CN110105616A - 一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法 - Google Patents

一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法。所述方法以果汁代替现有的交联剂与壳聚糖发生交联反应,然后再与可食用的植物来源的醛类发生共价交联反应,制备得到具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。本发明所述芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵具有可食用、气味芳香、较高拉伸强度、较强弹性模量、较高断裂韧性、快速自恢复能力、较好的抗疲劳能力、高透气性、高吸附容量、生物相容性、抗菌性、环保性(材料无污染)等优点;此外,此工艺绿色、环保、操作简单、安全、材料回收不会产生二次污染等优点,所制备的海绵可应用为人造肉食品、香囊、口香糖、止血敷料、组织工程支架、油水分离、重金属和染料吸附剂等领域。

Description

一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法
技术领域
本发明涉及弹性海绵技术领域,更具体地,涉及一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法。
背景技术
壳聚糖(CS),作为唯一的碱性多糖,被认为是一种可再生的独特阳离子生物聚合物,具有优异的生物相容性,抗菌活性,生物降解性和低免疫原性。这些优异特性使壳聚糖成为生物医用材料、组织工程材料、环保材料的理想候选材料。壳聚糖分子结构中存在大量的氨基、羟基等官能团,它们会形成各种分子内和分子间的氢键,形成壳聚糖大分子网络结构,然而壳聚糖这种自身离子网络结构的机械韧性较弱,这限制了其在某些领域中的应用,为了解决这个问题,研究者通过壳聚糖与多价电负性分子或阴离子的配位相互作用形成壳聚糖离子网络,或者通过壳聚糖与其他聚合物共价交联形成共价网络,构建坚韧的水凝胶或者海绵。
双网络(DN)结构由两个具有强烈对比物理性质的互穿网络组成,可在刚性和韧性之间达到的平衡,其中共价交联网络(硬而脆)可赋予材料高的力学强度,共价交联网络的破坏可吸收大量的能量,并防止材料的进一步破坏。而离子交联网络(软而韧)可赋予海绵高的可拉伸性。共价网络的永久性破裂总会导致结构的不可逆损坏和机械强度的急剧下降;相反,混合离子和共价交联的DN结构具有可逆的离子交联网络作为可修复的“牺牲键”,通过离子交联网络的破坏重建行为拥有可恢复的能量耗散机制。因此,混合DN网络结构具有自我恢复能力和抗疲劳能力,具有较高的机械力学性能。迄今为止,构建混合DN结构中的离子交联网络的方法,包括:疏水相互作用、离子相互作用、氢键作用、链缠作用和微晶作用,其中最常用的方法是通过多糖和多价离子之间的配位相互作用形成离子网络结构。
为了增加壳聚糖海绵的弹性,目前已有较多文献报道了通过采用壳聚糖与交联剂交联的方式来达到目的,但是均存在一定的缺陷,有待于进一步的改善,例如利用的交联剂对环境不友好,或其他条件较为苛刻,危险系数高等;如中国专利CN104288841A采用脂肪醛交联壳聚糖,得到具有多孔弹性壳聚糖海绵,该方法采用单一的共价交联法制备的壳聚糖海绵在反复使用过程中,容易碎裂,且共价交联剂为脂肪醛,大多具有毒性,对环境造成二次污染和在临床上的应用受到限制。中国专利CN104629079A制备了一种具有弹性超疏水壳聚糖吸油海绵,采用三聚磷酸钠为离子交联剂和柠檬醛为共价交联剂制备的具有三维网状结构的壳聚糖海绵,通过单分子层自组装的方式降低其表面自由能,从而得到具有超疏水-吸油性能的弹性壳聚糖海绵,此海绵具有较好的弹性,较高的吸附量和重复使用率,但三聚磷酸钠容易造成水体富营养化,不利于生态环境。中国专利CN104558988A采用壳聚糖与聚乙烯醇通过戊二醛交联发泡固化、硫酸增塑、2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙磺酸、甘油增加吸水性、聚乙二醇柔化制备的壳聚糖海绵,具有较好的弹性、透气性,较快的吸液速率,但此工艺复杂,材料中硫酸具有强腐蚀性,操作危险系数较高,戊二醛具有毒性,不利于人体健康和环境。
针对上述情况,有必要提供一种制备方法,不仅对环境友好,安全系数高,同时制备的壳聚糖弹性海绵还可食用,对人体健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法。
本发明的另一目的在于提供由上述所述制备方法制备得到的具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。
本发明的再一目的在于提供所述具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵在人造肉食品、香囊、口香糖、止血敷料、组织工程支架、油水分离、重金属和染料吸附剂中的应用。
本发明的上述目的是通过以下方案予以实现的:
一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法,包括以下步骤:
S1.将壳聚糖溶于酸中,配置壳聚糖-酸溶液;
S2.果汁交联剂的制备:果实去皮,榨汁、过滤,得到的滤液即为果汁交联剂;
S3.将制备好果汁交联剂滴加到壳聚糖-酸溶液中,混匀,充分反应后静置消泡,循环冻融,然后进行冷冻干燥,得到果汁交联壳聚糖海绵;
S4.将得到的果汁交联壳聚糖海绵放入含有醛类的食品级乙醇溶液中,加热反应,反应结束后取出,并用食品级乙醇浸洗去除未反应完全的醛类,自然风干后即可得具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。
本发明的机理是:壳聚糖是一种含有丰富胺基的天然多糖,其在酸性溶液中易质子化,转化为聚阳离子;果汁中含有多种天然有机酸,天然有机酸通常为多元酸,当和含有丰富胺基的壳聚糖结合时,有机酸会电离并转化为有机酸根阴离子;有机酸根阴离子和壳聚糖聚阳离子之间的会产生强烈的静电作用,从而形成软而韧的低强度离子网络;进一步的冷冻解冻循环,会促进壳聚糖分子链中羟基和胺基形成的动态氢键网络在低温下定向排列,从而形成以氢键和物理缠结为特征的另一低强度交联网路;在此基础上,通过可食用且具有芳香气味的天然醛类化合物和壳聚糖大分子链上的胺基之间的席夫碱反应,形成具有显著刚性的共价键交联网络;通过以上三种不同性质交联网络的构建,最终获得一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。
优选地,所述壳聚糖的脱乙酰度为70%~100%;分子量为10kda~100Kda。
优选地,步骤S1中,所述酸为食用白醋、柠檬酸或乳酸中的一种多活多种;所述酸的质量分数为1%;所述壳聚糖-酸溶液中,壳聚糖的质量分数为1%~3%。
更优选地,壳聚糖-酸溶液的制备过程为:室温条件下,磁力搅拌下将壳聚糖粉末分散于去离子水中,加入质量分数为1%的酸溶液,继续搅拌至壳聚糖完全溶解,得到质量分数为1%~3%的壳聚糖-酸溶液。
优选地,步骤S2中,所述果实为柠檬、青柠、柑橘、菠萝、橙子、葡萄或柚子中的一种或多种。由上述果实制备的果汁交联剂可直接使用或适当稀释后使用。
优选地,步骤S3中,所述循环冻融的过程为:壳聚糖与果汁充分交联反应后,置于-10~-80℃条件下至完全冻实,然后移至10~50℃下自然解冻,再移至-80~-10℃条件下至完全冻实,如此循环1~10次。
冻融循环过程,涉及氢键作用、微晶形成和液-液相分离三个过程。氢键被认为是导致在凝胶中形成物理交联(连接点)的定向相互作用,微晶形成是由于网络链的结晶组织而凝胶化,液-液相分离为聚合物富区和聚合物贫乏区域的相分离,以上三个过程在凝胶的形成中起相互依赖的作用,从而导致大分子结构的致密化。
优选地,步骤S4中,所述醛类为具有芳香气味的含醛基萜类化合物中的一种或多种混合物,浓度为0.5~5g/L,在其范围内制备出的海绵具有较好的弹性;当醛类的浓度过高时,制备得到的海绵过硬,易脆;当浓度过低时,则海绵的交联密度交底,弹性较差。
萜类化合物是中草药中的一类比较重要的化合物,已经发现许多化合物是中草药中的有效成分,同时它们也是一类重要的天然香料,是食品工业和化妆品不可缺少的原料。比如,柠檬醛(C10H16O,citral)是柠檬草油的主要成分,已被欧盟委员会承认可作为食品中的调味成分(RegulationEU 872/2012)且被美国食品药品管理局(FDA)批准并公认为是安全的成分(GRAS 182.60),柠檬醛是软饮料中重要的风味添加剂,有着强烈、令人愉悦的柠檬气息。萜类化合物中醛基能与壳聚糖的氨基发生席夫碱反应而交联形成共价网络结构。
优选地,步骤S4中,所述醛类为柠檬醛、香草醛、紫苏醛、香茅醛、水芹醛、羟基香茅醛、薄荷酮或香芹酮中的一种或多种。
按上述方案,所述海绵的芳香气味是可调控的,如:使用柠檬醛,海绵即呈柠檬香味;使用香草醛,海绵即呈香草豆气味;使用紫苏醛,海绵即呈辛香气味;使用香茅醛,海绵即呈柠檬、百合、玫瑰香气;使用水芹醛,海绵即呈果子香气味。
优选地,步骤S4中,所述加热反应的温度为60~80℃;时间为4~16h。
本发明同时还保护所述方法制备得到的具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。
所述具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵在人造肉食品、香囊、口香糖、止血敷料、组织工程支架、油水分离、重金属和染料吸附剂中的应用也在本发明的保护中。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明所述芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵具有可食用、气味芳香、较高拉伸强度、较强弹性模量、较高断裂韧性、快速自恢复能力、较好的抗疲劳能力、高透气性、高吸附容量、生物相容性、抗菌性、环保性(材料无污染)等优点;此外,此工艺绿色、环保、操作简单、安全、材料回收不会产生二次污染等优点,所制备的海绵可应用为人造肉食品、香囊、口香糖、止血敷料、组织工程支架、油水分离、重金属和染料吸附剂等领域。
附图说明
图1为所述具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵中交联网络的构建示意图。
图2为实施例1所得样品的壳聚糖海绵的弹性测试对比图。
图3为壳聚糖海绵、果汁交联壳聚糖海绵、果汁-共价交联壳聚糖海绵扫描电镜图。
图4为实施例7分别冻融一次、两次和三次所得样品的弹性力学性能比较。
图5为实施例9反复压缩海绵的弹力性能测试结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出进一步地详细阐述,所述实施例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法;所使用的材料、试剂等,如无特殊说明,为可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备
具体过程如下:
S1.称取1.2g壳聚糖粉末,其中壳聚糖的脱乙酰度为98%,分子量为50KDa,在室温下分散于60mL去离子水中形成浑浊液,将1%(w/v)食用白醋加入上述浑浊液,得到2.0%(w/v)的壳聚糖-酸溶液;
S2.将柠檬榨汁,并稀1倍释;
S3.将上述得到的柠檬汁逐滴加上到上述壳聚糖-酸溶液中,继续搅拌,使壳聚糖与柠檬汁充分交联,得到悬浊液;将此悬浊液倒入十二孔板中,静置消泡后,放入冰箱-20℃冻实,置于室温下解冻,循环冻融三次;最后放置真空冷冻干燥机冷冻干燥18h,得到果汁交联壳聚糖海绵;
S4.然后将冷冻干燥好的样品放入浓度为1.0g/L的柠檬醛食品级乙醇溶液中,80℃水浴加热反应5h,取出用食品级乙醇浸洗数次,去除未反应完全的柠檬醛,自然风干后即可得具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。
具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵中交联网络的构建示意图如图1所示。
对制备得到的具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵进行弹性测试,以冻干的壳聚糖海绵为对照,测试方法如下:分别给以上两组样品施加一个500g的砝码,使待测样品发生明显的形变,一段时间后撤掉外力,观察样品回复至原来体积的情况。测得结果如图2所示,从图2中可以看出,本实施例所得的壳聚糖海绵在被挤压后马上自行回复到原来的体积大小,如图2(f)所示,且在经过100次的挤压循环后体积也没有明显变化,而未经果汁和醛基交联的壳聚糖海绵在一次挤压后就无法恢复至原来体积,发生了明显的塌陷与收缩,如图2(c)所示。
实施例2
一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵,具体制备过程如下:
S1.称取0.6g壳聚糖粉末,其中壳聚糖的脱乙酰度为90%,分子量为20KDa,在室温下分散于60mL去离子水中形成浑浊液,将1%(w/v)柠檬酸加入上述浑浊液,得到1.0%(w/v)的壳聚糖-酸溶液;
S2.将青柠榨汁,得到青柠果汁;
S3.将青柠果汁逐滴加上到上述壳聚糖-酸溶液中,继续搅拌,使壳聚糖与果汁充分交联,得到悬浊液;将悬浊液倒入十二孔板中,静置消泡后,放入冰箱-20℃冻实,冻融循环三次;最后放置真空冷冻干燥机冷冻干燥24h;
S4.然后将冷冻干燥好的样品放入浓度为0.5g/L的柠檬醛食品级乙醇溶液中,75℃水浴加热反应10h,取出用食品级乙醇浸洗数次,去除未反应完全的柠檬醛,自然风干后即可得有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。
实施例3
一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵,具体制备过程如下:
S1.称取1.8g壳聚糖粉末,其中壳聚糖的脱乙酰度为98%,分子量为70KDa,在室温下分散于60mL去离子水中形成浑浊液,将1%(w/v)乳酸加入上述浑浊液,得到3.0%(w/v)的壳聚糖-酸溶液;
S2.将葡萄榨汁,得到葡萄果汁;
S3.将葡萄果汁逐滴加上到上述壳聚糖-酸溶液中,继续搅拌,使壳聚糖与果汁充分交联,得到悬浊液;将此悬浊液倒入十二孔板中,静置消泡后,放入冰箱-20℃冻实,冻融循环三次;最后放置真空冷冻干燥机冷冻干燥24h;
S4.然后将冷冻干燥好的样品放入浓度为1.5g/L的水芹醛食品级乙醇溶液中,70℃水浴加热反应12h,取出用食品级乙醇浸洗数次,去除未反应完全的水芹醛,自然风干后即可得有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。
实施例4
一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵,具体制备过程如下:
S1.称取1.2g壳聚糖粉末,其中壳聚糖的脱乙酰度为95%,分子量为10KDa,在室温下分散于60mL去离子水中形成浑浊液,将1%(w/v)食用白醋加入上述浑浊液,得到2.0%(w/v)的壳聚糖-酸溶液;
S2.将橙子榨汁,得到橙子果汁;
S3.将橙子果汁逐滴加上到上述壳聚糖-酸溶液中,继续搅拌,使壳聚糖与果汁充分交联,得到悬浊液;将此悬浊液倒入十二孔板中,静置消泡后,放入冰箱-20℃冻实,冻融循环五次;最后放置真空冷冻干燥机冷冻干燥24h;
S4.然后将冷冻干燥好的样品放入浓度为1.0g/L的香茅醛食品级乙醇溶液中,80℃水浴加热反应10h,取出用食品级乙醇浸洗数次,去除未反应完全的香茅醛,自然风干后即可得有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。
实施例5
一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵,具体制备过程如下:
S1.称取1.2g壳聚糖粉末,其中壳聚糖的脱乙酰度为95%,分子量为80KDa,在室温下分散于60ml去离子水中形成浑浊液,将1%(w/v)食用白醋加入上述浑浊液,得到2.0%(w/v)的壳聚糖-酸溶液;
S2.将菠萝榨汁,得到菠萝果汁;
S3.将菠萝果汁逐滴加上到上述壳聚糖-酸溶液中,继续搅拌,使壳聚糖与果汁充分交联,得到悬浊液;将此悬浊液倒入十二孔板中,静置消泡后,放入冰箱-20℃冻实,冻融循环三次;最后放置真空冷冻干燥机冷冻干燥24h;
S4.然后将冷冻干燥好的样品放入浓度为1.0g/L的紫苏醛食品级乙醇溶液中,80℃水浴加热反应10h,取出用食品级乙醇浸洗数次,去除未反应完全的紫苏醛,自然风干后即可得有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。
实施例6
一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵,具体制备过程如下:
S1.称取1.2g壳聚糖粉末,其中壳聚糖的脱乙酰度为95%,分子量为70KDa,在室温下分散于60mL去离子水中形成浑浊液,将1%(w/v)柠檬酸加入上述浑浊液,得到2.0%(w/v)的壳聚糖-酸溶液;
S2.将柚子去皮,榨汁,得到柚子果汁,并稀释2倍;
S3.将稀释2倍的柚子果汁逐滴加上到上述壳聚糖-酸溶液中,继续搅拌,使壳聚糖与果汁充分交联,得到悬浊液;将此悬浊液倒入十二孔板中,静置消泡后,放入冰箱-20℃冻实,冻融循环四次;最后放置真空冷冻干燥机冷冻干燥24h;
S4.然后将冷冻干燥好的样品放入浓度为1.0g/L的香草醛食品级乙醇溶液中,80℃水浴加热反应5h,取出用食品级乙醇浸洗数次,去除未反应完全的醛,自然风干后即可得食有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。
实施例7果汁交联和醛基共价交联对海绵三维网络结构的影响
为了证明果汁交联和醛基共价交联对海绵三维网络结构的影响,分别通过以下方法制备壳聚糖海绵、果汁交联壳聚糖海绵、具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵(即果汁—醛基交联壳聚糖海绵)。
壳聚糖海绵的制备:
称取1.2g壳聚糖粉末,其中壳聚糖的脱乙酰度为98%,分子量为70KDa,在室温下分散于60mL去离子水中形成浑浊液,将1%(w/v)食用白醋加入上述浑浊液,得到2.0%(w/v)的壳聚糖-酸溶液,冷冻干燥,得到壳聚糖海绵。
果汁交联壳聚糖海绵的制备:
S1.称取1.2g壳聚糖粉末,其中壳聚糖的脱乙酰度为98%,分子量为70KDa,在室温下分散于60mL去离子水中形成浑浊液,将1%(w/v)食用白醋加入上述浑浊液,得到2.0%(w/v)的壳聚糖-酸溶液,将柠檬果汁逐滴加入到上述壳聚糖-酸溶液中,继续搅拌,使壳聚糖与果汁充分交联,得到悬浊液;
S2.将此悬浊液倒入十二孔板中,静置消泡后,冻融三次,冷冻干燥,得到果汁交联壳聚糖海绵。
果汁—醛基交联壳聚糖海绵的制备:
S1.称取1.2g壳聚糖粉末,其中壳聚糖的脱乙酰度为95%,分子量为70KDa,在室温下分散于60mL去离子水中形成浑浊液,将1%(w/v)食用白醋加入上述浑浊液,得到2.0%(w/v)的壳聚糖-酸溶液;
S2.将柠檬榨汁,得到柠檬果汁;
S3.将柠檬果汁逐滴加上到上述壳聚糖-酸溶液中,继续搅拌,使壳聚糖与果汁充分交联,得到悬浊液;将此悬浊液倒入十二孔板中,静置消泡后,冻融三次,冷冻干燥24h,得到果汁交联壳聚糖海绵;
S4.然后将冷冻干燥好的样品放入浓度为1.0g/L的柠檬醛食品级乙醇溶液中,80℃水浴加热反应5h,取出用食品级乙醇浸洗数次,去除未反应完全的醛,自然风干后即可得果汁—醛基交联壳聚糖海绵。
将上述三种海绵置于电子扫描电镜观察其网络结构,结果如图3所示。从图3中可知,经过果汁交联后,海绵呈现一定量的三维网络结构(如图3(b)所示),经果汁和醛基交联后的海绵,呈现丰富的三维多空网络结构(如图3(c)所示。
实施例8冻融循环工艺对果汁交联网络韧性及刚性的影响
为了证明冻融循环工艺对果汁交联网络性能的影响,分别通过以下方法制备三种海绵:
S1.称取1.2g壳聚糖粉末,其中壳聚糖的脱乙酰度为98%,分子量为70KDa,在室温下分散于60mL去离子水中形成浑浊液,将1%(w/v)食用白醋加入上述浑浊液,得到2.0%(w/v)的壳聚糖-酸溶液;
S2.将柠檬榨汁,得到柠檬果汁;
S3.将柠檬果汁逐滴加上到上述壳聚糖-酸溶液中,继续搅拌,使壳聚糖与果汁充分交联,得到悬浊液;将此悬浊液倒入十二孔板中,静置消泡后,冻融一次、两次、三次后,冷冻干燥,分别得到冻融一次、两次和三次的壳聚糖海绵。
测试上述得到的冻融一次、两次和三次的壳聚糖海绵的承受重量的能力,测试方法为:将一定重量的物体分别置于上述三种海绵上面1min,分别观察其并行情况。
测得结果如图4所示,从图4中可以看出,当分别向冻融不同次数制备的海绵施加一定重力后,冻融一次的海绵体积发生了明显的塌陷与收缩(如图4(a)所示),冻融三次的海绵体积塌陷与收缩程度最小如图4(c)所示),证明冻融循环三次工艺对海绵的刚性和韧性等机械性能有一定程度的提高。
实施例9反复压缩海绵的弹力性能测试
一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵,具体制备过程如下:
S1.称取1.2g壳聚糖粉末,其中壳聚糖的脱乙酰度为98%,分子量为70KDa,在室温下分散于60mL去离子水中形成浑浊液,将1%(w/v)食用白醋加入上述浑浊液,得到2.0%(w/v)的壳聚糖-酸溶液;
S2.将柠檬榨汁,得到柠檬果汁;
S3.将柠檬果汁逐滴加上到上述壳聚糖-酸溶液中,继续搅拌,使壳聚糖与果汁充分交联,得到悬浊液;将此悬浊液倒入十二孔板中,静置消泡后,放入冰箱-20℃冻实,冻融循环三次;最后放置真空冷冻干燥机冷冻干燥24h;
S4.然后将冷冻干燥好的样品放入浓度为1.0g/L的香草醛食品级乙醇溶液中,80℃水浴加热反应5h,取出用食品级乙醇浸洗数次,去除未反应完全的醛,自然风干后即可得食有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海。
将上述过程制备的有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海置于万能拉力试验机进行反复压缩回弹测试。测得结果如图5所示,从图5中可以看出,海绵可承受高达45%的压缩应变,并可在应力释放后恢复原始高度。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,对于本领域的普通技术人员来说,在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.将壳聚糖溶于酸中,配置壳聚糖-酸溶液;
S2.果汁交联剂的制备:果实去皮,榨汁、过滤,得到的滤液即为果汁交联剂;
S3.将制备好果汁交联剂滴加到壳聚糖-酸溶液中,混匀,充分反应后静置消泡,循环冻融,然后进行冷冻干燥,得到果汁交联壳聚糖海绵;
S4.将得到的果汁交联壳聚糖海绵放入含有醛类的食品级乙醇溶液中,加热反应,反应结束后取出,并用食品级乙醇浸洗去除未反应完全的醛类,自然风干后即可得具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。
2.根据权利要求1所述具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法,其特征在于,所述壳聚糖的脱乙酰度为70%~100%;分子量为10kDa~100Kda。
3.根据权利要求1所述具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述酸为食用白醋、柠檬酸或乳酸中的一种多活多种;所述酸的质量分数为1%;所述壳聚糖-酸溶液中,壳聚糖的质量分数为1%~3%。
4.根据权利要求1所述具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法,其特征在于,步骤S2中,所述果实为柠檬、青柠、柑橘、菠萝、橙子、葡萄或柚子中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法,其特征在于,步骤S3中,所述循环冻融的过程为:壳聚糖与果汁充分交联反应后,置于-80~-10℃条件下至完全冻实,然后移至10~50℃下自然解冻,再移至-80~-10℃条件下至完全冻实,如此循环1~10次。
6.根据权利要求1所述具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法,其特征在于,步骤S4中,所述醛类为具有芳香气味的含醛基萜类化合物中的一种或多种混合物,浓度为0.5~5g/L。
7.根据权利要求6所述具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法,其特征在于,步骤S4中,所述醛类为柠檬醛、香草醛、紫苏醛、香茅醛、水芹醛、羟基香茅醛、薄荷酮或香芹酮中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵的制备方法,其特征在于,步骤S4中,所述加热反应的温度为60~80℃;时间为4~16h。
9.权利要求1至8任一所述方法制备得到的具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵。
10.权利要求9所述具有芳香气味且可食用的壳聚糖弹性海绵在人造肉食品、香囊、口香糖、止血敷料、组织工程支架、油水分离、重金属和染料吸附剂中的应用。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110947370A (zh) * 2019-12-18 2020-04-03 江南大学 一种用于染料吸附的壳聚糖-环糊精基海绵的制备方法
CN111375067A (zh) * 2020-03-18 2020-07-07 四川大学 一种壳聚糖支架及其制备方法和应用
CN111603806A (zh) * 2019-12-04 2020-09-01 长沙乐远化工科技有限公司 一种环保高效的交联多糖油水分离膜的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06345894A (ja) * 1993-06-02 1994-12-20 Unitika Ltd 抗菌防臭性セルローススポンジ
CN104629079A (zh) * 2014-12-05 2015-05-20 武汉工程大学 具有弹性的超疏水壳聚糖吸油海绵及其制备方法和应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06345894A (ja) * 1993-06-02 1994-12-20 Unitika Ltd 抗菌防臭性セルローススポンジ
CN104629079A (zh) * 2014-12-05 2015-05-20 武汉工程大学 具有弹性的超疏水壳聚糖吸油海绵及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
冯延民: "《壳聚糖与人类健康》", 31 March 2008 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111603806A (zh) * 2019-12-04 2020-09-01 长沙乐远化工科技有限公司 一种环保高效的交联多糖油水分离膜的制备方法
CN110947370A (zh) * 2019-12-18 2020-04-03 江南大学 一种用于染料吸附的壳聚糖-环糊精基海绵的制备方法
CN110947370B (zh) * 2019-12-18 2021-05-04 江南大学 一种用于染料吸附的壳聚糖-环糊精基海绵的制备方法
WO2021120439A1 (zh) * 2019-12-18 2021-06-24 江南大学 一种用于染料吸附的壳聚糖-环糊精基海绵的制备方法
CN111375067A (zh) * 2020-03-18 2020-07-07 四川大学 一种壳聚糖支架及其制备方法和应用
CN111375067B (zh) * 2020-03-18 2022-02-11 四川大学 一种壳聚糖支架及其制备方法和应用

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