一种明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶制造技术

本发明专利技术公开了一种明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，由明胶和普鲁兰多糖制成的气凝胶经美拉德反应后形成。本发明专利技术具有绿色安全、可降解的特性，具有较好地耐湿性和较高的机械强度，良好的隔热性，可以用于满足果蔬包装中缓冲、隔热等需求。隔热等需求。隔热等需求。

【技术实现步骤摘要】
一种明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶


[0001]本专利技术涉及农业生产
，特别涉及一种果蔬包装用的明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶。

技术介绍

[0002]气凝胶是一种多孔固体材料，具有发达的三维网络结构和超低的密度。由于气凝胶的孔隙率极高，其内部几乎完全被空气占据。因此，它可以用最小的重量获得最大的体积。目前，气凝胶已被用于石油污染物的吸附、温度保存、辐射污染的屏蔽材料、航空航天领域、食品工业等。冷冻干燥工艺是一种相对经济、快速和绿色的方法来制备多孔气凝胶，而来自生物基可持续来源的材料，如植物的多糖、蛋白质和精油，可以大大减少产品的整体碳足迹，减轻环境负担。同时，与传统的无机气凝胶相比，生物气凝胶不仅保持了高比表面积、多孔性和超低密度的优势，而且还具有生物降解性和生物相容性的独特优势。
[0003]明胶(GA)是一种从胶原蛋白水解得到的单链蛋白质，它是存在于动物皮肤、骨骼和肉瘤中最丰富的蛋白质之一。由于其低成本、生物相容性、生物可降解性和无毒性，它已被成功地用于污染物吸附、医疗和食品行业。
[0004]普鲁兰多糖(PUL)是一种从酵母类真菌中获得的非支链亲水多糖，它由α
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连接的麦芽三糖重复单元组成。由于其在水中的快速溶解性、无毒、可生物降解、抗菌、无味和无臭的特性，PUL已被成功用于生物医学领域和食品包装材料。
[0005]然而，由于明胶、普鲁兰多糖基产品的亲水性，用明胶、普鲁兰多糖制备的产品，易溶于水，机械性能也较差，而常规的果蔬产品存放环境会因呼吸作用产生水汽而高湿，常规的明胶、普鲁兰多糖形成的产品用于果蔬的保鲜包装会因高湿而导致材料的软化崩解，且强度也无法满足包装材料的要求。
[0006]由于在水溶液中的可溶性和相对较差的机械性能，基于明胶或普鲁兰多糖产品通常需要通过化学交联剂进行改性。但化学残留物和细胞毒性限制了它在食品工业中的应用。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种果蔬包装用的明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，具有绿色安全、可降解的特性，具有较好地耐湿性和较高的机械强度，良好的隔热性，可以用于满足果蔬包装中缓冲、隔热、透气等需求。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，由明胶和普鲁兰多糖制成的气凝胶经美拉德反应后形成。一般用明胶、普鲁兰多糖制备的产品，易溶于水，机械性能也较差，就限制了此类产品的实际应用。
[0009]本专利技术利用美拉德反应(一定湿度下加热)，对明胶和普鲁兰多糖进行交联，解决了易溶于水从而导致材料结构崩解的问题。同时，制备成的气凝胶具有优越的抗压性能。
克重量的生物气凝胶。
[0027]图5生物气凝胶在0秒和60秒(平衡时间)的水接触角。
[0028]图6生物气凝胶样品(GP11 M)在9分钟内加热期间的温度变化热视图。
[0029]图7GA/PUL生物气凝胶在水里浸泡48小时后的溶胀率。
具体实施方式
[0030]下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。
[0031]本专利技术中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0032]明胶购自上海阿拉丁生化科技有限公司。普鲁兰多糖购自上海麦克林生物化学有限公司。
[0033]实施例1：明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，制备方法如下：(1)将5g明胶和5g普鲁兰多糖加入100mL去离子水中，38℃下搅拌3.5小时，得到明胶/ 普鲁兰多糖混合溶液；(2)明胶/普鲁兰多糖混合溶液在
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80℃冰箱中预冻过夜，然后放入经冷冻干燥机(LGJ
‑
10) 中，冷冻干燥3天后得到气凝胶；(3)气凝胶放在恒温恒湿箱中，经美拉德反应后得到改性生物气凝胶，美拉德反应的条件为：反应温度65℃，反应时间125小时，相对湿度控制为30
±
2％。
[0034]实施例2：明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，制备方法如下：(1)将10g明胶和5g普鲁兰多糖加入100mL去离子水中，45℃下搅拌3小时，得到明胶/ 普鲁兰多糖混合溶液；(2)明胶/普鲁兰多糖混合溶液在
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80℃冰箱中预冻过夜，然后放入经冷冻干燥机(LGJ
‑
10) 中，冷冻干燥3天后得到气凝胶；(3)气凝胶放在恒温恒湿箱中，经美拉德反应后得到改性生物气凝胶，美拉德反应的条件为：反应温度75℃，反应时间115小时，相对湿度控制为30
±
2％。
[0035]实施例3：明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，制备方法如下：(1)将4g明胶和8g普鲁兰多糖加入100mL去离子水中，40℃下搅拌3小时，得到明胶/普鲁兰多糖混合溶液；(2)明胶/普鲁兰多糖混合溶液在
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80℃冰箱中预冻过夜，然后放入经冷冻干燥机(LGJ
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10) 中，冷冻干燥3天后得到气凝胶(命名为GP12)；(3)气凝胶放在恒温恒湿箱中，经美拉德反应后得到改性生物气凝胶(命名为GP12M)，美拉德反应的条件为：反应温度70℃，反应时间120小时，相对湿度控制为30
±
2％。
[0036]实施例4：明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，制备方法如下：(1)将6g明胶和6g普鲁兰多糖加入100mL去离子水中，40℃下搅拌3小时，得到明胶/普鲁兰多糖混合溶液；
(2)明胶/普鲁兰多糖混合溶液在
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80℃冰箱中预冻过夜，然后放入经冷冻干燥机(LGJ
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10) 中，冷冻干燥3天后得到气凝胶(命名为GP11)；(3)气凝胶放在恒温恒湿箱中，经美拉德反应后得到改性生物气凝胶(命名为GP11 M，密度约0.126g/cm3)，美拉德反应的条件为：反应温度70℃，反应时间120小时，相对湿度控制为30
±
2％。
[0037]实施例5：明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，制备方法如下：(1)将8g明胶和4g普鲁兰多糖加入100mL去离子水中，40℃下搅拌3小时，得到明胶/普鲁兰多糖混合溶液；(2)明胶/普鲁兰多糖混合溶液在
‑
80℃冰箱中预冻过夜，然后放入经冷冻干燥机(LGJ
‑
10) 中，冷冻干燥3天后得到气凝胶(命名为GP21)；(3)气凝胶放在恒温恒湿箱中，经美拉德反应后得到改性生物气凝胶(命名为GP21 M)，美拉德反应的条件为：反应温度70℃，反应时间120小时，相对湿度控制为30
±
2％。
[0038]实施例6：明胶生物气凝胶，制备方法如下：(1)将12g明胶加入100mL去离子水中，40℃下搅拌3小时，得到明胶溶液；(2)明胶溶液在
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80℃冰箱中预冻过夜，然后放入经冷冻干燥机(LGJ
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10)中，冷冻干燥3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，其特征在于，由明胶和普鲁兰多糖制成的气凝胶经美拉德反应后形成。2.根据权利要求1所述的一种明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，其特征在于，明胶和普鲁兰多糖制成气凝胶的方法为：(1)将明胶和普鲁兰多糖加入去离子水中，38
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45℃下搅拌3
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3.5小时，得到明胶/普鲁兰多糖混合溶液；(2)明胶/普鲁兰多糖混合溶液经冷冻干燥后得到气凝胶。3.根据权利要求2所述的一种明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，其特征在于，步骤(1)中，明胶和普鲁兰多糖的质量比为1
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2:2
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1。4.根据权利要求2所述的一种明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，其特征在于，所述明胶/普鲁兰多糖混合溶液的总浓度为0.1
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0.15g/mL。5.根据权利要求1或2所述的一种明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，其特征在于，所述美拉德反应的条件为：反应温度65
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75℃，反应时间115
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125小时，相对湿度控制为30
±
2％。6.一种含保鲜剂的明胶/普鲁兰多糖改性生物气凝胶，其特征在于，通过以下步骤制备而得：A:将保鲜剂、明胶和普鲁兰...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，杨智超，沈超怡，曹阳，何勇，陈昆松，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：