[发明专利]一种食品保鲜用pH和温度双响应性纤维素基水凝胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种食品保鲜用pH和温度双响应性纤维素基水凝胶的制备方法，利用羧甲基纤维素和N‑乙烯基己内酰胺反应制得水凝胶，再将防腐剂负载在水凝胶上，得到食品保鲜用pH和温度双响应性纤维素基水凝胶。本发明所得温度和pH双响应性水凝胶用于水果保鲜，无需在水果上涂抹，安全环保，同时有效的控制防腐剂的释放，可显著延长水果的储存时间，延缓水果的腐败变质；本发明制备得到的水凝胶包覆在水果外，除了隔绝空气和外界细菌外，还可以抑制水果中水分的流失；同时，本发明的制备方法简便，无需精细的复杂设备或操作。

技术领域

本发明涉及一种食品保鲜用pH和温度双响应性纤维素基水凝胶的制备方法，属于食品保鲜领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对各种水果的需求量也逐渐增大，但水果在储存以及运输过程中容易腐烂变质，因而对水果的保鲜贮藏和运输要求也越来越高。目前，常用的水果保鲜方法有添加防腐剂，该方式是一种简便有效的保鲜手段，其可以控制水果的成熟速度、微生物感染和冻害，因此可以克服季节与产地对水果储存的影响。但是对于贮存时间较久的水果，由于防腐剂具有的时效性使其在储存后期难以起到保鲜的作用，容易导致水果腐烂变质。同时，由于部分人群对防腐剂存在过敏问题，出于安全性考虑，也需要寻找减少防腐剂的使用的方案。

发明内容

本发明提供一种食品保鲜用pH和温度双响应性纤维素基水凝胶的制备方法，可根据食品pH和温度的变化来控制防腐剂的释放量，使防腐剂得到充分高效的利用，延长了防腐剂的使用周期，减少了防腐剂的用量和残留，抗菌性能优异；原料廉价易得，制备过程简单，易于操作。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种食品保鲜用pH和温度双响应性纤维素基水凝胶的制备方法，利用羧甲基纤维素和N-乙烯基己内酰胺反应制得水凝胶，再将防腐剂负载在水凝胶上，得到食品保鲜用pH和温度双响应性纤维素基水凝胶。

上述所得的食品保鲜用pH和温度双响应性纤维素基水凝胶，通过改变外界温度或/和pH的变化，可实现防腐剂的释放从而起到保鲜的效果。

水果在高温下易发生腐烂变质，同时果实在成熟期会释放出酸性物质从而导致水果周围pH发生变化，由于水果在成熟后会慢慢开始腐烂，即成熟阶段的果实就需要考虑保鲜问题；将负载有防腐剂的温度和pH双响应性水凝胶应用于水果保鲜，防腐剂随着温度的升高、pH的改变，有效的进行释放，可以延长水果的储藏时间，也为水凝胶的应用提供了一种新思路。

申请人经研究发现，水凝胶的温度响应性主要由N-乙烯基己内酰胺提供；pH响应性则主要由羧甲基纤维素中的丰富的羧基或羧酸盐提供；将N-乙烯基己内酰胺和羧甲基纤维素结合、并与特定的共聚单体反应，所制得的水凝胶，不仅具有pH和温度双响应性，且pH和温度的相应范围与水果等的腐败pH和温度范围相适应，因此，将防腐剂负载在本申请特制的水凝胶上，可根据水果等的腐败pH和温度，进行防腐剂的有效释放，使防腐剂得到充分高效的利用，延长了防腐剂的使用周期，减少了防腐剂的用量，减少了食物中防腐剂的残留。

作为一种优选的实现方案，为了提高反应效率和产品得率，同时保证所得产品的双响应特性，上述食品保鲜用pH和温度双响应性纤维素基水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)N-乙烯基己内酰胺溶于羧甲基纤维素的水溶液中，加入共聚单体、交联剂和引发剂，在50～80℃下进行自由基聚合反应4～8小时，得水凝胶；

(2)将步骤(1)中得到的水凝胶在蒸馏水中浸泡3～5天，每隔4～8小时换一次水，得到纯化的水凝胶；

(3)将步骤(2)中得到的水凝胶干燥，得到干凝胶；

(4)将步骤(3)得到的干凝胶放入到防腐剂水溶液中浸泡2～3天，即得食品保鲜用pH和温度双响应性纤维素基水凝胶。