專利名稱：一種生物基可降解口香糖膠基的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種口香糖膠基，尤其涉及一種生物基可降解口香糖膠基，屬于食品工業中的口香糖技術領域。
背景技術：
口香糖作為一種咀嚼性糖果，由于其保證口腔健康、活動面部肌肉等作用深受人們的喜愛。口香糖的組成主要包括膠基、糖粉及糖漿。其中，糖粉和糖漿都是溶于水的，在咀嚼時會隨著唾液慢慢溶化吸收，因此經過人們咀嚼后殘留的物質主要是膠基。膠基是口香糖的主要組分之一，一般由彈性體(如天然橡膠、丁苯橡膠)、樹脂(如聚醋酸乙烯酯)、無機填充劑(如碳酸鈣)等混合形成，膠基性能的好壞是決定口香糖質量優劣的關鍵。傳統的口香糖通常利用難于生物降解的彈性體(合成橡膠)、增塑劑和一些其他添加劑來制備膠基，殘基被丟棄后，既難除去，也污染環境，因此在一定程度上限制了口香糖的發展。此外，目前我國75%以上的天然橡膠和50%的合成橡膠需要進口，橡膠資源極其短缺；用于橡膠合成的石化資源也面臨枯竭的危險。因此，采用生物基可再生資源來取代傳統的橡膠制備口香糖膠基，有利于緩解我國橡膠資源和石化資源短缺的危機。環境保護已成為國際社會廣泛關注的重大課題，在材料科學領域里，基于環境方面的考慮，通常希望所使用的材料可再生、可降解回收。在此大背景下，采用可生物降解彈性體和樹脂作為膠基制備口香糖，以使其易于被去除(易清除的膠基)，或將其改性以使其可化學降解(可生物降解的膠基)，同時賦予口香糖特別的功能，是口香糖重要的發展趨勢。口香糖的生物降解實質上是指其膠基，特別是膠基中彈性體的生物降解，受因素誘導，如受溫度、光、水、酶、微生物等作用，口香糖膠基發生降解，最終生成水、二氧化碳等對人類無毒、無害的物質。目前，可降解口香糖 主要可以歸為三類:一類是采用可食用、可生物降解的天然物質為膠基，制備可吸收、可完全生物降解口香糖，但是此類口香糖咀嚼性能較普通口香糖差距較大；第二類是將口香糖膠基組分內的填料替換為光活性物質，制備膠基可光催化降解口香糖，但是此類口香糖降解條件要求苛刻且對聚合物的降解速度較慢；第三類是采用可生物降解聚合物取代不可降解彈性體或樹脂作為膠基，制備可生物降解口香糖。針對第三類可降解口香糖，CN 100527977C公布了一種可降解口香糖膠基及其制備方法，采用乳酸為原料、通過熔融縮聚制備口香糖膠基，制得得樹脂聚合物玻璃化轉變溫度低(16 50°C )，降解速度快，但是其制備過程非常復雜、時間長，且需要使用有機溶劑和催化劑。專利CN 1728949A介紹了一種至少由兩種不同的可生物降解聚合物組分構成膠基的口香糖，其中主組分的分子質量為g/mol，優選g/mol，其玻璃化轉變溫度低于0°C ;次組分為可生物降解型增塑劑，其分子質量為500-19000g/mol，優選1500-9000g/mol，其玻璃化轉變溫度高于(TC。專利CN 1547436A介紹，采用由環酯開環聚合制備的可生物降解共聚物完全代替口香糖膠基中的聚醋酸乙烯酯，玻璃化轉變溫度20 38°C，可以解決聚醋酸乙烯酯難于生物降解的缺點，但是難以通過此方法合成可降解的彈性體。由上可見，所合成的聚合物玻璃化轉變溫度都在0°c以上，仍不可稱之為彈性體，常溫下處于玻璃態，彈性差，難以保證咀嚼性能。CN 102408549A公布了一種生物基可降解口香糖彈性體及其制備方法，采用直接熔融縮聚的方法，即在氮氣氣氛下，首先在160-180°C的溫度下，將脂肪族二元醇、脂肪族飽和二元酸和甘油進行預縮聚2-4小時，大量的水分在此階段生成，然后在190-220°C下，0.5-2小時內將真空度逐步調為100_2000Pa反應直至聚合物爬桿攪不動為止。合成了具有溶膠、凝膠體系的聚酯彈性體，玻璃化轉變溫度為-50°C，發明工藝簡單，操作方便。因此，將傳統口香糖膠基中的彈性體用可以生物降解的聚酯彈性體取代，已達到可降解目的；采用生物質單體以節約不可再生的石化資源，通過合成工藝條件的控制，能夠得含溶膠和凝膠部分的聚酯彈性體，以保證其粘彈性和膠基的咀嚼性能，最終制得性能好、可降解的口香糖
發明內容
:本發明的目的在于克服現有口香糖膠基難以生物降解、依賴天然橡膠或石化資源的缺點，提供一種生物基可降解口香糖膠基。本發明的目的是通過以下方案實現的:一種生物基可降解口香糖膠基，其特征在于它是由以下原料按重量份數之比制成的一種生物基可降解口 香糖膠基，聚酯彈性體20-45份，聚醋酸乙烯脂20-45份，可塑劑2-6份，酯樹膠15-20份，乳化劑5-10份，碳酸鈣8-15份。所述的生物基可降解口香糖膠基中的聚酯彈性體，最好采用生物基的脂肪族二元醇、脂肪族二元酸和丙三醇通過熔融縮聚制得。所述的聚酯彈性體中的脂肪族二元醇最好是1，3-丙二醇，1，2-丙二醇或1，10-癸二醇。所述的聚酯彈性體中的脂肪族二元酸最好是丁二酸、癸二酸或兩者的混合物。所述的生物基可降解口香糖膠基中的可塑劑最好是固體食用石蠟、微晶石蠟、硬化油或白蜂蠟。所述的生物基可降解口香糖膠基中的乳化劑可以是單硬脂酸甘油酯、蔗糖二硬脂酸酯、甘油酯、卵磷脂或分子蒸餾單甘脂。目前，我國75%以上的天然橡膠和50%以上的合成橡膠都需要進口，橡膠資源嚴重短缺，本發明制備的可降解口香糖膠基，既不依賴傳統橡膠資源，又可生物降解，還能保證其咀嚼性能的口香糖膠基，與傳統膠基相比有以下特點:(I)采用來源廣泛、安全無毒的生物質單體通過熔融縮聚合成聚酯彈性體以取代傳統的天然橡膠和依賴石化原料合成的合成橡膠，有利于緩解我國橡膠資源危機，減少不可再生石化資源的消耗。(2)制備聚酯彈性體和乳化劑的條件溫和，工藝流程簡單，易操作，成本低，無需有毒抗氧劑和催化劑的使用，易于實現工業化。(3)制備得到的由溶膠部分和凝膠部分組成的聚酯彈性體，其中合適的溶膠含量以保證其加工性能，又有凝膠部分的存在保證其彈性，進而保證了彈性體合適的粘彈性和口香糖膠基的咀嚼性能。
(4)熔融縮聚制得的聚酯彈性體，其生物降解速度快，不沾嘴、不黏手，環保無污染。(5)本發明的可降解口香糖膠基的加工，不僅無須對現有加工設備進行改造，而且由于省去了傳統橡膠的塑煉部分，降低了生產能耗，有利于降低生產成本，易于工業化生產。
圖1本發明的生物基可降解口香糖膠基的加工工藝流程圖。
具體實施方式
:圖1是本發明的生物基可降解口香糖膠基的加工工藝流程:實施例1:丁二酸6份、癸二酸6份、I, 3-丙二醇9份和丙三醇9份合成的聚酯彈性體30份，聚醋酸乙烯脂24份，微晶石蠟4份，酯樹膠15份，單硬脂酸甘油酯8份，碳酸鈣10份。實施例2:丁二酸8份、1，2-丙二醇7份和丙三醇5份合成的聚酯彈性體20份，聚醋酸乙烯脂30份，白蜂蠟6份，酯樹膠20份，甘油酯10份，碳酸鈣15份。實施例3:
丁二酸12份、癸二酸10份、I, 3-丙二醇15份和丙三醇8份合成的聚酯彈性體45份，聚醋酸乙烯脂45份，固體食用石蠟6份，酯樹膠17份，蔗糖二硬脂酸酯5份，碳酸鈣8份。實施例4:癸二酸15份、I, 10-癸二醇10份和丙三醇份合成的聚酯彈性體35份，聚醋酸乙烯脂20份，白蜂蠟2份，酯樹膠18份，分子蒸餾單甘脂5份，碳酸鈣12份。實施例5:丁二酸8份、癸二酸5份、1，3-丙二醇10份和丙三醇2份合成的聚酯彈性體25份，聚醋酸乙烯脂35份，白蜂蠟4份，酯樹膠15份，單硬脂酸甘油酯10份，碳酸鈣15份。測試由實施例1至5所制的口香糖膠基的可降解性:將市售的綠箭口香糖膠基與實施例中的口香糖膠基碾成2毫米厚的片，然后黏在尺寸為8cm*10cm的光面木板上。交替實施以下循環，在40°C下潤濕2小時，并在45°C下用Q-UVB照射6小時。實施該循環直至照射時間達2500分鐘。口香糖膠基的降解伴隨表面粉化作用的增加。因此，風蝕前和風蝕后的表面粉化作用均在視覺上確定，并用從I至6的定性分數進行評定。其中I代表粉化嚴重，6代表未粉化。結果匯總于表1:表I 口香糖膠基降解性對比
實施例1風蝕前的粉化狀況 I風蝕后的粉化狀況^
權利要求
1.一種生物基可降解口香糖膠基，其特征在于它是由以下原料按重量份數之比制成:聚酯彈性體20-45份，聚醋酸乙烯脂20-45份，可塑劑2_6份，酯樹膠15-20份，乳化劑5_10份，碳酸鈣8-15份。
2.根據權利要求1所述的生物基可降解口香糖膠基，其特征在于其中的聚酯彈性體采用生物基的脂肪族二元醇、脂肪族二元酸和丙三醇通過熔融縮聚制得。
3.根據權利要求2所述的生物基可降解口香糖膠基，其特征在于聚酯彈性體中的脂肪族二元醇是1，3-丙二醇，I, 2-丙二醇或1，10-癸二醇。
4.根據權利要求2所述的的生物基可降解口香糖膠基，其特征在于聚酯彈性體中的脂肪族二元酸是丁二酸、癸二酸或兩者的混合物。
5.根據權利要求1所述的生物基可降解口香糖膠基，其特征在于可塑劑是固體食用石蠟、微晶石蠟、硬化油或白蜂蠟。
6.根據權利要求1所述的生物基可降解口香糖膠基，其特征在于乳化劑是單硬脂酸甘油酯、蔗糖二硬脂酸 酯、甘油酯、卵磷脂或分子蒸餾單甘脂。
全文摘要
本發明涉及一種生物基可降解口香糖膠基，屬于口香糖制備技術領域。所述口香糖膠基是以下原料按重量份數之比制成，聚酯彈性體20-45份，聚醋酸乙烯脂20-45份，可塑劑2-6份，酯樹膠15-20份，乳化劑5-10份，碳酸鈣8-15份。其中聚酯彈性體由生物基的原料熔融縮聚合成，合成工藝簡單，產品安全無毒，產率高。制得的口香糖膠基生物降解速度快，環保無污染，且有較好的咀嚼性。
文檔編號C08G63/20GK103211075SQ20131011159
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者張立群, 張曉丹, 康海瀾, 翁靖一, 史金煒, 王朝, 王潤國 申請人:北京化工大學