CN104048958A - 一种以指示co2为特征气体的食品新鲜度指示卡及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡及制作方法，先将聚乳酸样品粉碎、氯仿溶解，水浴加热后，流延法铺于洁净玻璃磨具上，干燥后制成基膜；溴百里香酚蓝粉末和甲基红粉末溶于乙醇溶液中，搅拌后与聚乙二醇、甲基纤维素粉末混合均匀，铺于基膜之上，干燥后制成指示卡，指示卡采用独立包装，内部加入干燥剂，控制指示卡周围的湿度，提高了指示卡吸收CO₂后变色的准确性。本发明使用自制聚乳酸薄膜作为指示卡基膜，聚乳酸薄膜表面平滑，质地均匀，色泽透明，最大限度的降低了视觉误差。新鲜度指示型发明与应用，有利于消费者购买到健康、优质的食品，对中国食品安全问题的改善有很大的促进作用。

Description

一种以指示CO2为特征气体的食品新鲜度指示卡及制作方法

技术领域

本发明属于食品包装领域，涉及聚乳酸薄膜制作工艺的优化，尤其是一种以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡及制作方法。

背景技术

食品的新鲜度是影响食品品质、安全、价格和销售的最重要因素之一。它决定着消费者的购买意原、生产商和销售商的利润，同时，也影响到消费者的饮食健康安全。因此，如何识别食品的新鲜度成为食品领域中的研究热点。

目前，消费者主要通过感官分析来判断食品的新鲜度，这种方法准确程度低，与真实情况差距大，容易发生安全问题。因此，开发食品新鲜度指示卡，用客观的、科学的方法评价食品的新鲜度有非常广阔的前景和潜力。国内外许多公司和研究者一直致力于这项工作，在美国等国家，食品新鲜度指示卡已在部分产品中商业化应用，取得了明显的进展。

食品新鲜度指示卡的检测原理，是利用食品在贮藏过程中产生的某些特征气体与特定试剂产生特征颜色反应、温度激活生物学反应以及酶作用等引起指示卡变化，从而做出判定。而指示卡的基材是这些变色试剂或酶的载体，基材的性能将直接影响指示卡的灵敏度和稳定性。

聚乳酸(PLA)是一种具有优良的生物相容性和生物降解性的合成高分子材料.它具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型、易被自然界中的多种微生物或动植物体内的酶分解代替，最终形成水和二氧化碳，不污染环境，因而被认为是最有前途的生物可降解高分子材料。通过对聚乳酸进行增塑、共聚、共混、分子修饰、复合等改性方法可实现对聚乳酸的降解性能、亲水性及力学性能的改进，还可获得成本低廉的产品，从而更好地满足在医学领域或环保方面的应用需求。

二氧化碳是某些微生物生长过程中的主要代谢产物，如乳酸菌。在奶制品及发酵类产品中，二氧化碳的出现意味着食品品质的下降，因此，对二氧化碳的检测可有效指示食品的新鲜程度。针对二氧化碳的检测多是根据pH值的变化来进行的。二氧化碳是一种酸性气体，当食品腐败释放出二氧化碳时，包装空间内的pH值会迅速降低，pH指示剂随之发生明显的颜色变化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡及制作方法，指示卡能够对气体中较高浓度的CO₂做出快速、灵敏反应，可以即时检测食品包装内部CO₂浓度是否超标，亦可放置于食品包装内部监测食品的新鲜程度。本发明使用聚乳酸作为基膜原料，增加了指示卡抑菌性和抗真菌性，兼具方法易行、成本低、可用于大规模工业生产的优点。

本发明实现目的的技术方案是：

一种以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡，包括基膜和指示工作液膜，指示溶液膜均匀涂覆于基膜上表面或上、下两面，所述基膜聚乳酸与指示溶液膜铺设量之重量比为1:1.5，所述示溶液膜的成分包括溴百里香酚蓝粉末、甲基红粉末、甲基纤维素粉末、聚乙二醇。

而且，所述(甲基红粉末+甲基纤维素粉末)：聚乙二醇：甲基纤维素的质量比为0.75-1.25:1-20:2，所述甲基红粉末：甲基纤维素粉末质量比为2:3。

一种以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡的制作方法，具体步骤如下：

⑴聚乳酸预处理：粉碎机，过筛，得到聚乳酸粉末；

⑵聚乳酸基膜的制作：聚乳酸粉末加入氯仿进行溶解，水浴加热加速聚乳酸溶解，采用流延法铺于玻璃磨具上，干燥后制得聚乳酸基膜；

⑶指示液的配制：溴百里香酚蓝粉末与甲基红粉末溶于乙醇溶液，使用磁力搅拌，粉末完全溶解，溶液颜色均匀，最后进行超声处理；

⑷指示工作液的配制：指示液、1％聚乙二醇溶液v/v与甲基纤维素粉末溶于蒸馏水中，进行磁力搅拌，超声处理，调节溶液pH值，得到指示工作液；

⑸指示卡成品：流延法将指示溶液铺于聚乳酸基膜之上，室温下干燥后制成指示卡。

而且，所述步骤⑵中聚乳酸与氯仿固液比为3:100，g/ml，水浴加热温度40℃，时间30min，室温干燥2h。

而且，所述步骤⑶中溴百里香酚蓝粉末与甲基红粉末质量比为2:3，选择体积百分比为70％乙醇溶液进行溶解，配制质量浓度为0.25％的指示液。

而且，所述步骤⑶中磁力搅拌1h，超声处理10min。

而且，所述步骤⑷中指示液添加量3％～5％(v/v)，聚乙二醇溶液添加量0.01％～0.2％(v/v)，甲基纤维素添加量0.02％(w/v)。

而且，所述(甲基红粉末+甲基纤维素粉末)：聚乙二醇：甲基纤维素的质量比为0.75-1.25:1-20:2。

而且，所述的以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡的制作方法，其特征在于：所述步骤⑷中磁力搅拌1h，超声处理10min，调节溶液pH值至9。

而且，所述步骤⑷聚乳酸与指示溶液铺设量之比为1:1.5，室温干燥10h。

而且，所述步骤⑸裁剪面积为1cm²，硅胶干燥剂1g。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明以聚乳酸为基膜原料，薄膜透明度高，对指示涂层颜色变化影响较低，有利于人的视觉系统对指示卡颜色变化的辨别；聚乳酸具有生物可降解性和良好的热塑加工性，良好的机械性能和降解参数，还具有显著抑菌性和抗真菌性，这一点与其他生物可降解材料明细不同，大大延长了本指示卡的保存和使用期限。

2、本发明采用了由溴百里香酚蓝、甲基红两种指示剂组成的混合指示剂，溴百里香酚蓝pH变色域：6.0(黄)～7.6(蓝)，甲基红pH变色域：4.4(红)～6.2(黄)，两种指示剂混合后pH变色域变为4.4(红)～7.6(蓝)，混合指示剂的pH值变化范围增加，颜色变化梯度更加明显，由绿色变为黄色再到红色的转变。pH值变化的增加，扩大了指示卡变色时CO₂的浓度范围，从而增加了指示卡的作用范围；指示卡颜色变化梯度的增加，给予消费者更强的视觉冲击，也更加客观、科学的指示出食品新鲜程度，给消费者在购买时提供便利。

3、本发明使用微孔膜对指示卡进行独立的包装，包装内加入干燥剂。微孔膜有利于食品包装内部CO₂气体的进入，减少指示卡对CO₂气体的响应时间，提高指示卡的灵敏性；干燥剂的加入，降低了食品包装内的湿度，延长了食品的保质期，还使独立包装内部维持相对恒定的湿度，湿度在40％RH左右，保证了指示卡变色的稳定性。

4、本发明所制得的食品新鲜度指示卡既可以即时检测食品包装内部CO₂浓度是否超标，也可放置于食品包装内部监测食品的新鲜程度，指示卡灵敏度高，制作过程简便易行，制作成本低，可用于大规模工业生产。

5、本发明使用自制聚乳酸薄膜作为指示卡基膜，聚乳酸薄膜表面平滑，质地均匀，色泽透明，最大限度的降低了视觉误差。新鲜度指示型发明与应用，有利于消费者购买到健康、优质的食品，对中国食品安全问题的改善有很大的促进作用。

具体实施方式

下面详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡，包括基膜和指示工作液膜，其中指示溶液膜均匀涂覆于基膜上表面或上、下两面，所述基膜聚乳酸与指示溶液膜铺设量之比为1:1.5(w/w)，所述示溶液膜的成分包括溴百里香酚蓝粉末、甲基红粉末、甲基纤维素粉末、聚乙二醇。(甲基红粉末+甲基纤维素粉末)：聚乙二醇：甲基纤维素的质量比为0.75-1.25:1-20:2，其中甲基红粉末：甲基纤维素粉末质量比为2:3。

制作方法为：将聚乳酸样品氯仿溶解、加热后，流延法铺于洁净玻璃磨具上，干燥后制成基膜；溴百里香酚蓝粉末和甲基红粉末溶于乙醇溶液中，后与聚乙二醇、甲基纤维素粉末混合均匀，铺于聚乳酸基膜之上，干燥后制得指示卡。

实施例1：

以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡的制作方法，具体步骤如下：

⑴聚乳酸预处理：使用高速万能粉碎机，通过粉碎对聚乳酸样品进行预处理，粉碎后过20目筛，得到聚乳酸粉末；

⑵聚乳酸基膜的制作：聚乳酸粉末加入氯仿进行溶解，聚乳酸与氯仿固液比为3:100(w/v)，40℃水浴加热30min加速聚乳酸溶解，采用流延法铺于玻璃磨具上，室温干燥2h后制得聚乳酸基膜(基膜推荐厚度为50～100μm)；

⑶指示液的配制：溴百里香酚蓝粉末与甲基红粉末质量比为2:3(w/w)溶于70％乙醇溶液(v/v)，使用磁力搅拌1h，粉末完全溶解，溶液颜色均匀，最后进行超声处理10min，配制混合粉末的浓度为0.25wt％的指示液；

⑷指示工作液的配制：指示液、1％聚乙二醇溶液(v/v)与甲基纤维素粉末溶于蒸馏水中，

指示液添加量4％(v/v)，聚乙二醇溶液添加量0.05％(v/v)，甲基纤维素添加量0.02％(g/ml)，磁力搅拌1h，超声处理10min，调节溶液pH值至9，得到指示工作液。

⑸指示卡的制作：流延法将指示溶液铺于聚乳酸基膜之上，聚乳酸与指示溶液铺设量之比为1:1.5(w/w)，室温下干燥10h后制成指示卡；将指示卡进行裁剪，裁剪面积为1cm²，放入硅胶干燥剂1g，微孔膜包装。

本发明制备的食品新鲜度指示卡可用于即时检测包装内部CO₂浓度为12％～16％的气体；放置于食品包装中，CO₂浓度达到1.5％视觉上可分辨指示卡颜色的变化。

实施例2：

以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡的制作方法，具体步骤如下：

⑴聚乳酸预处理：使用高速万能粉碎机，通过粉碎对聚乳酸样品进行预处理，粉碎后过20目筛，得到聚乳酸粉末；

⑵聚乳酸基膜的制作：聚乳酸粉末加入氯仿进行溶解，聚乳酸与氯仿固液比为3:100(w/v)，40℃水浴加热30min加速聚乳酸溶解，采用流延法铺于玻璃磨具上，室温干燥2h后制得聚乳酸基膜；

⑶指示液的配制：溴百里香酚蓝粉末与甲基红粉末质量比为2:3(w/w)溶于70％乙醇溶液(v/v)，使用磁力搅拌1h，粉末完全溶解，溶液颜色均匀，最后进行超声处理10min，配制混合粉末的浓度为0.25wt％的指示液；

⑷指示工作液的配制：指示液、1％聚乙二醇溶液(v/v)与甲基纤维素粉末溶于蒸馏水中，

指示液添加量4％(v/v)，聚乙二醇溶液添加量0.1％(v/v)，甲基纤维素添加量0.02％(g/ml)，磁力搅拌1h，超声处理10min，调节溶液pH值至9，得到指示工作液。

⑸指示卡的制作：流延法将指示溶液铺于聚乳酸基膜之上，聚乳酸与指示溶液铺设量之比为1:1.5(w/w)，室温下干燥10h后制成指示卡；将指示卡进行裁剪，裁剪面积为1cm²，放入硅胶干燥剂1g，微孔膜包装。

本发明制备的食品新鲜度指示卡可用于即时检测包装内部CO₂浓度为18％～22％的气体；放置于食品包装中，CO₂浓度达到2％视觉上可分辨指示卡的颜色变化。

Claims (10)

1.一种以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡，包括基膜和指示工作液膜，指示溶液膜均匀涂覆于基膜上表面或上、下两面，其特征在于：所述基膜聚乳酸与指示溶液膜铺设量之重量比为1:1.5，所述示溶液膜的成分包括溴百里香酚蓝粉末、甲基红粉末、甲基纤维素粉末、聚乙二醇。

2.根据权利要求1所述的以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡，其特征在于：所述(甲基红粉末+甲基纤维素粉末)：聚乙二醇：甲基纤维素的质量比为0.75-1.25:1-20:2，所述甲基红粉末：甲基纤维素粉末质量比为2:3。

3.一种以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡的制作方法，其特征在于：具体步骤如下：

⑴聚乳酸预处理：粉碎机，过筛，得到聚乳酸粉末；

⑵聚乳酸基膜的制作：聚乳酸粉末加入氯仿进行溶解，水浴加热加速聚乳酸溶解，采用流延法铺于玻璃磨具上，干燥后制得聚乳酸基膜；

⑶指示液的配制：溴百里香酚蓝粉末与甲基红粉末溶于乙醇溶液，使用磁力搅拌，粉末完全溶解，溶液颜色均匀，最后进行超声处理；

⑷指示工作液的配制：指示液、1％聚乙二醇溶液v/v与甲基纤维素粉末溶于蒸馏水中，进行磁力搅拌，超声处理，调节溶液pH值，得到指示工作液；

⑸指示卡成品：流延法将指示溶液铺于聚乳酸基膜之上，室温下干燥后制成指示卡。

4.根据权利要求3所述的以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡的制作方法，其特征在于：所述步骤⑵中聚乳酸与氯仿固液比为3:100，g/ml，水浴加热温度40℃，时间30min，室温干燥2h。

5.根据权利要求3所述的以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡的制作方法，其特征在于：所述步骤⑶中溴百里香酚蓝粉末与甲基红粉末质量比为2:3，选择体积百分比为70％乙醇溶液进行溶解，配制质量浓度为0.25％的指示液。

6.根据权利要求3所述的以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡的制作方法，其特征在于：所述步骤⑶中磁力搅拌1h，超声处理10min。

7.根据权利要求1所述的以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡的制作方法：其特征在于：所述步骤⑷中指示液添加量3％～5％(v/v)，聚乙二醇溶液添加量0.01％～0.2％(v/v)，甲基纤维素添加量0.02％(w/v)。

8.根据权利要求3所述的以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡的制作方法，其特征在于：所述(甲基红粉末+甲基纤维素粉末)：聚乙二醇：甲基纤维素的质量比为0.75-1.25:1-20:2。

9.根据权利要求1所述的以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡的制作方法，其特征在于：所述步骤⑷中磁力搅拌1h，超声处理10min，调节溶液pH值至9。

10.根据权利要求1所述的以指示CO₂为特征气体的食品新鲜度指示卡的制作方法，其特征在于：所述步骤⑷聚乳酸与指示溶液铺设量之比为1:1.5，室温干燥10h。