CN105588834A - 一种呼吸跃变型鲜切果蔬的二氧化碳智能显示的方法 - Google Patents
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Abstract
一种呼吸跃变型鲜切果蔬的二氧化碳智能显示的方法,属于生鲜食品贮藏技术领域。本发明将杨梅去核,先采用超声波辅助酸性水提取、超声波辅助醇沉、AB-8树脂纯化得到天然色素溶液,调节pH?5~6;将棉质纤维纸浸泡在天然色素溶液中,取出,沥干,成表面附着天然色素膜的棉质纤维纸;同时将天然色素溶液与甲基纤维素、甘油混合均匀,倒平板,晾干成天然色素膜;将低密度聚乙烯薄膜单层紧密包裹天然色素膜和表面附着天然色素膜的棉质纤维纸制成CO2指示卡。本发明CO2指示卡安全性高,制作工艺流程简单,有利于消费者购买到新鲜、优质的鲜切果蔬。
Description
技术领域
本发明涉及一种呼吸跃变型鲜切果蔬的二氧化碳智能显示的方法,属于生鲜食品贮藏技术领域。
背景技术
鲜切果蔬又名切割果蔬、半处理果蔬或轻度加工果蔬,具有新鲜、方便、营养等特点。呼吸跃变型果蔬的肉质果实从生长停止到开始进入衰老之间的时期,其呼吸速率突然升高,在呼吸跃变出现时或出现之前,果实内部乙烯(促进果实成熟的激素)的形成量也急剧升高。这通常与果实进入成熟达到可食状态以及新鲜度相联系。呼吸跃变型鲜切果蔬在轻度切割后仍有呼吸跃变现象,因此,呼吸跃变型鲜切果蔬的新鲜度与其包装内的CO2浓度和乙烯浓度具有一定相关性。
食品智能包装技术是近十年来在国外食品行业中兴起的一种新型包装技术,它利用新型的包装材料、结构与形式对商品的质量和流通安全性进行积极干预与保障,可以方便消费者选择安全放心的食品,有利于食品的保存和运输,具有广阔的市场前景。具有指示功能的智能包装主要通过监测包装内环境变化或包装物的特性变化,获得包装物在贮运期间的品质和安全性等信息,对食品安全性和营养价值具有十分重要的意义。智能包装的指示功能大部分通过指示包装内温度、气体、pH、某些挥发性物质、微生物等信息的变化而实现的,这些变化通常由包装内置指示剂来反映的。
基于CO2浓度的新鲜度指示剂在呼吸跃变型果蔬的包装中具有潜在利用价值。现有的新鲜度显示型智能包装大多是采用了pH显色反应材料作为指示剂,对pH值变化敏感型指示标签所用的染色液,常用的有溴百里酚蓝、二甲苯酚蓝、溴甲酚绿、溴甲酚紫、苯酚红、甲基红等。此外,卟啉类化合物也是常用的可视型气敏材料,通常用于气体传感器的制备。
胡云峰等(2014年)研究了一种CO2含量指示剂可作为食品包装内CO2浓度变化指示剂,其配方为甲基红与溴百里酚蓝的质量比为3︰2、质量分数为5%的溶液,该指示剂处于CO2的体积分数分别为0、5%、7%、13%、18%、34%、43%、61%、78%的环境时能产生明显的颜色变化。该作者团队(2014年)在此基础上,以甲基纤维素(质量分数1.8%)和甘油(体积分数4%)为主要成胶材料,制备了凝胶型二氧化碳含量指示标签。一种二氧化碳气体检测用油墨组合(授权公告号:CN100340857C)其色调根据pH指示剂、粘合剂和溶剂,其中所述pH指示剂含有溴甲酚绿、甲基红、氯苯酚红、溴甲酚紫、溴百里酚蓝、中性红、苯酚红、甲酚红、α-萘酚酞、姜黄、间甲酚紫、乙基二(2,4二硝基苯基)乙酸酯、百里酚蓝、对二甲酚蓝及酚酞中的至少一种。一种色变指示装置(申请公布号:CN104777162A,CN204575542U),所述的指示部分能够与二氧化碳、氨气或氧气反应并且随反应时长的增加呈现不同的颜色,从而判断产品的新鲜度。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(申请公布号:CN104048958A),使用聚乳酸薄膜作为指示卡基膜,溴百里香酚蓝和甲基红复合指示剂溶液铺于基膜上干燥后制成指示卡。与本发明相比,该指示卡采用独立微孔膜包装,可即时检测包装内CO2浓度为12%~22%,CO2浓度达到1.5%视觉上可分辨指示卡的颜色变化。与本发明相比,以上几种CO2含量指示剂为合成化学物质,安全性差,且其产生明显颜色变化所需的CO2含量变化范围广,不一定能适用于鲜切果蔬包装中。这些传统反应材料虽具有变色范围广、变色明显等优点,但指示标签所用的染色液在制作工艺上存在安全性、染色液的迁移性等易存在对食品造成污染等问题。
天然色素敏化材料的安全性远远高于化学合成的色素敏化材料,在食品智能包装中有更广阔的应用前景。天然色素敏化材料的显色成分大多是花青素,可在不同pH下或不同氧化还原系统中呈现不同颜色。王桂莲等(2014年)设计了一种红萝卜色素溶液作为pH敏感剂的草莓新鲜度智能指示标签,在草莓成熟和过成熟(腐烂变质)阶段内指示标签的颜色变化。与本发明相比,该指示标签需要与草莓直接接触,虽然选用的指示剂为安全的红萝卜色素,但其提取过程和整体新鲜度标签(pH指示剂、载体、透明基材)仍有一定的安全风险。本发明的指示标签选用安全的天然色素,且不与鲜切果蔬直接接触,安全性更高。
一种基于天然色素的食品气味可视化传感器的制作方法(授权公告号:CN102507550B),提取黑米、映山红、桃花和紫薯四种原料中的色素并调节不同的pH(4~10)选取在弱酸性、中性、弱碱性条件下变色明显的色素作为气敏材料,将其固定在基板材料上,干燥后得可视化传感器阵列。与本发明相比,该可视化传感器应用对象为猪肉等肉制品的气味检测,肉制品腐败是色敏材料色泽向碱性条件下发生变化,而鲜切果蔬由新鲜到腐败的过程中其气味变化与鱼肉制品不同,通常向酸性条件下发生变化,因此使色素发生显色反应的阈值也大不同。
综上所述,现有CO2指示标签大多为化学合成的pH显色反应材料,其安全性差。本发明选用天然色素作为指示剂,利用超声波技术高效提取天然色素;制备双层指示层,即含有色素的棉质纤维纸和天然色素凝胶膜;将低密度聚乙烯薄膜单层紧密包裹天然色素膜和表面附着天然色素膜的棉质纤维纸制成CO2指示卡,可用在鲜切果蔬包装袋和包装盒中,当呼吸跃变型的鲜切果蔬到达呼吸跃变时或在呼吸跃变之前,CO2指示卡颜色向酸性色泽方向发生变化表明果蔬新鲜度下降;当鲜切果蔬腐败时,CO2指示卡颜色再次向酸性色泽方向发生变化表明果蔬无食用价值。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处,提供一种呼吸跃变型鲜切果蔬的二氧化碳智能显示的方法,该方法能智能识别呼吸跃变型鲜切果蔬的新鲜度,当指示卡颜色向酸性色泽方向发生变化表明新鲜度下降。
按照本发明提供的技术方案,一种呼吸跃变型鲜切果蔬的二氧化碳智能显示的方法,具体步骤如下:
(1)天然色素提取:将杨梅去核,按料水质量比1︰1(w/w)打浆后,得到匀浆液,加入匀浆液2倍体积的质量浓度为0.3%~0.4%HCl溶液作为提取剂,超声波处理20~30min,超声功率360w,工作4s间歇4s,超声保护温度60℃,得到花色苷粗提液;
在所得花色苷粗提液中加入等体积的无水乙醇,搅拌均匀,继续超声波处理10~15min,超声功率360w,工作4s间歇4s,超声保护温度60℃;室温避光静置2h,收集上清液,得到花色苷溶液;
将花色苷溶液与AB-8树脂按体积质量比40︰1(v/w)静态吸附,用pH3的酸化乙醇洗脱,收集洗脱液;在真空度10kPa、温度37℃真空浓缩洗脱液除去乙醇和部分水,得到花色苷浓缩液,称之为天然色素溶液,体积是未浓缩的1/5~1/6;
(2)天然色素CO2敏感型指示剂溶液的制备:用0.2mol/LNaOH溶液调节步骤(1)所得的天然色素溶液至pH5~6;将棉质纤维纸浸泡在调节pH后的天然色素溶液中,取出,室温沥干10h,得到表面附着天然色素膜的棉质纤维纸;同时将调节pH后的天然色素溶液与质量分数为2.0%~2.5%的甲基纤维素和体积分数为3.0%~3.5%甘油混合均匀,倒平板,室温晾干24h成天然色素膜;将低密度聚乙烯薄膜单层紧密包裹天然色素膜和表面附着天然色素膜的棉质纤维纸,制成CO2指示卡;
(3)测试:将步骤(2)制得的CO2指示卡贴在呼吸跃变型鲜切果蔬透明包装袋或包装盒内,不与果蔬直接接触,根据鲜切果蔬呼吸跃变时CO2浓度激增导致的CO2指示卡颜色变化来判断鲜切果蔬的新鲜度,指示卡变色的CO2浓度范围为0%~5%;
当呼吸跃变型的鲜切果蔬到达呼吸跃变时或在呼吸跃变之前,CO2指示卡颜色向酸性色泽方向发生变化,由紫色到紫红色,表明果蔬新鲜度下降;当鲜切果蔬腐败时,CO2指示卡颜色再次向酸性色泽方向发生变化,由紫红色到红色,表明果蔬无食用价值。
本发明的有益效果:本发明提供一种高效提取天然色素的方法,通过超声波辅助酸性水提取结合超声波辅助醇沉,其制备了适用于呼吸跃变型鲜切果蔬新鲜度智能识别的CO2型指示卡,变色的CO2浓度范围为0%~5%,其指示剂为自制天然色素,安全性高。具体是将表面附有色素的棉质纤维纸和天然色素凝胶膜的双层指示层用透气性好的低密度聚乙烯薄膜单层紧密包裹后贴在包装内,不与鲜切果蔬直接接触。
具体实施方式
实施例1一种鲜切西兰花(呼吸跃变型)的二氧化碳智能指示的方法
将杨梅去核按料水质量比1︰1(w/w)打浆后,加入匀浆液2倍体积的提取剂质量浓度为0.4%HCl溶液,然后超声波处理30min,超声功率360w,工作4s间歇4s,超声保护温度60℃;将花色苷粗提液加入等体积无水乙醇,搅拌均匀,超声波处理15min,超声功率360w,工作4s间歇4s,超声保护温度60℃,室温避光静置2h,收集上清液,即为花色苷溶液;将花色苷溶液与AB-8树脂按体积质量比40︰1(v/w)静态吸附,用pH3的酸化乙醇洗脱,收集洗脱液;真空浓缩洗脱液除去乙醇和部分水,真空度10kPa,温度37℃,得到花色苷浓缩液(体积是未浓缩的1/5),即为天然色素溶液。
用0.2mol/LNaOH溶液调节天然色素溶液的pH至6。将棉质纤维纸浸泡在天然色素溶液中,取出,室温沥干10h,得到表面附着天然色素膜的棉质纤维纸;同时将调节pH后的天然色素溶液与质量分数为2.0%的甲基纤维素和体积分数为3.5%甘油混合均匀,倒平板,室温晾干24h成天然色素膜;将低密度聚乙烯薄膜单层紧密包裹天然色素膜和表面附着天然色素膜的棉质纤维纸制成CO2指示卡。
将该CO2指示卡贴在鲜切西兰花透明包装盒内,不与果蔬直接接触。当CO2指示卡为紫色表明鲜切西兰花新鲜,当CO2指示卡为紫红色表明鲜切西兰花达到呼吸跃变高峰,每300g鲜切西兰花包装内CO2浓度范围为4.0%~4.5%,并开始变质,当CO2指示卡为红色表明鲜切西兰花已变质。
实施例2一种鲜切芒果(呼吸跃变型)的二氧化碳智能指示的方法
将杨梅去核按料水质量比1︰1(w/w)打浆后,加入匀浆液2倍体积的提取剂质量浓度为0.3%HCl溶液,然后超声波处理25min,超声功率360w,工作4s间歇4s,超声保护温度60℃;将花色苷粗提液加入等体积无水乙醇,搅拌均匀,超声波处理12min,超声功率360w,工作4s间歇4s,超声保护温度60℃,室温避光静置2h,收集上清液;将花色苷溶液与AB-8树脂按体积质量比40︰1(v/w)静态吸附,用pH为3的酸化乙醇洗脱,收集洗脱液;真空浓缩洗脱液除去乙醇和部分水,真空度10kPa,温度37℃,得到花色苷浓缩液(体积是未浓缩的1/6),即为天然色素溶液。
用0.2mol/LNaOH溶液调节天然色素溶液的pH至5。将棉质纤维纸浸泡在色素溶液中,取出,室温沥干10h,得到表面附着天然色素膜的棉质纤维纸;同时将调节pH后的天然色素溶液与质量分数为2.5%的甲基纤维素和体积分数为3.25%甘油混合均匀,倒平板,室温晾干24h成天然色素膜;将低密度聚乙烯薄膜单层紧密包裹天然色素膜和表面附着天然色素膜的棉质纤维纸制成CO2指示卡。
将该CO2指示卡贴在鲜切芒果透明包装盒内,不与果蔬直接接触。当CO2指示卡为紫色表明鲜切芒果新鲜,当CO2指示卡为紫红色表明鲜切芒果达到呼吸跃变高峰,每300g鲜切芒果包装内CO2浓度范围为3.0%~3.5%,并开始变质,当CO2指示卡为红色表明鲜切芒果已变质。
Claims (2)
1.一种呼吸跃变型鲜切果蔬的二氧化碳智能显示的方法,其特征在于具体步骤如下:
(1)天然色素提取:将杨梅去核,按料水质量比1︰1打浆后,得到匀浆液,加入匀浆液2倍体积的质量浓度为0.3%~0.4%HCl溶液作为提取剂,超声波处理20~30min,超声功率360w,工作4s间歇4s,超声保护温度60℃,得到花色苷粗提液;
在所得花色苷粗提液中加入等体积的无水乙醇,搅拌均匀,继续超声波处理10~15min,超声功率360w,工作4s间歇4s,超声保护温度60℃;室温避光静置2h,收集上清液,得到花色苷溶液;
将花色苷溶液与AB-8树脂按体积质量比40︰1静态吸附,用pH3的酸化乙醇洗脱,收集洗脱液;在真空度10kPa、温度37℃真空浓缩洗脱液除去乙醇和部分水,得到花色苷浓缩液,称之为天然色素溶液,体积是未浓缩的1/5~1/6;
(2)天然色素CO2敏感型指示剂溶液的制备:用0.2mol/LNaOH溶液调节步骤(1)所得的天然色素溶液至pH5~6;将棉质纤维纸浸泡在调节pH后的天然色素溶液中,取出,室温沥干10h,得到表面附着天然色素膜的棉质纤维纸;同时将调节pH后的天然色素溶液与质量分数为2.0%~2.5%的甲基纤维素和体积分数为3.0%~3.5%甘油混合均匀,倒平板,室温晾干24h成天然色素膜;将低密度聚乙烯薄膜单层紧密包裹天然色素膜和表面附着天然色素膜的棉质纤维纸,制成CO2指示卡;
(3)测试:将步骤(2)制得的CO2指示卡贴在呼吸跃变型鲜切果蔬透明包装袋或包装盒内,不与果蔬直接接触,根据鲜切果蔬呼吸跃变时CO2浓度激增导致的CO2指示卡颜色变化来判断鲜切果蔬的新鲜度,指示卡变色的CO2浓度范围为0%~5%。
2.根据权利要求1所述呼吸跃变型鲜切果蔬的二氧化碳智能显示的方法,其特征在于:当呼吸跃变型的鲜切果蔬到达呼吸跃变时或在呼吸跃变之前,CO2指示卡颜色向酸性色泽方向发生变化,由紫色到紫红色,表明果蔬新鲜度下降;当鲜切果蔬腐败时,CO2指示卡颜色再次向酸性色泽方向发生变化,由紫红色到红色,表明果蔬无食用价值。
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