[发明专利]一种氨基化胶原纤维吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种氨基化胶原纤维吸附材料及其制备方法和应用，该材料以动物皮为原料，经氨基化处理得到，应用于焦糖色素的脱除，高效地吸附焦糖色素，吸附容量达到415‑480 mg/g，且同时对4‑甲基咪唑基本不吸附；该吸附材料经解吸重生后可重复使用，重复使用5次的氨基化胶原纤维材料对焦糖色素的脱色率达到88%。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种氨基化胶原纤维吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

猪、牛、羊家畜动物产生的动物皮作为一种畜牧业的副产物，是世界上最大的可再生动物生物质资源之一。自古以来，家畜动物皮主要用作制革工业的原材料。胶原蛋白是构成动物皮的主要物质，其含量（干基）达到90%以上，具有优良的生物相容性和生物降解性，已经医药、化妆品、食品等行业中得到了广泛应用。皮胶原本身是一种天然的高分子材料，具有独特的纤维结构，良好的生物相容性，亲水性（但不溶于水），这些优良性质是合成高分子材料所不能比拟的。由于皮胶原纤维含有大量的活性基团，如-COOH，-NH₂, -OH等，因此能够通过化学改性赋予其更多的功能。

焦糖色是食用色素中用量大、使用范围广的天然食品添加剂之一，它可以显著提升食品的色泽和风味等感官品质，主要应用于调味品、饮料、糖果等。焦糖色生产过程中氨（铵）类化合物和二羰基化合物反应可能生成危害物质4-甲基咪唑，其含量较高时对人体有害。《食品安全国家标准食品添加剂 焦糖色》（GB 1886.64-2015）规定焦糖色中4-甲基咪唑的含量不得超过200 mg/kg。因此，准确测定焦糖色中4-甲基咪唑含量是评价焦糖色产品安全性、生产高品质焦糖色产品的前提条件。

采用高效液相色谱-DAD检测器测定焦糖色中4-甲基咪唑含量是一种便捷、且易于实现的方法。然而，焦糖色中的色素成分对4-甲基咪唑检测会造成强干扰，必须在检测前进行脱色除去，同时确保4-甲基咪唑被很好保留。为此，通过上述对动物皮胶原的介绍，如何将动物皮运用于焦糖脱色，既能有效脱除焦糖中的色素又能很好保留4-甲基咪唑是我们亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种氨基化胶原纤维吸附材料及其制备方法和应用。该吸附材料可高效吸附焦糖色素，且对焦糖色素中的4-甲基咪唑基本无吸附，吸附容量达到415-480 mg/g；同时该吸附材料经解吸重生后可重复使用，重复使用5次的氨基化胶原纤维吸附材料对焦糖色素的吸附率高于88%。

为达到上述目的，本发明采用的第一个技术方案为：

一种氨基化胶原纤维吸附材料该材料以动物皮为原料，经氨基化处理得到；该材料的侧链氨基含量为20-80 nmol/g，热变性温度为85-95℃。

进一步的，所述动物皮为猪、牛和羊皮中的任一种。

进一步的，所述氨基化处理为动物皮与氨基化试剂反应，氨基化试剂为乙二胺、亚氨基二羧酸酯、二甲酰胺钠盐、硫酸羟胺中任一种。

本发明采用的第二个技术方案为：

一种制备氨基化胶原纤维吸附材料的方法，该方法包含对动物皮进行氨基化处理的步骤。

进一步的，所述氨基化处理前还包含：

将动物皮处理为胶原纤维的步骤；以及

对胶原纤维进行交联反应的步骤。

进一步的，所述胶原纤维的处理方法包含以下步骤：

将所述动物皮研磨为粒度为100-200目胶原纤维粉末；以及

将上述得到的胶原纤维粉末用蒸馏水浸泡12h，

其中，所述胶原纤维粉末与蒸馏水的料液比为1：15-1：27g/mL。