一种纳晶纤维素可食性油墨及其制备方法
【专利说明】一种纳晶纤维素可食性油墨及其制备方法
[0001]技术邻域
[0002]本发明涉及一种可食性油墨及其制备方法，特别涉及一种以纳晶纤维素为配料之一制备可食性油墨的方法。
【背景技术】
[0003]印刷油墨作为主要的着色物质，在印刷与包装行业中有着举足轻重的地位。但是一些传统油墨组分中包括部分对人体危害很大的有害物质，如广泛应用于软塑料包装印刷产业的溶剂型油墨含有挥发性的致癌物，特别是将这种油墨印刷在烟酒的包装、可食性包装材料、食品、药品及儿童玩具等产品上时，将直接影响人类健康。尽管现在科学家开始把研究方向转向不含有有害物质的环保型油墨，如水性UV油墨，然而这种油墨本身即不能被食用，又不可以直接在食品、药品等的表面上印刷。如果研制出一类油墨可直接印刷在食品、药品的表面且印刷适性良好，不但赋予了食品和药品丰富的颜色，而且它有具大的发展空间，市场前景十分广阔。可食性油墨在日常生活中可用来烘焙糕点、制作奶油和冰淇淋等，使其颜色更加丰富，更能勾起消费者的食欲，增加对儿童的吸引力；在食品包装袋上直接进行可食性油墨印刷还能很高效地降低一般印刷油墨对食品带来的污染；在药品表面直接印刷出各类图案如美丽的风景图像等，不仅可以迎合病人心理的特征，将药品个性化，一定程度上也能给患者带来安慰、启示的效果。但是目前市场上可食性油墨的应用并不常见。
[0004]为了缓解石油危机带来的严重影响，一些科研机构和有实力的公司加大了不含石油的印刷油墨的研发力度，随着研究不断深入，一些成熟的可食性油墨配方和适合可食性油墨印刷的设备得到了应用。如宝洁公司利用可食性油墨在“品客”薯片(Pringles)的表面上进行印刷，并获得了很好的市场效果；日本印刷机制造企业玛斯搭玛英德公司成功地研制出了一种可食性油墨印刷机MMP 1300BT，利用这种印刷机可直接把可食性油墨印刷在食品表面。此外荷兰国家应用科学研究院研发出一台3D食品“打印机”，以巧克力或者其它食材为原料再加上一定量的可食性油墨即可打印出各种造型独特的食品；Douglas R Stewart等开发出一种新的可食性油墨印刷方法，先将可食性油墨利用喷印装置喷涂到可食性的基础材料上形成装饰层，然后再将这个装饰层应用于蛋糕制作工艺中；ArunVShastry等研制了一种以食用蜡、色素、脂肪等为主要成分的可食性油墨，将其喷印在承印物上，印刷图像精度最低可达300dpi。刘壮等研发了一种耐温型可食性油墨，在120°C的高温条件下油墨光谱反射率变化量仅为1.72%。国内关于可食性油墨的报道稀少，技术未达到成熟的程度，仅少数几家公司可以生产可食性油墨且其价格高昂，不适宜大规模生产。
[0005]人类膳食中的纤维素主要含于蔬菜和粗加工的谷类中，虽然不能被消化吸收，但有促进肠道蠕动，利于粪便排出等功能。纳晶纤维素仍然属于纤维素。食物纤维素是一种不被消化吸收的物质，过去认为是“废物”，现在认为它在保障人类健康、延长生命方面有着重要作用，被称为第七种营养素。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是要提供一种纳晶纤维素可食性油墨及其制备方法。
[0007]本发明采用的技术方案是:
[0008]—种纳晶纤维素可食性油墨，按比例包括以下原料，纳晶纤维素:甜味剂:色料:增稠剂:水:连接料的重量比为 0.002-0.050:0.90-1.90:0.01-0.08:0.01-0.04:1.0-1.4:1。
[0009]进一步地，在上述技术方案中，所述纳晶纤维素为木材或非木材的天然植物原料制备的纳晶纤维素。NCC采用预水解-硫酸盐法蒸煮-漂白-碱精制-酸解-透析-超声-冷冻干燥的工艺制备。
[0010]进一步地，在上述技术方案中，所述纳晶纤维素的粒径在10-200nm范围内。
[0011]进一步地，在上述技术方案中，所述甜味剂为蔗糖、山梨糖醇、果糖、葡萄糖或其混合物。
[0012]进一步地，在上述技术方案中，所述色料为红曲红、栀子黄、红花黄或其混合物。
[0013]进一步地，在上述技术方案中，所述增稠剂为黄原胶、瓜尔豆胶、卵磷脂、阿拉伯胶、海藻酸丙二醇酯或其混合物。
[0014]进一步地，在上述技术方案中，所述连接料为大豆油、花生油、三四级菜籽油、橄榄油或其混合物。
[0015]本发明提供一种纳晶纤维素可食性油墨的制备方法，所述方法按照上述原料配比添加，包括如下步骤:
[0016](1)将纳晶纤维素与水混合，配置成质量分数为0.1 % -2%的溶液；
[0017](2)用超声波细胞粉碎机在630-810w的输出功率下处理10_30min ；
[0018](3)按照上述原料配比补加水，在40-60°C恒温，在200-400r/min的转速下搅拌30min，期间每隔lOmin加入甜味剂；
[0019](4)继续搅拌10-30min，溶液成乳白色，加入色料；
[0020](5)提高转速到400-600r/min搅拌20_40min后，加入增稠剂；
[0021](6)在600-1000r/min的转速下搅拌20_40min，添加连接料，同时加入无水乙醇消泡；
[0022](7)在700-800r/min的转速下搅拌20_40min即制得可食性油墨。
[0023]上述可食性油墨各组分的混合顺序中，首先将纳晶纤维素和水进行混合，超声处理后再加入其它组分。
[0024]本发明的特点在于:(1)可食性油墨的配方中含有来自木材或秸杆、棉花等非木材天然植物原料的纳晶纤维素。(2)可食性油墨各组分的混合顺序中，先将纳晶纤维素和水进行混合。
[0025]发明有益效果
[0026]本发明采用纳晶纤维素配置可食性油墨，把纤维性组分加入油墨之中，使其具备保健功能；尤其是所用纳晶纤维素如果来自农业废弃物(玉米秸杆、麦草、稻草等)时，同时还有助于农业废弃物的资源化。
[0027]本发明采用纳晶纤维素配置可食性油墨具有环保、无公害、色泽好等特征，可用于儿童食品、药品、可食性包装材料等领域，在保证安全的前提下，促进其销售，使之更符合目标群体的需求。
【具体实施方式】
[0028]以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但本发明的保护范围不仅限于此。本实施例中的纳晶纤维有以下方法制备得到，但是不限于此方法。
[0029]纳晶纤维素的制备:
[0030](1)预水解:将玉米稻皮水洗除杂，瞭干后剪成长l-2cm，宽0.5cm的小段，平衡水分；然后在170°C，加入水和冰乙酸，冰乙酸用量2% (冰乙酸与绝干玉米秸皮的质量百分比)，液比5:1，处理30min，过滤，水洗涤；
[0031](2)硫酸盐法蒸煮:在硫化度25%，用碱量16%，液比5:1，在170°C下蒸煮60min，过滤，水洗涤；
[0032](3)漂白:加入水和二乙基三胺五乙酸(DTPA)，在DTPA用量0.5%，浆浓15%，温度40°C，pH为3的条件下进行预处理30min，过滤，水洗涤；然后在氧压0.8MPa，加入水，H202用量为3%，NaOH用量为4%，温度80°C，MgS04用量0.4%，Na 2Si03用量3%，浆浓9%，处理60min，过滤，洗涤，得到漂白浆；步骤(3)各物质用量以步骤(2)所得物料的绝干重量的质量百分比计；
[0033](4)碱精制:在质量分数为5 %的Κ0Η水溶液中，温度为30°C和液比2