一种低温缓释香味凝胶及其制备方法与流程

1.本技术涉及低温复合材料技术领域，尤其涉及一种低温缓释香味凝胶及其制备方法。


背景技术：

2.冰箱内部的使用周期变长后会出现异味，并且当食物在冰箱内放置时间较长后容易滋生细菌，加速食物变质。目前冰箱用缓释香味材料主要为直接在塑料原材料中直接加入香精物质、通过在材料表面喷涂含芳香物质涂层和通过仪器或者其他材料缓释芳香物质三种方式实现。其中，直接在塑料原材料中直接加入香精物质，无法添加芳香物质，随着使用时间的延长，芳香气味逐渐减弱直至消失，香味不持久，无法长期释放香味；通过涂层方式同样具有香味不持久的问题，同时具有食品接触安全风险的缺点。通过在凝胶等具有缓释效果的材料中加入芳香物质的方法，可以实现替换，但目前的香氛产品无法适用与冰箱低温且潮湿的环境，香味释放功能受到影响，同时现有香氛产品的配方还存在食品接触安全风险的问题。
3.专利cn1978498a公开了一种温度敏感性的壳聚糖/聚乙烯醇凝胶及其制备方法。其制备方法是将壳聚糖完全溶解在盐酸溶液中后，于冰浴中放置；将碳酸氢钠溶液添加于聚乙烯醇溶液中，同样在冰浴中放置；然后在冰浴及不断搅拌条件下，将碳酸氢钠聚乙烯醇溶液缓慢滴入充聚糖盐酸溶液，保持溶液无混油，高心去除气泡后，于凝胶温度放置一段时间制得凝胶，缓释效果好。但这种温度敏感型凝胶仅在人体温度下可形成凝胶，低温下为液态，且在潮湿环境下性能不理想，不适用于冰箱的环境。
4.目前，市面上还没有较为理想的香味缓释材料能够在冰箱低温环境下有较好的性能，同时满足在冰箱的潮湿环境中不发生霉变，并具有良好的可接触食品效果，适合在冰箱等类似环境中使用。


技术实现要素：

5.本技术旨在提供一种新型缓释香味凝胶材料，以解决现有技术凝胶材料不能用于低温潮湿环境，可能具有食品安全风险，不适合在储备食物的冰箱中使用的问题。
6.以上技术目的通过以下方案实现：
7.一方面，本技术提供一种低温缓释香味凝胶的制备方法，包括如下步骤：
8.将聚乙烯醇粉末溶于水，加热，连续搅拌溶解，得到聚乙烯醇溶液，向所述聚乙烯醇溶液中加入丁二酸酐，搅拌反应，冷却至室温,得到混合溶液，向混合溶液中加入有机溶剂生成沉淀，过滤得到改性聚乙烯醇固体；
9.将改性聚乙烯醇溶于水，加热，连续搅拌溶解，得到改性聚乙烯醇溶液，将所述改性聚乙烯醇溶液冷却至室温，加入凝胶剂，搅拌混合均匀得到粗品溶液，将所述粗品溶液均匀倾在聚四氟乙烯板上，脱水，形成脱水模；
10.将所述脱水模放入芳香物质中静置，得到低温缓释香味凝胶。
11.进一步地，所述聚乙烯醇、水和丁二酸酐的重量比为10-12:40-45:20-22。
12.进一步地，所述改性聚乙烯醇、水和凝胶剂的重量比为4-9:100-120:10-20。
13.丁二酸酐作为主要的原材料之一，其加入的主要作用为与聚乙烯醇发生酯化反应，在聚乙烯醇的的羟基上接枝羧基，便于在接下来的过程中羧基可与凝胶剂中的氨基发生反应，形成水凝胶。此外，使用丁二酸酐对聚乙烯醇进行改性还可以降低聚乙烯醇的刚性，确保使用过程中，尤其是低温环境下，凝胶膜不会发生断裂。
14.经过改性后的聚乙烯醇具有良好的亲水性和生物相容性，能够起到支撑缓释材料基本骨架，保证材料不变形的作用；并且具有优异的吸收溶液的性能和可接触食品性，能在冰箱的潮湿环境下使用。
15.进一步地，所述有机溶剂为甲醇、乙醇或乙二醇中的一种，上述溶剂毒性低，挥发性强，在后续制备工艺中残留少，使最终产品能够满足食品接触安全标准。
16.进一步地，所述凝胶剂为壳聚糖、明胶、丝胶蛋白或氧化海藻酸钠中的一种。上述凝胶剂具有良好的抗菌性能，能保证在潮湿环境下长期放置不会发生霉变。除了抗菌，这些天然材料还能在自然条件下自身发生降解，具有环保性。
17.进一步地，所述将聚乙烯醇粉末溶于水，加热，连续搅拌溶解的温度为90-100℃，搅拌时间为2-5h。
18.进一步地，所述向所述聚乙烯醇溶液中加入丁二酸酐，搅拌反应的反应时间为12-36h。
19.进一步地，所述将改性聚乙烯醇溶于水，加热，连续搅拌溶解的温度为90-100℃，搅拌时间为1-3h。
20.进一步地，所述将所述脱水模放入芳香物质中静置的静置时间为10-20min。
21.另一方面，本技术还提供一种低温缓释香味凝胶，由上述制备方法制备而成。
22.和现有技术相比，本发明提供的低温缓释香味凝胶具有以下有益效果：
23.1)本技术提供的香味缓释凝胶使用改性聚乙烯醇-天然凝胶剂作为主要成分，使得材料具有三维孔状结构，能很好地储存缓释芳香物质，同时具有优异的吸水性能，能吸收自身重量1000倍的水，在释放芳香物质的同时可吸收冰箱中部分多余的水分，减少冰箱清洁次数；
24.2)本技术提供的香味缓释凝胶具有抗菌性能，在冰箱潮湿环境下不会有霉变风险；
25.3)本技术提供的香味缓释凝胶由可自然降解的改性聚乙烯醇等高分子材料构成，可在自然界中自然降解，具有环保性；
26.4)本技术提供的香味缓释凝胶的原材料均为低毒或无毒化合物，具有良好的可接触食品效果，适合在冰箱等类似环境中使用；
27.5)本技术提供的香味缓释凝胶能重复使用，当冰箱芳香气味消失后，将香味缓释凝胶取出晾干后，浸泡在芳香物质中10min，香味缓释凝胶中的三维孔状结构可有效存储芳香物质，再次释放香味。
具体实施方式
28.下面将结合实施例，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述
的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
29.实施例1
30.s1、制备改性聚乙烯醇：
31.配方：聚乙烯醇100份，水450份，丁二酸酐210份。
32.称取上述重量比例的聚乙烯醇粉末，加入到上述重量比例的水中，在90℃下搅拌3h后加入上述重量比例的丁二酸酐加入到上述溶液中，搅拌反应24h。反应结束后，将产物溶液冷却至室温，加入乙醇进行沉淀，得到白色的改性聚乙烯醇。
33.s2、制备低温缓释香味凝胶：
34.配方：改性聚乙烯醇8份，水100份，壳聚糖15份。
35.将上述重量比例的改性聚乙烯醇添加到上述重量比例的水中，在90℃下连续搅拌2h，将溶液冷却至室温，加入上述重量比例的壳聚糖，混合均匀，将混合溶液倒在聚四氟乙烯板上，脱水后形成脱水膜，将脱水膜放入芳香物质中，静置10min后放入冰箱，制得低温缓释香味凝胶。
36.初次使用时，将制备得到的水凝胶膜材加入到含有芳香物质的液体中，芳香物质浸入到水凝胶膜材中1h，水凝胶中的三维孔状结构将存储大量的芳香物质。将浸泡过芳香物质的水凝胶放入冰箱中，随着时间的发展，水凝胶中的芳香物质将会逐渐挥发，释放在冰箱中，同时水凝胶会随着自身三维孔状结构中的芳香物质的减少，逐渐吸收冰箱潮湿空气中的水分，起到除湿作用。
37.实施例2
38.s1、制备改性聚乙烯醇：
39.配方：聚乙烯醇110份，水400份，丁二酸酐210份。
40.称取上述重量比例的聚乙烯醇粉末，加入到上述重量比例的水中，在100℃下搅拌4h后加入上述重量比例的丁二酸酐加入到上述溶液中，搅拌反应36h。反应结束后，将产物溶液冷却至室温，加入乙醇进行沉淀，得到白色的改性聚乙烯醇。
41.s2、制备低温缓释香味凝胶：
42.配方：改性聚乙烯醇4份，水100份，壳聚糖10份。
43.将上述重量比例的改性聚乙烯醇添加到上述重量比例的水中，在100℃下连续搅拌1h，将溶液冷却至室温，加入上述重量比例的壳聚糖，混合均匀，将混合溶液倒在聚四氟乙烯板上，脱水后形成脱水膜，将脱水膜放入芳香物质中，静置10min后放入冰箱，制得低温缓释香味凝胶。
44.实施例3
45.s1、制备改性聚乙烯醇：
46.配方：聚乙烯醇120份，水450份，丁二酸酐220份。
47.称取上述重量比例的聚乙烯醇粉末，加入到上述重量比例的水中，在100℃下搅拌3h后加入上述重量比例的丁二酸酐加入到上述溶液中，搅拌反应24h。反应结束后，将产物溶液冷却至室温，加入乙醇进行沉淀，得到白色的改性聚乙烯醇。
48.s2、制备低温缓释香味凝胶：
49.配方：改性聚乙烯醇9份，水120份，壳聚糖20份。
50.将上述重量比例的改性聚乙烯醇添加到上述重量比例的水中，在100℃下连续搅拌3h，将溶液冷却至室温，加入上述重量比例的壳聚糖，混合均匀，将混合溶液倒在聚四氟乙烯板上，脱水后形成脱水膜，将脱水膜放入芳香物质中，静置15min后放入冰箱，制得低温缓释香味凝胶。
51.实施例4
52.s1、制备改性聚乙烯醇：
53.配方：聚乙烯醇100份，水450份，丁二酸酐210份。
54.称取上述重量比例的聚乙烯醇粉末，加入到上述重量比例的水中，在90℃下搅拌3h后加入上述重量比例的丁二酸酐加入到上述溶液中，搅拌反应24h。反应结束后，将产物溶液冷却至室温，加入乙醇进行沉淀，得到白色的改性聚乙烯醇。
55.s2、制备低温缓释香味凝胶：
56.配方：改性聚乙烯醇8份，水100份，明胶15份。
57.将上述重量比例的改性聚乙烯醇添加到上述重量比例的水中，在90℃下连续搅拌2h，将溶液冷却至室温，加入上述重量比例的明胶，混合均匀，将混合溶液倒在聚四氟乙烯板上，脱水后形成脱水膜，将脱水膜放入芳香物质中，静置10min后放入冰箱，制得低温缓释香味凝胶。
58.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。