CN104814240B

CN104814240B - 一种杜仲胶口香糖胶基的制备方法

Info

Publication number: CN104814240B
Application number: CN201510186502.2A
Authority: CN
Inventors: 杨凤; 郝苏敏; 赵淼; 王洪伟; 王素慧; 方庆红
Original assignee: Shenyang University of Chemical Technology
Current assignee: Shenyang University of Chemical Technology
Priority date: 2015-04-20
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2018-05-15
Anticipated expiration: 2035-04-20
Also published as: CN104814240A

Abstract

一种杜仲胶口香糖胶基的制备方法，涉及一种高分子生物基口香糖胶基的制备方法，采用水热降解方法，在适量食品添加剂级自由基引发剂的作用下，引发杜仲胶分子链的断链反应，从而降低杜仲胶的分子量，同时破坏分子链结构的规整性和有序性，破坏其结晶能力，降低结晶度。通过上述改性，达到降低杜仲胶硬度的目的，使其适用于口香糖胶基。一方面，本发明产品的原料来自于植物，且整个改性工艺过程中所加入的反应物均为食品添加剂级，对人体安全无毒；另一方面，本发明产品可在自然环境中由光、热、氧或微生物所引发降解，绿色环保。在生产工艺上，本发明工艺简单，操作方面，产率高，能耗低。

Description

一种杜仲胶口香糖胶基的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高分子生物基口香糖胶基的制备方法，特别是涉及一种杜仲胶口香糖胶基的制备方法。

背景技术

口香糖在四十年代由西方传入我国，如今已成为非常大众化的消费品，拥有着广大的消费人群。咀嚼口香糖不仅可以清洁口腔、清新口气、稳固牙齿，而且在咀嚼的过程中还可以活动面部肌肉，促进唾液的分泌，从而促进消化。胶基是口香糖的一种重要组成成分，赋予口香糖以适当的咀嚼性、成膜性和持香持味性。目前市场上口香糖胶基多为石油基合成橡胶或合成树脂，如聚异丁烯，丁基橡胶、丁苯橡胶、聚醋酸乙烯酯等。这些胶基使用中的下述问题限制了口香糖的适用范围及进一步的发展。第一，以石化产品为原料，加剧了能源危机；第二，长期咀嚼，不利于人体的身体健康，尤其不适用于老人和儿童；第三，也是非常重要的一点，不降解且具有很强的粘性，难以清除，造成环境污染。在提倡节能、环保、人与自然可持续发展的今天，开发可生物降解、安全无毒的生物基口香糖胶基具有重要的社会意义和经济效益，也是口香糖胶基的重要发展趋势。

杜仲胶是来自于杜仲树的叶、皮、果壳的一种天然生物高分子材料。生物合成杜仲胶的分子链以酯基封端，具有可生物降解特点。杜仲皮、叶、花、果等部位都含有非常高的药用和保健活性成分。杜仲叶里绿原酸含量高达到5％以上；杜仲果仁里亚麻酸含量高达60％以上，是降血压、降血脂药的重要组成成分。另外，杜仲果仁里还含有11％左右桃叶珊瑚苷，护肝作用明显。鉴于此，采用杜仲胶作为口香糖胶基，不仅可以实现可生物降解，而且还赋予口香糖极大的保健功能。专利CN 1640287A介绍了一种直接以杜仲胶为胶基的口香糖及其制备方法，同时该口香糖的原料中还加入茶叶的成分，使得该口香糖兼有杜仲胶和茶的保健功能。专利CN 101946849从杜仲皮和叶中依序提炼出杜仲降压活性成分和杜仲胶，分别作为口香糖的降压保健成分和胶基组成成分。为了保证胶基软硬度适中，该专利将杜仲胶、酯树胶和灰分按比例混合共同制成胶基。

杜仲胶是天然橡胶的同分异构体，其化学组成为反式-1，4-聚异戊二烯。一方面，生物合成的杜仲胶的分子量很高，其分子量高达4-10×10⁵g/mol（与提纯工艺有关）；另一方面，杜仲胶为结晶型高聚物，室温下呈现出硬质塑料状态。直接作为口香糖胶基使用时，上述结构导致其硬度过大，不利于咀嚼。本研究的目的开发一种软硬度适中、易咀嚼的杜仲胶口香糖胶基。利用生物合成的杜仲胶分子链含有亲水性酯基的特点，采用安全无毒、绿色环保的水热降解方法对杜仲胶分子链进行降解改性，使改性后的杜仲胶分子量和结晶度下降，硬度满足口香糖胶基的要求。所制备的杜仲胶口香糖胶基，不仅安全无毒，且可以在自然环境中的光、热、氧、微生物的作用下降解。另外，杜仲胶提取部位的活性成分还可赋予口香糖降血压、降血脂、强肾、护肝等人体保健功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种杜仲胶口香糖胶基的制备方法，该方法采用水热降解方法，在食品添加剂级自由基引发剂的作用下，引发杜仲胶分子链的断链反应，提供一种软硬度适中、易咀嚼的杜仲胶口香糖胶基，该方法生产工艺简单、操作方便、安全无毒、绿色环保。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种杜仲胶口香糖胶基的制备方法，所述方法包括以下过程：

a、向杜仲胶A中加入去离子水配制成悬浮液，将此悬浮液倒入粉碎机中，室温机械粉碎1-2min，产物抽滤、干燥制得杜仲胶颗粒B；

b、按配比将杜仲胶颗粒B、去离子水H₂O和分散剂C在三口瓶中混合，10-80℃下搅拌0.5-3h；向三口瓶中加入1-10%的引发剂D或D和E，20-80℃反应1-10h后，抽滤取出产物；产物经洗涤干燥后得到改性杜仲胶。

所述的一种杜仲胶口香糖胶基的制备方法，所述的组分A为天然生物高分子-杜仲胶，为杜仲叶、杜仲树皮或杜仲果壳的提取物，其分子链为酯基封端。

所述的一种杜仲胶口香糖胶基的制备方法，所述组分C为一种分散剂，包括食品添加剂级碳酸钙，食品添加剂级滑石粉，食品添加剂级明胶。

所述的一种杜仲胶口香糖胶基的制备方法，所述组分D和E为自由基引发剂，D包括食品添加剂级硫酸亚铁，食品添加剂级过硫酸钾，E为食品添加剂级过氧化氢。

所述的一种杜仲胶口香糖胶基的制备方法，所述分散剂C的用量为C:A =0.5:100-5:100。

所述的一种杜仲胶口香糖胶基的制备方法，所述引发剂D和E的用量为D:A =1:100-15:100，D:E=1:1.1-1:2。

本发明的优点与效果是：

本发明利用生物合成的杜仲胶分子链含有亲水性酯基的特点，采用安全无毒、绿色环保的水热降解方法对杜仲胶分子链进行改性，使改性后的杜仲胶分子量和结晶度下降，硬度满足口香糖胶基的要求。在整个改性反应过程中，所加入的反应物均为食品添加剂级，安全无毒，符合食品类物质生产的总原则。制备工艺简单，操作方面，安全无毒，绿色环保。所制备的杜仲胶口香糖胶基，不仅对人体安全无毒，且可以在自然环境中的光、热、氧、微生物的作用下降解。另外，杜仲胶提取部位的活性成分还可赋予口香糖降血压、降血脂、强肾、护肝等人体保健功能。本发明符合口香糖胶基的发展趋势，对拓展口香糖的适用人群，缓解能源危机及减轻环境污染具有重要意义。

附图说明

图1是杜仲胶的红外光谱图；

图2是杜仲胶和本发明改性杜仲胶的GPC谱图；

图3是杜仲胶和本发明改性杜仲胶的DSC曲线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

向3 g杜仲胶中加入去离子水7ml配制成悬浮液。将此悬浮液倒入粉碎机中，室温机械粉碎1 min。产物经抽滤、干燥制得杜仲胶颗粒。将所得杜仲胶颗粒、去离子水200ml和滑石粉0.15 g加入到三口瓶中，升温至70℃机械搅拌1.5 h。向三口瓶中加入0.15 g过硫酸钾，反应8 h后抽滤取出产物。洗涤干燥后得到改性杜仲胶。

实施例2

向5 g杜仲胶中加入去离子水15 ml配制成悬浮液。将此悬浮液倒入粉碎机中，室温机械粉碎1.5 min。产物经抽滤、干燥制得杜仲胶颗粒。将所得杜仲胶颗粒、去离子水300ml和滑石粉0.2 g加入到三口瓶中，升温至80℃机械搅拌1.5 h。向三口瓶中加入0.15 g过硫酸钾，反应3 h后抽滤取出产物。洗涤干燥后得到改性杜仲胶。

实施例3

向3 g杜仲胶中加入去离子水5ml配制成悬浮液。将此悬浮液倒入粉碎机中，室温机械粉碎1 min。产物经抽滤、干燥制得杜仲胶颗粒。将所得杜仲胶颗粒、去离子水150ml和碳酸钙0.1 g加入到三口瓶中，升温至40℃机械搅拌2 h。向三口瓶中加入0.15 g过硫酸钾和 10% H₂O₂0.2 ml，反应3 h后抽滤取出产物。洗涤干燥后得到改性杜仲胶。

实施例4

向3 g杜仲胶中加入去离子水7ml配制成悬浮液。将此悬浮液倒入粉碎机中，室温机械粉碎1 min。产物经抽滤、干燥制得杜仲胶颗粒。将所得杜仲胶颗粒、去离子水150ml和明胶0.1 g加入到三口瓶中，升温至40℃机械搅拌2 h。向三口瓶中加入0.08 g硫酸亚铁和0.3 ml H₂O₂，反应2 h后抽滤取出产物。洗涤干燥后得到改性杜仲胶。

实施例5

向10 g杜仲胶中加入去离子水20 ml配制成悬浮液。将此悬浮液倒入粉碎机中，室温机械粉碎2 min。产物经抽滤、干燥制得杜仲胶颗粒。将所得杜仲胶颗粒、去离子水500ml和滑石粉0.30 g加入到三口瓶中，升温至75℃机械搅拌1.5 h。向三口瓶中加入0.5 g过硫酸钾，反应5 h后抽滤取出产物。洗涤干燥后得到改性杜仲胶。

下面参照附图对本发明进行详细说明。

图1为杜仲胶的红外光谱图。根据图1，1444 cm^-1处为杜仲胶中亚甲基的剪式变角振动吸收峰；1667 cm^-1为杜仲胶中碳碳双键的伸缩振动峰；1383 cm^-1为甲基碳-氢键弯曲振动吸收峰；875 cm^-1，798 cm^-1，758 cm^-1，595 cm^-1，465 cm^-1处这5个吸收峰为与链段微观有序性相关的特征吸收峰。

1734 cm^-1处存在羰基的特征吸收峰，说明生物合成的天然杜仲胶分子链中的确存在亲水性的酯基，证实了天然杜仲胶是以酯基封端的说法。酯基的存在既是水热降解反应的前提，也是该种材料具有生物降解性能的结构基础。

图2为杜仲胶和实施例2改性杜仲胶的凝胶渗透色谱GPC测试曲线。根据图2，水热降解前，杜仲胶的数均分子量高达5.1×10⁵g/mol，分子量分布窄，分子量分布指数PDI=1.98；改性后分子量显著降低至9.4×10⁴g/mol，分子量分布稍有变宽，PDI增至2.13。

图3 为杜仲胶和实施例2改性杜仲胶的DSC曲线。从图3中可以看出，纯杜仲胶在20℃～30℃范围内有一个尖锐的高的结晶峰，说明纯杜仲胶具有很好的结晶能力。对于改性后产物，结晶峰向低温方向大幅移动，且峰面积严重钝化。这说明改性导致杜仲胶分子链的规整性和对称性下降，结晶度显著下降。

Claims

1.一种杜仲胶口香糖胶基的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：

b、按配比将杜仲胶颗粒B、去离子水H₂O和分散剂C在三口瓶中混合，10-80℃下搅拌0.5-3h；向三口瓶中加入1-10%的引发剂D或D和E，20-80℃反应1-10h后，抽滤取出产物；产物经洗涤干燥后得到改性杜仲胶；

所述的组分A为天然生物高分子-杜仲胶，为杜仲叶、杜仲树皮或杜仲果壳的提取物，其分子链为酯基封端；所述组分C为一种分散剂，选自食品添加剂级碳酸钙，食品添加剂级滑石粉，食品添加剂级明胶；所述组分D和E为自由基引发剂，D选自食品添加剂级硫酸亚铁，食品添加剂级过硫酸钾，E为食品添加剂级过氧化氢；所述分散剂C的用量为C:A =0.5:100-5:100；所述引发剂D和E的用量为D:A =1:100-15:100，D:E=1:1.1-1:2。