具有甲醛变色性能的紫甘蓝提取物凝胶组合物的制作方法

1.本发明属于日用化学空气净化用品领域，具体涉及一种具有甲醛变色性能的紫甘蓝提取物凝胶组合物、制备方法、应用及含有其的甲醛变色指示剂。


背景技术：

2.甲醛是一种无色、有强烈刺激性气味的气体。短时间接触高浓度甲醛，对皮肤黏膜和呼吸道有刺激作用，可能会出现流泪、咽痛、咳嗽、气短、呼吸困难等症状。长期接触低剂量甲醛，会引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变，dna单链内交联和dna与蛋白质交联及抑制dna损伤的修复、妊娠综合症、引起新生儿染色体异常、白血病，引起青少年记忆力和智力下降。甲醛在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位，已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。
3.甲醛清除可通过活性炭吸附、光催化、催化氧化、物理通风等措施实现。近年来用于空气净化的基于天然提取物的水凝胶材料被逐步推出，如：cn105770945a公开了一种酵素除甲醛除臭净味剂，由东方伊萨酵母、副干酪乳酸菌、戊糖片球菌和面包酵母等微生物的培养液制备而成。cn101804215a提供了一种以天然植物芦荟为原料，对芦荟凝胶水解产物中的多糖进行氨基衍生化改性，然后将具与氨基化胶原蛋白进行复配，得到甲醛捕获凝胶的方法。cn111974364a提供了一种快速、长效空气净化凝胶颗粒及其制备方法，凝胶颗粒中包括以下原料：柠檬油，芦荟提取物，玫瑰油提取物等，可在室温下10min内吸附甲醛。但上述天然提取物水凝胶对于室内空气典型污染物甲醛来说，缺少视觉指示功能，不利于家庭推广使用。
4.cn111701439a公开了一种具有视觉感观的除甲醛变色凝胶，其以碱性醇胺类化合物与甲醛反应后，凝胶体系ph值变化而使酸碱指示剂发生变色，从而达到除醛变色的目的。但该凝胶所用醇胺化合物本身就有很强的异味，不宜应用于室内空气净化。
5.因此，基于天然、无毒的原料，能与甲醛发生成色反应的高灵敏醛致变色凝胶，才是我们孜孜以求的研究目标。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种具有甲醛变色性能的紫甘蓝提取物凝胶组合物，以解决现有技术中甲醛净化凝胶指示灵敏度差，且自身有异味，从而不适宜于居家使用的技术问题。
7.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
8.一种具有甲醛变色性能的紫甘蓝提取物凝胶组合物，所述紫甘蓝提取物凝胶组合物包括如下组分：0.1～1％质量分数的紫甘蓝提取物、0.3～3％质量分数的羟胺盐、0.5～5％质量分数的凝胶剂和和余量质量分数的水。
9.进一步，所述紫甘蓝提取物凝胶组合物由如下质量分数的组分组成：0.1～1％质
量分数的紫甘蓝提取物、0.3～3％质量分数的羟胺盐、0.5～5％质量分数的凝胶剂和和余量质量分数的水。
10.进一步的，所述紫甘蓝提取物中，花青苷的质量含量≥5％，优选为5～30％。
11.进一步的，所述羟胺盐为羟胺硫酸盐、羟胺盐酸盐、羟胺磷酸盐、羟胺甲酸盐、羟胺乙酸盐或羟胺草酸盐中的一种或几种，优选为羟胺硫酸盐、羟胺盐酸盐、羟胺磷酸盐中的一种或几种。
12.进一步的，所述凝胶剂为琼脂、聚乙烯醇、明胶、结冷胶、卡拉胶、透明质酸、羟丙基纤维素或可溶性淀粉中的一种或几种，优选为琼脂、聚乙烯醇、透明质酸中的一种或几种。
13.进一步的，所述紫甘蓝提取物凝胶组合物的制备方法为：先将凝胶剂预溶于20～90℃水中，搅拌至澄清，然后加入紫甘蓝提取物和羟胺盐混合，搅拌均匀，制得所述凝胶组合物。
14.进一步的，本发明提供的紫甘蓝提取物凝胶组合物可以和空气中的甲醛，去除空气中的甲醛污染物，同时产生明显的颜色变化，因此可以用于吸收并且指示甲醛污染物。
15.本发明还提供一种甲醛变色指示剂，所述指示剂包括上述具有甲醛变色性能的紫甘蓝提取物凝胶组合物，所述指示剂吸收甲醛后，颜色发生改变，一般从青色或绿色变为紫色或红色，可提示空气中存在甲醛。
16.本发明中，紫甘蓝(brassica oleracea l.var.capitata f.rubra)，又称红甘蓝、赤甘蓝，俗称紫包菜，紫甘蓝叶片中含有丰富的花青苷(花色素)，该色素主要组分是矢车菊花色苷的糖苷及酰化物[food chemistry,2008,109:219]。已有大量研究表明花色苷具有强抗氧化活性，花色苷可以加快微血管循环来减轻眼睛受到自由基攻击，还可以帮助基体激活和提高视紫红质的再生能力。富含花青苷的紫甘蓝提取物，提取方法有压榨法、酶提取法、溶剂提取法、微波辅助提取法、超声辅助提取法和co2超临界萃取法等[food and bioproducts processing 90(2012)615
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623]。紫甘蓝提取物可于市场上购买获得。
[0017]
紫甘蓝提取物中核心成分花青苷分子结构中含有多酚羟基取代的2-苯基苯并吡喃鎓盐单元，存在着酸碱异构化现象，即发生花青苷的吡喃鎓式(紫红色)与醌式异构体(青绿色)这两个不同的共轭结构之间的互变异构。在此基础上申请人研究发现，将其与羟胺盐组合使用，可产生醛致变色效果，即：甲醛先与羟胺盐反应释放质子，而该质子则与花青苷的青绿色醌式体结合转化为紫红色吡喃鎓式(如图1所示)，从而实现了醛致变色功能(如图2所示)。
[0018]
本发明基于天然物化学和配方科学思维，摒弃了传统检测方法里单一物质作用手段，针对家庭使用的便捷性要求，利用了紫甘蓝提取物花青苷酸碱变色的特点，巧妙引入了酸质子供体-羟胺盐，组合成了一种凝胶型的甲醛检测指示剂。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：凝胶组合物选材基于天然提取物，对家居环境友好安全，吸收甲醛性能好，可用于空气净化，对甲醛变色灵敏，制备工艺简单温和，有效解决了现有技术中甲醛净化凝胶指示灵敏度度差，自身有异味的技术问题。
附图说明
[0019]
图1为紫甘蓝提取物凝胶组合物中的花青苷与甲醛的反应示意图。
[0020]
图2为实施例1和对比例1的甲醛变色情况对比照片。
具体实施方式
[0021]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
[0022]
应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，包括各实例间的任意组合。
[0023]
实施例1
[0024]
一种具有甲醛变色性能的紫甘蓝提取物凝胶组合物，具有如下组分：0.5％质量分数的紫甘蓝提取物(市售品，花青苷物质含量10％)、1％质量分数的硫酸羟胺、1％质量分数的琼脂和97.5％质量分数的水。
[0025]
制备方法如下：先将琼脂预溶于70℃水中，搅拌至澄清，然后加入紫甘蓝提取物和羟胺硫酸盐混合，搅拌均匀，得到所述凝胶组合物。
[0026]
将凝胶组合物置于空气检测舱内，在甲醛浓度为10mg/l条件下，凝胶组合物颜色10min后由青绿色变为紫红色(见附图2左图)，达到了明显的甲醛变色效果。
[0027]
实施例2
[0028]
一种具有甲醛变色性能的紫甘蓝提取物凝胶组合物，具有如下组分：0.1％质量分数的紫甘蓝提取物(市售品，花青苷物质含量25％)、0.3％质量分数的羟胺盐酸盐、5％质量分数的聚乙烯醇和94.6％质量分数的水。
[0029]
制备方法如下：先将聚乙烯醇预溶于90℃水中，搅拌至澄清，然后加入紫甘蓝提取物和硫酸羟胺混合，搅拌均匀，得到所述凝胶组合物。
[0030]
将凝胶组合物置于空气检测舱内，在甲醛浓度为10mg/l条件下，凝胶组合物颜色10min后由浅青色变为粉红色，达到了明显的甲醛变色效果。
[0031]
实施例3
[0032]
一种具有甲醛变色性能的紫甘蓝提取物凝胶组合物，具有如下组分：1％质量分数的紫甘蓝提取物(市售品，花青苷物质含量5％)、3％质量分数的羟胺磷酸盐、0.5％质量分数的透明质酸和95.5％质量分数的水。
[0033]
制备方法如下：先将透明质酸预溶于20℃水中，搅拌至澄清，然后加入紫甘蓝提取物和硫酸羟胺混合，搅拌均匀，得到所述凝胶组合物。
[0034]
将凝胶组合物置于空气检测舱内，在甲醛浓度为10mg/l条件下，凝胶组合物颜色10min后由青色变为红色，达到了明显的甲醛变色效果。
[0035]
对比例1
[0036]
一种具有甲醛变色性能的紫甘蓝提取物凝胶组合物，具有如下组分：0.5％质量分数的紫甘蓝提取物(市售品，花青苷物质含量10％)、1％质量分数的琼脂和98.5％质量分数的水。
[0037]
制备方法如下：先将琼脂预溶于70℃水中，搅拌至澄清，然后加入紫甘蓝提取物混合，搅拌均匀，得到所述凝胶组合物。
[0038]
将凝胶组合物置于空气检测舱内，在甲醛浓度为10mg/l条件下，凝胶组合物颜色100min内青绿色保持不变色，见附图2右图，无甲醛变色效果。
[0039]
可见在没有羟胺盐的体系中，无法发生花青苷的青绿色醌式体转化为紫红色吡喃鎓式的变色反应，不能实现吸收并指示甲醛的功能。
[0040]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。