CN103788757B - 天然莲蓬壳色素在食品包装印刷油墨制备领域中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂装领域，特别涉及一种天然莲蓬壳色素作为颜料，在油墨制备领域中的应用。本发明利用天然莲蓬壳色素作为油墨的颜料，不仅有效提高了莲蓬壳废弃物的利用率，并且天然莲蓬壳色素赋予了油墨显著的耐光性能，本发明制备的油墨及利用该油墨印刷的产品色泽稳定，不易褪色。该油墨应用于食品及食品包装上，具有比一般水性油墨更安全的特性，不存在有传统油墨可能带来的危害。

Description

天然莲蓬壳色素在食品包装印刷油墨制备领域中的应用

技术领域

本发明属于涂装领域，特别涉及一种天然莲蓬壳色素作为颜料，在油墨制备领域中的应用。

背景技术

印刷油墨在印刷、包装行业中发挥着举足轻重的作用。但是，传统油墨中含有大量的含石油馏出物、苯及其衍生物或毒性、腐蚀性较大的酮类等有机溶剂，在生产过程中，对作业工人的身体健康造成了危害，如果作为食品包装油墨，与食品直接接触，有机物发生的迁移和渗透将对消费者的健康产生影响。

而在倡导回归自然，保护环境的今天，天然颜料以其自然的色相、柔和的色调，对皮肤柔和无刺激，及其本身具有的功能保健优势，成为油墨行业的新宠儿。

莲蓬壳，又称莲房，为睡莲科植物莲的花托，呈倒圆锥形状或漏斗形状，多撕裂态。莲蓬壳为纯天然植物材料。莲蓬壳中含金丝桃甙、槲皮素、原花青素、莲子碱等中药成分。其中，金丝桃甙具有止咳、抗炎、镇痛等作用；槲皮素具有祛痰、止咳作用，能降低血压，增加冠脉血流量作用；而原花青素有较强的抗氧化活性，同时具有能改善血液循环、滋润皮肤、消除炎症、对抗过敏、延缓衰老等功效。而莲子生产加工过程中，将产生大量莲蓬壳废弃物。而提取这些废弃物中的有效成分，可显著增加莲蓬壳的附加值。现有技术中关于天然莲蓬壳色素研究较少，其色素得率较低。

发明内容

对发明所要解决的技术问题是：克服现有技术中，印刷油墨，特别是用于食品包装领域中的印刷油墨，高毒性、高污染的缺陷。

为解决这一技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明采用了红棕色的天然莲蓬壳色素作为颜料，来制备印刷油墨，制备出的油墨产品具有突出的耐光性能，因此，天然莲蓬壳色素在油墨组分中，是一种耐光性颜料。

上述天然莲蓬壳色素是根据如下的方法提取制备的：

将莲蓬壳原料通过微型植物粉碎机粉碎（至30～70目），用纯水浸泡后，再利用超声提取得到红棕色溶液，经真空浓缩干燥，即得红棕色色素粉末，

其中，莲蓬壳原料与纯水质量比为1：20-40，纯水浸泡时间为1-3h，超声提取的功率为250W，提取温度为60～80℃，提取时间为20-40min。

将上述制备的天然莲蓬壳色素配成油墨，该油墨主要的成分包括连接料、溶剂、天然莲蓬壳色素，还可以包括消泡剂、增塑剂、流平剂、增稠剂、乳化剂和抗磨剂中的一种或几种助剂，

按重量份数计算：天然莲蓬壳色素2—10份，连接料50—85份，溶剂为10—40份，消泡剂2—8份、增塑剂1—6份、流平剂1—5份、增稠剂1—3份、乳化剂1—10份和抗磨剂1—10份，

上述组分中，连接料可以为丙烯酸树脂连接料，具体为：丙烯酸树脂AZ-3100A、丙烯酸树脂AZ-3101、聚丙烯酸乳液QZ5720和聚丙烯酸乳液QZ2372，这4中丙烯酸类树脂组成的混合树脂，重量比依次为2～4∶2～8∶1～2∶1；

连接料也可以为果胶、黄原胶、阿拉伯胶、海藻酸钠等。

上述组分中，溶剂为水、乙醇或水与乙醇的混合溶剂，

消泡剂为乙醇、高碳醇脂肪酸酯复合物、乳化硅油或聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种，

增塑剂为葡萄糖浆、蜂蜜、甘油、聚乙烯乙二醇或山梨醇，

流平剂为异丙醇、丙二醇等，

增稠剂为β-环状糊精、酸处理淀粉、酶处理的淀粉、醋酸酯淀粉、磷酸酯双淀粉、氧化淀粉、(氧化)羟丙基淀粉、乙酰化二淀粉磷酸酯、乙酰化双淀粉己二酸酯、酶处理的葡萄糖胺、聚丙烯酸钠、纤维素钠及其衍生物、海藻酸丙二醇酯、淀粉磷酸钠、辛稀基琥珀酸淀粉钠、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟甲基淀粉钠(CMS-Na)、羟丙基二淀粉磷酸酯、聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30/60/90)，

乳化剂为蔗糖脂肪酸酯(SE)，酪蛋白酸钠(酪朊酸钠)、双乙酰酒石酸单双甘油酯、单硬脂酸甘油酯、柠檬酸脂肪酸甘油酯、乳酸脂肪酸甘油酯、硬脂酰乳酸钠(钙)、丙二醇脂肪酸酯、卵磷脂、改性大豆磷脂、松香甘油脂类、聚甘油脂肪酸酯、甘油蓖麻醇酯、辛稀基琥珀酸淀粉钠、硬脂酸钾、山梨醇酐单硬脂酸酯(Span60)、山梨醇酐三硬脂酸酯(Span65)、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯(吐温60)，

抗磨剂为可食性蜡乳液、液体石蜡中的一种或多种。

本发明还提供了一种上述油墨的制备方法：将油墨中的各种组分混合均匀即可，

作为优选，加料过程可以分步进行，首先将连接料、天然莲蓬壳色素、溶剂（和乳化剂及抗磨剂）按比例混合，搅拌获得分散好的色浆；

如果有需要的话，进一步将消泡剂、增塑剂、流平剂和增稠剂加入到上述分散好的色浆中，搅拌均匀，制备完成。

本发明的有益效果在于：本发明利用天然莲蓬壳色素作为油墨的颜料，不仅有效提高了莲蓬壳废弃物的利用率，并且天然莲蓬壳色素赋予了油墨显著的耐光性能，本发明制备的油墨及利用该油墨印刷的产品色泽稳定，不易褪色。

本发明油墨组分中采用的原料均为食品级，特别是天然莲蓬壳色素来自于绿色植物，具有环保的功效，该油墨应用于食品及食品包装上，具有比一般水性油墨更安全的特性，不存在有传统油墨可能带来的危害。

具体实施方式

以下实施例中，采用的原料均为食品级，

实施例1：

天然莲蓬壳色素的制备：

莲蓬壳原料采用微型植物粉碎机粉碎（至30目）→用纯水浸泡1h→超声水提，提取功率为250w，提取温度为60℃，提取料液比为1:20，提取时间为20min→得到红棕色溶液→真空浓缩干燥，红棕色莲蓬壳色素粉末，经计算色素得率为21.55%。（色素得率/%=色素粉末质量/莲蓬壳粉末质量*100%）

油墨的配制： 

油墨中各组分为

本实施例中制备的天然莲蓬壳色素50g，连接料阿拉伯胶700g，溶剂去离子水为400g，乳化剂吐温60为30g，消泡剂乙醇60g，

首先将连接料、天然莲蓬壳色素、溶剂和乳化剂按比例混合，搅拌均匀获得分散好的色浆，再加入消泡剂，搅拌均匀，油墨的制备完成。

实施例2：

天然莲蓬壳色素的制备：

莲蓬壳原料采用微型植物粉碎机粉碎（至70目）→用纯水浸泡2h→超声水提，提取功率为250w，提取温度为70℃，提取料液比为1:30，提取时间为30min→得到红棕色溶液→真空浓缩干燥，红棕色莲蓬壳色素粉末，经计算色素得率为22.34%（色素得率计算方法如实施 例1）。

油墨的配制： 

油墨中各组分为

本实施例中制备的天然莲蓬壳色素20g，连接料500g，溶剂乙醇为400g，消泡剂乳化硅油20g、增塑剂甘油10g、流平剂异丙醇10g、增稠剂β-环状糊精20g、乳化剂Span60为40g，抗磨剂液体石蜡50g，

其中，连接料为丙烯酸树脂连接料，具体为：丙烯酸树脂AZ-3100A、丙烯酸树脂AZ-3101、聚丙烯酸乳液QZ5720和聚丙烯酸乳液QZ2372，这4中丙烯酸类树脂组成的混合树脂，重量比依次为3∶4∶2∶1。

首先将连接料、天然莲蓬壳色素、溶剂、乳化剂、抗磨剂按比例混合，搅拌均匀获得分散好的色浆，再加入消泡剂、增塑剂、流平剂、增稠剂，搅拌均匀，油墨的制备完成。

实施例3：

天然莲蓬壳色素的制备：

莲蓬壳原料采用微型植物粉碎机粉碎（至50目）→用纯水浸泡3h→超声水提，提取功率为250w，提取温度为80℃，提取料液比为1:40，提取时间为40min→得到红棕色溶液→真空浓缩干燥，红棕色莲蓬壳色素粉末，经计算色素得率为22.67%（色素得率计算方法如实施例1）。

油墨的配制： 

油墨中各组分为

本实施例中制备的天然莲蓬壳色素100g，连接料黄原胶600g，水与乙醇的混合溶剂（水、乙醇的体积比为1:1）为400g，消泡剂乳化硅油80g、增塑剂山梨醇20g、流平剂丙二醇50g、乳化剂山梨醇酐三硬脂酸酯(Span65)100g，

首先将连接料、天然莲蓬壳色素、溶剂、乳化剂按比例混合，搅拌均匀获得分散好的色浆，再加入消泡剂、增塑剂、流平剂，搅拌均匀，油墨的制备完成。

表1：实施例1—3中，制备的油墨的性能

项目	实施例1	实施例2	实施例3
				颜色	红棕色	红棕色	红棕色
粘度（涂4#杯）	20	21	19
				附着牢度%	≥95	≥95	≥95
细度（≤微米）	15	15	15
				耐光性%	95—100	95—100	95—100

上表中，“颜色、粘度、附着牢度、细度”根据《GB/T26394-2011》标准来检测，

“耐光性”的检测方法为：分别将实施例1、2、3中的油墨，用F1型印刷适性仪(荷兰IGT公司)做柔性打样于128g/m²铜版纸（保持各个实施例中，油墨层厚度一致），在荧光灯（3000ux）下照射3h，通过肉眼比较色素的残存率（%）。

对比实施例1：

采用“食用绿”代替“天然莲蓬壳色素”，其余组分以及制备步骤均与实施例2中相同，检测方法也与实施例2相同，

耐光性降低为50—55%

对比实施例2：

采用“日落黄”代替“天然莲蓬壳色素”，其余组分以及制备步骤均与实施例1中相同，检测方法也与实施例1相同，

耐光性降低为30—35%

对比实施例3：

采用“苋菜红”代替“天然莲蓬壳色素”，其余组分以及制备步骤均与实施例3中相同，检测方法也与实施例3相同，

耐光性降低为45—50% 。

Claims (6)

1.一种根据天然莲蓬壳色素作为耐光性颜料的应用而制备出的油墨，其特征在于：所述的油墨中，组分包括天然莲蓬壳色素、连接料和溶剂，

所述的油墨组分按重量份数计算为，天然莲蓬壳色素2—10份，连接料50—85份，溶剂为10—40份，

所述的连接料为果胶、黄原胶、阿拉伯胶、海藻酸钠；所述的溶剂为水、乙醇或水与乙醇的混合溶剂，

并且所述的天然莲蓬壳色素的制备方法为，

将莲蓬壳原料通过微型植物粉碎机粉碎至30～70目，用纯水浸泡后，再利用超声提取得到红棕色溶液，经真空浓缩干燥，即得红棕色色素粉末，

其中，莲蓬壳原料与纯水质量比为1：20-40，纯水浸泡时间为1-3h，超声提取的功率为250W，提取温度为60～80℃，提取时间为20-40min。

2.如权利要求1所述的油墨，其特征在于：所述的油墨组分中，还包括消泡剂、增塑剂、流平剂、增稠剂、乳化剂和抗磨剂中的一种或几种助剂。

3.如权利要求2所述的油墨，其特征在于：所述的油墨组分中，按重量份数计算还包括，2—8份消泡剂、1—6份增塑剂、1—5份流平剂、1—3份增稠剂、1—10份乳化剂和1—10份抗磨剂中的一种或几种助剂。

4.如权利要求2所述的油墨，其特征在于：所述的消泡剂为乙醇、高碳醇脂肪酸酯复合物、乳化硅油或聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种。

5.如权利要求2所述的油墨，其特征在于：所述的增塑剂为葡萄糖浆、蜂蜜、甘油、聚乙烯乙二醇或山梨醇。

6.如权利要求2所述的油墨，其特征在于：所述的流平剂为异丙醇、丙二醇。