CN103211075A

CN103211075A - 一种生物基可降解口香糖胶基

Info

Publication number: CN103211075A
Application number: CN2013101115972A
Authority: CN
Inventors: 张立群; 张晓丹; 康海澜; 翁靖一; 史金炜; 王朝; 王润国
Original assignee: Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Beijing University of Chemical Technology
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2013-07-24

Abstract

本发明涉及一种生物基可降解口香糖胶基，属于口香糖制备技术领域。所述口香糖胶基是以下原料按重量份数之比制成，聚酯弹性体20-45份，聚醋酸乙烯脂20-45份，可塑剂2-6份，酯树胶15-20份，乳化剂5-10份，碳酸钙8-15份。其中聚酯弹性体由生物基的原料熔融缩聚合成，合成工艺简单，产品安全无毒，产率高。制得的口香糖胶基生物降解速度快，环保无污染，且有较好的咀嚼性。

Description

一种生物基可降解口香糖胶基

技术领域

本发明涉及一种口香糖胶基，尤其涉及一种生物基可降解口香糖胶基，属于食品工业中的口香糖技术领域。

背景技术

口香糖作为一种咀嚼性糖果，由于其保证口腔健康、活动面部肌肉等作用深受人们的喜爱。口香糖的组成主要包括胶基、糖粉及糖浆。其中，糖粉和糖浆都是溶于水的，在咀嚼时会随着唾液慢慢溶化吸收，因此经过人们咀嚼后残留的物质主要是胶基。胶基是口香糖的主要组分之一，一般由弹性体（如天然橡胶、丁苯橡胶）、树脂（如聚醋酸乙烯酯）、无机填充剂（如碳酸钙）等混合形成，胶基性能的好坏是决定口香糖质量优劣的关键。传统的口香糖通常利用难于生物降解的弹性体（合成橡胶）、增塑剂和一些其他添加剂来制备胶基，残基被丢弃后，既难除去，也污染环境，因此在一定程度上限制了口香糖的发展。此外，目前我国75%以上的天然橡胶和50%的合成橡胶需要进口，橡胶资源极其短缺；用于橡胶合成的石化资源也面临枯竭的危险。因此，采用生物基可再生资源来取代传统的橡胶制备口香糖胶基，有利于缓解我国橡胶资源和石化资源短缺的危机。

环境保护已成为国际社会广泛关注的重大课题，在材料科学领域里，基于环境方面的考虑，通常希望所使用的材料可再生、可降解回收。在此大背景下，采用可生物降解弹性体和树脂作为胶基制备口香糖，以使其易于被去除（易清除的胶基），或将其改性以使其可化学降解（可生物降解的胶基），同时赋予口香糖特别的功能，是口香糖重要的发展趋势。口香糖的生物降解实质上是指其胶基，特别是胶基中弹性体的生物降解，受因素诱导，如受温度、光、水、酶、微生物等作用，口香糖胶基发生降解，最终生成水、二氧化碳等对人类无毒、无害的物质。

目前，可降解口香糖主要可以归为三类：一类是采用可食用、可生物降解的天然物质为胶基，制备可吸收、可完全生物降解口香糖，但是此类口香糖咀嚼性能较普通口香糖差距较大；第二类是将口香糖胶基组分内的填料替换为光活性物质，制备胶基可光催化降解口香糖，但是此类口香糖降解条件要求苛刻且对聚合物的降解速度较慢；第三类是采用可生物降解聚合物取代不可降解弹性体或树脂作为胶基，制备可生物降解口香糖。

针对第三类可降解口香糖，CN 100527977C公布了一种可降解口香糖胶基及其制备方法，采用乳酸为原料、通过熔融缩聚制备口香糖胶基，制得得树脂聚合物玻璃化转变温度低（16～50℃），降解速度快，但是其制备过程非常复杂、时间长，且需要使用有机溶剂和催化剂。专利CN 1728949A 介绍了一种至少由两种不同的可生物降解聚合物组分构成胶基的口香糖，其中主组分的分子质量为10000-1000000g/mol，优选30000-250000g/mol，其玻璃化转变温度低于0℃；次组分为可生物降解型增塑剂，其分子质量为500-19000g/mol，优选1500-9000g/mol，其玻璃化转变温度高于0℃。专利CN 1547436A 介绍，采用由环酯开环聚合制备的可生物降解共聚物完全代替口香糖胶基中的聚醋酸乙烯酯，玻璃化转变温度20～38℃，可以解决聚醋酸乙烯酯难于生物降解的缺点，但是难以通过此方法合成可降解的弹性体。由上可见，所合成的聚合物玻璃化转变温度都在0℃以上，仍不可称之为弹性体，常温下处于玻璃态，弹性差，难以保证咀嚼性能。CN 102408549A 公布了一种生物基可降解口香糖弹性体及其制备方法，采用直接熔融缩聚的方法，即在氮气气氛下，首先在160-180℃的温度下，将脂肪族二元醇、脂肪族饱和二元酸和甘油进行预缩聚2-4小时，大量的水分在此阶段生成，然后在190-220℃下，0.5-2小时内将真空度逐步调为100-2000Pa反应直至聚合物爬杆搅不动为止。合成了具有溶胶、凝胶体系的聚酯弹性体，玻璃化转变温度为-50℃，发明工艺简单，操作方便。

因此，将传统口香糖胶基中的弹性体用可以生物降解的聚酯弹性体取代，已达到可降解目的；采用生物质单体以节约不可再生的石化资源，通过合成工艺条件的控制，能够得含溶胶和凝胶部分的聚酯弹性体，以保证其粘弹性和胶基的咀嚼性能，最终制得性能好、可降解的口香糖。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有口香糖胶基难以生物降解、依赖天然橡胶或石化资源的缺点，提供一种生物基可降解口香糖胶基。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种生物基可降解口香糖胶基，其特征在于它是由以下原料按重量份数之比制成的一种生物基可降解口香糖胶基，聚酯弹性体20-45份，聚醋酸乙烯脂20-45份，可塑剂2-6 份，酯树胶15-20份，乳化剂5-10份，碳酸钙8-15份。

所述的生物基可降解口香糖胶基中的聚酯弹性体，最好采用生物基的脂肪族二元醇、脂肪族二元酸和丙三醇通过熔融缩聚制得。

所述的聚酯弹性体中的脂肪族二元醇最好是1,3-丙二醇，1,2-丙二醇或1,10-癸二醇。

所述的聚酯弹性体中的脂肪族二元酸最好是丁二酸、癸二酸或两者的混合物。

所述的生物基可降解口香糖胶基中的可塑剂最好是固体食用石蜡、微晶石蜡、硬化油或白蜂蜡。

所述的生物基可降解口香糖胶基中的乳化剂可以是单硬脂酸甘油酯、蔗糖二硬脂酸酯、甘油酯、卵磷脂或分子蒸馏单甘脂。

目前，我国75%以上的天然橡胶和50%以上的合成橡胶都需要进口，橡胶资源严重短缺，本发明制备的可降解口香糖胶基，既不依赖传统橡胶资源，又可生物降解，还能保证其咀嚼性能的口香糖胶基，与传统胶基相比有以下特点：

（1）采用来源广泛、安全无毒的生物质单体通过熔融缩聚合成聚酯弹性体以取代传统的天然橡胶和依赖石化原料合成的合成橡胶，有利于缓解我国橡胶资源危机，减少不可再生石化资源的消耗。

（2）制备聚酯弹性体和乳化剂的条件温和，工艺流程简单，易操作，成本低，无需有毒抗氧剂和催化剂的使用，易于实现工业化。

（3）制备得到的由溶胶部分和凝胶部分组成的聚酯弹性体，其中合适的溶胶含量以保证其加工性能，又有凝胶部分的存在保证其弹性，进而保证了弹性体合适的粘弹性和口香糖胶基的咀嚼性能。

（4）熔融缩聚制得的聚酯弹性体，其生物降解速度快，不沾嘴、不黏手，环保无污染。

（5）本发明的可降解口香糖胶基的加工，不仅无须对现有加工设备进行改造，而且由于省去了传统橡胶的塑炼部分，降低了生产能耗，有利于降低生产成本，易于工业化生产。

附图说明

图1本发明的生物基可降解口香糖胶基的加工工艺流程图。

具体实施方式：

图1是本发明的生物基可降解口香糖胶基的加工工艺流程：

实施例1：

丁二酸6份、癸二酸6份、1,3-丙二醇9份和丙三醇9份合成的聚酯弹性体30份，聚醋酸乙烯脂24份，微晶石蜡4份，酯树胶15份，单硬脂酸甘油酯8份，碳酸钙10份。

实施例2：

丁二酸8份、1,2-丙二醇7份和丙三醇5份合成的聚酯弹性体20份，聚醋酸乙烯脂30份，白蜂蜡6份，酯树胶20份，甘油酯10份，碳酸钙15份。

实施例3：

丁二酸12份、癸二酸10份、1,3-丙二醇15份和丙三醇8份合成的聚酯弹性体45份，聚醋酸乙烯脂45份，固体食用石蜡6份，酯树胶17份，蔗糖二硬脂酸酯5份，碳酸钙8份。

实施例4：

癸二酸15份、1,10-癸二醇10份和丙三醇份合成的聚酯弹性体35份，聚醋酸乙烯脂20份，白蜂蜡2份，酯树胶18份，分子蒸馏单甘脂5份，碳酸钙12份。

实施例5：

丁二酸8份、癸二酸5份、1,3-丙二醇10份和丙三醇2份合成的聚酯弹性体25份，聚醋酸乙烯脂35份，白蜂蜡4份，酯树胶15份，单硬脂酸甘油酯10份，碳酸钙15份。

测试由实施例1至5所制的口香糖胶基的可降解性:

将市售的绿箭口香糖胶基与实施例中的口香糖胶基碾成2毫米厚的片，然后黏在尺寸为8cm*10cm的光面木板上。

交替实施以下循环，在40℃下润湿2小时，并在45℃下用Q-UVB照射6小时。实施该循环直至照射时间达2500分钟。

口香糖胶基的降解伴随表面粉化作用的增加。因此，风蚀前和风蚀后的表面粉化作用均在视觉上确定，并用从1至6的定性分数进行评定。其中1代表粉化严重，6代表未粉化。

结果汇总于表1：

表1口香糖胶基降解性对比

实施例	风蚀前的粉化状况	风蚀后的粉化状况
			绿箭胶基	6	6
实施例1	6	4
			实施例2	6	2
实施例3	6	4
			实施例4	6	3
实施例5	6	1

测试结果表明，利用市售的绿箭口香糖胶基不发生降解，而采用生物基聚酯弹性体制备的口香糖，表面粉化严重，说明口香糖胶基发生明显的降解。

Claims

1.一种生物基可降解口香糖胶基，其特征在于它是由以下原料按重量份数之比制成：聚酯弹性体20-45份，聚醋酸乙烯脂20-45份，可塑剂2-6份，酯树胶15-20份，乳化剂5-10份，碳酸钙8-15份。

2.根据权利要求1所述的生物基可降解口香糖胶基，其特征在于其中的聚酯弹性体采用生物基的脂肪族二元醇、脂肪族二元酸和丙三醇通过熔融缩聚制得。

3.根据权利要求2所述的生物基可降解口香糖胶基，其特征在于聚酯弹性体中的脂肪族二元醇是1,3-丙二醇，1,2-丙二醇或1,10-癸二醇。

4.根据权利要求2所述的的生物基可降解口香糖胶基，其特征在于聚酯弹性体中的脂肪族二元酸是丁二酸、癸二酸或两者的混合物。

5.根据权利要求1所述的生物基可降解口香糖胶基，其特征在于可塑剂是固体食用石蜡、微晶石蜡、硬化油或白蜂蜡。

6.根据权利要求1所述的生物基可降解口香糖胶基，其特征在于乳化剂是单硬脂酸甘油酯、蔗糖二硬脂酸酯、甘油酯、卵磷脂或分子蒸馏单甘脂。