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1、 E n v i r o n me n t a l f市场准入 J 可食性喷墨油墨 生产配方探讨及性能测试 一 直以来 ，食 品行业 在食品表面 印上 简单的 图案或者在食品中添加色素等 ，给食品赋予鲜艳的 色彩和美感。近年 ，伴随着食品的多样化 ，人们希 望能在食 品上绘上更复杂的图案和更丰富的色彩。 食 品表面印刷是其中一个手段。而传统油墨 ( 尤其 是溶剂型油墨 )因其配方中含有大量对人体有害的 成分 ，如汽油、甲苯 、二甲苯、醇类、芳香族类化 合物等 ，对人类健康造成威胁 ，尤其是采用此类油 墨进行食 品或药品包装印刷时 ，会直接或间接地污 染食品或药品，因此不能直接印刷于食 品或药品
2、表 面。这就需要可食性油墨的研发。 一 、可食性油墨各组分的选择 印刷油墨是 由颜料 、连接料、填料和 附加料 等均匀分散混合而成的浆状胶体 。颜料是主要显色 物质 ；连接料是油墨的主要组成成分 ，主要起分散 颜料、赋予油墨一定 的黏性 、流动性和转印性能 ， 并在印刷后通过成膜使颜料 固着在承印物表面的作 用。附加料和填料主要起充填和改善油墨本 身某些 0 印刷质量与标准化 2 0 1 2 2 文 孙菁梅 特性的作用。对可食性油墨而言 ，它的每一个组成 成分都必须符合相关卫生标准 ，而且他们相 互混合 后经过物理或化学作用产生的物质也应该对身体无 害 ，满足食 用要求。为最大限度地满足食用要
3、求 ， 本文所研究的油墨选择水性体系。 1 颜料的选择 可食性 喷墨油墨的颜料采 用可食性色素 。可 食性色素分为天然色素和合成色素。天然色素包括 叶绿素铜钠盐、天然植物碳黑、胭脂虫红、葡萄皮 红、辣椒红、姜黄 、胡萝 1- 素等。合成色素包括胭 脂红、柠檬黄、 日落红、亮蓝 、靛蓝等。大 多数天 然色素不够稳定 ，而合成色素具有色泽鲜艳、着色 力强、稳定性好、易溶于水、品质均一等特 点。因 此 ，本实验采 用水溶性的柠檬黄色素作为颜料。 2 连接料的选择 由于本实验采用水性体系 ，所以应该选择水溶 性的树脂作为连接料，如果胶、黄原胶、阿拉伯胶、 海藻酸钠、聚丙烯酸钠等。本实验采用阿拉伯胶。
4、3 助剂的选择 阿拉伯胶溶液在搅拌过程 中，会产生一定量的 气泡 ，因此需要加入消泡剂来消除泡沫。由于整个体 系是水性体系，且水的含量相对比较高，因此表面张 力会比较大。综合以上两个方面， 选择了酒精作为助 剂，既可以消除泡沫 ，又可以适当降低表面张力。 二、实验 1 原料及设备 原料为 ：柠檬 黄色素 ，阿拉 伯胶 粉 ，去离子 水 ，可食性酒精。 主要设备 ：电子分析天平 ，J 一 6 A 型数显恒温多 头磁力搅拌器 ，S N B - 1 数字式黏度计 ，K 1 0 0 表面张 力仪。 2 制备方法 用电子分析 天平称取相应的色素、阿拉伯胶和 水 ，将其置于烧杯 中，并放入磁 力搅拌器中在
5、温度 为3 0 度的条件下搅拌至溶解均匀。取 下烧杯 ，待其 在室温下冷却后加入相应质量的可食性酒精 ，并用 玻璃棒搅拌均匀。 相关性能的测定与分析 阿拉伯胶作为连接料 ，能起到增稠的作用，其 用量能影响油墨的黏度。而酒精能调节油墨的表面 表 1 张 力。本 实验采用改变两者用量的方法 ，测定油墨 的黏度和表面张 力与二者的关系。实验方案及结果 如表l 所示。 1 酒精用量对油墨表面张力的影响 1 、2 、3 、4 、5 号实验的表面张 力实验结果如 图 1 。 由图1 N以看出，随着酒精用量的增加，起初 表面张力急剧减小，但在酒精含量为2 5 左右时， 表面张 力变化缓慢 。这说明酒精能在一
6、定范围内有 效调节体系的表面张力。 2 阿拉伯胶含量对油墨表面张力的影响 1 、6 、7 、8 、9 号试验的表面张 力实验结果如 图2 。 由图2 可以看出 ，表面张力随着 阿拉伯胶用量 的多少变化并不明显 ，说 明阿拉伯胶 的用量对表面 张力影响不大。 3 阿拉伯胶含量对黏度的影响 1 、6 、7 、8 、9 号试验的黏度实验结果如图3 。 由图3 可 以看出 ，随着阿拉伯胶 用量的增加 ， 黏度逐渐增加 ，说 明阿拉伯胶的用量对体系黏度影 响较大 ，起着决定体系黏度的作用。 4 酒精含量对黏度的影响 1 、2 、3 、4 、5 号实验的黏度实验结果如图4 。 - 嗣 譬 弱 _ _ l曲
7、II 嗣i 围； 疆嗣 一 _l 昭 - 驯 哳 翻 _ l _ _ _ _ _ 瞄 粕孟 蓦 一_ i l l 弛 L _ 、 6 l | fl4 硒 i 4 4 | | 2 i 奄 、 6 1 s 4 。18 8一s | 3 薯 ： 毫 s 3 2 I | | 3 s i 4 s s 胡 一 j |5 l | j l i | ； I鼍 6 誊 | 薯 基 薯 S i i l | | | | l i 。 | | _ 一 - | 3 4 4 4 3 。 。 6l 溉 1 3 9 1 l l 萎 i 2 g ： Q 鼍 毫 3 3 6 2 4 3 。 I 2 s 2 6 | 9 i 。 l 鼍
8、| l j l | I | i 朝 t 5 印刷质量与标准化 2 0 1 2 2 毫 垤谨 就 鲁 Z 皇 、 恒 45 40 35 30 50 40 Z 三 3 0 20 10 ( ) f市场准入 酒 精 含 量 对 表 面 张 力 的 影 响 10 15 20 25 30 酒精 含 量 百 分 比 图1 阿拉 伯胶 含 量 对 表 面 张 力 的 影 响 5 7 2 5 0O 20 00 15 00 1 0 00 5 00 0 0 0 阿拉 伯 胶 含 量 百 分 比 图2 阿拉 伯 胶 含 量 , ,- t - 粘度 的 影 响 13 15 5 7 印刷质量与标准化 2 0 1 2 2
9、阿拉 伯胶 含 量 百 分 比 图3 1 3 1 5 一 墨基一 篥 2 1 0 酒精 含 量 对 粘度 的影 响 1 0 1 5 2 0 25 酒精 含 量 百 分 比 图4 由图4 可 以看出 ，随着酒精含量的变化黏度变 化并不明显，说明酒精含量对体系黏度影响不大。 5 小结 由以上几个分析可 以得 出，体系的表面张 力主 要 由酒精含量影响 ，而黏度主要 由阿拉伯胶 用量所 影响。本实验所得到的黏度及表面张力数值还并不 能满足 印刷要求 ，只是探讨 了表面张力和黏度 的影 响因素，今后的试验 中，可以通过调节二者的用量 来更精确地调节油墨的性能 ，以达到适合喷墨印刷 的性能要求。 四、前
10、景展望及研发重点 由于可食 性喷墨油 墨不 仅能够满足 喷墨印刷 的要求 ，而且还具有可供人们食用的性能 ，因而可 以广泛应用于食品 ( 或药品 ) 表面装潢 ，如食 品、 药品、可食性包装材料等 ，也可用于此类产品的包 装 印刷 。对于食 品表 面装潢 ，可应有 的有成 味点 心 ( 如 薯片、爆米花等 )、饼干 、巧克 力、糖果 及 其他 烘焙食 品。在 药品表面 的印刷 主要针 对的 是片剂、胶囊等等。此外 ，数字喷 印技术能直接、 非接触 式地将可食性 油墨转印到承 印物表 面 ，不 需要任何 媒介材料 ，简便 、高效 、安全 。且印刷 内容 随时改变 ，可 以实现可变数据 印刷 。并
11、且世 界上一 些走在前沿 的科研机 构和公 司都 先后 推 出 30 或者正在研发采用可食性油墨的数字式喷印系统 ， 如在美国的S p e c t r a 公司推出的H e 1 n F G I A p o 1 o J e t X p r e s s 4 2 5 6 F G 食品成像系统、日本马斯达株式 会社推 出的可食性油墨喷绘机M M P 1 3 0 0 B T 等。这就 为可食性喷墨油墨的应用提供 了广 阔的发展空间。 所 以，可食性喷墨油墨必将为食品和药品行业、印 刷和包装业带来新的市场增长点 ，研究和开发这种 油墨意义重大。 喷墨印刷所需要的油墨黏度范围应该是l O m p a S 左
12、右 ，表面张 力应该在2 5 m N m 左右 ，而本实验所得 的有些数值偏高。 因此今后研发的重点应该是继续 调节油墨性能，以达到喷墨印刷要求。并且，由于 可食性喷墨印刷的主要市场定位是食品表面印刷， 为了更好的满足市场要求 ，今后可以在油墨中适 当 添加各种调味剂，赋予油墨各种 口味 ，以更好地满 足消费者的需求。另外 ，目前并未对可食性油墨的 安全性 ，如保质期等 ，做深入 的探讨 ，所 以今后油 墨的安全性 问题也是研发的重点。 可食性油墨本身具有的可以食用的特 点，加上 人们饮食习惯的改变、审美要求的提高、以及对个 性追求的强烈 ，此种油墨定将得到广泛应用。蠢 ( 作者单位：北京印刷学院印刷与包装材料重点实验室) 责任编辑张震一E m a fl ：c g a m s u s a n t o m c o rn 一 印 刷质 量与 标准 化 2 0 1 2 2 9
