燥，即得到食品用海藻酸钙
‑
二氧化硅多孔复合调湿材料；上述份数均为重量份

【专利技术属性】
技术研发人员：彭志勤，傅健聪，吕刚，王涛，李婷，羊成忠，王秉，万军民，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：