CN110954534A - 一种pH敏感型鲜度检测智能标签、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种pH敏感型鲜度检测智能标签、制备方法及其应用，属于食品智能包装领域，该pH敏感型鲜度检测智能标签以溴甲酚紫/甲基红为显色剂，以聚乙烯醇/甲基纤维素为成膜基材；本发明中聚乙烯醇和甲基纤维素来源广泛、安全且可降解；溴甲酚紫和甲基红作为常见pH指示剂，可对不同pH作出响应。因此，制备溴甲酚紫/甲基红复合的pH敏感型智能标签，可用于对畜禽、水产等食品物料的新鲜度进行准确的实时监控及检测，以保证食品的质量安全。
Description
技术领域
本发明涉及食品智能包装领域，特别是涉及一种pH敏感型鲜度检测智能标签、制备方法及其应用。
背景技术
随着生活质量的提高以及大众健康意识的增强，食品安全逐渐成为热门话题。鲜度作为评判产品食用性、安全性的重要指标，影响着消费者的健康，决定着消费者的购买意愿。畜禽、水产品等食品物料，在贮运环节中，容易受到环境及自身的影响而腐败变质，进而危害人体健康。因此，对食品鲜度进行检测，并将结果直观呈现给消费者，可在引导其消费时起到至关重要的指导作用。目前传统的鲜度检测方法存在费时费力的缺点，难以满足目前对于鲜度快检的需求。基于此，开发一种可用于畜禽水产新鲜度检测的智能标签，对于监控食品鲜度具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种pH敏感型鲜度检测智能标签、制备方法及其应用，以解决上述现有技术存在的问题，以对畜禽水产新鲜度进行实时准确的可视化监控。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种pH敏感型鲜度检测智能标签，以溴甲酚紫/甲基红为显色剂，以聚乙烯醇/甲基纤维素为成膜基材。
进一步地，所述显色剂的浓度为5g/L。
进一步地，所述成膜基材的质量浓度为4％。
进一步地，所述聚乙烯醇与甲基纤维素的质量比为1:1。
本发明还提供一种上述的pH敏感型鲜度检测智能标签的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚乙烯醇加入蒸馏水中，水浴快速搅拌，至聚乙烯醇完全溶解；待聚乙烯醇溶液冷却至室温后，边缓慢搅拌边加入甲基纤维素，得到聚乙烯醇/甲基纤维素溶液；
将溴甲酚紫和甲基红粉末分别按照料液比1:200溶于无水乙醇，得到指示剂溶液；
S2、将指示剂溶液加入到聚乙烯醇/甲基纤维素溶液中，继续搅拌，得到溴甲酚紫/甲基红/聚乙烯醇/甲基纤维素溶液；
S3、将溴甲酚紫/甲基红/聚乙烯醇/甲基纤维素溶液超声后，采用流延法倒入容器中，静置，干燥，即得pH敏感型鲜度检测智能标签。
进一步地，步骤S1中，所述聚乙烯醇与蒸馏水的比例为2g：100mL；所述水浴温度为75℃。
进一步地，步骤S2中，所述指示剂溶液与所述聚乙烯醇/甲基纤维素溶液的体积比为(1-3)：(1-3)。
进一步地，所述溴甲酚紫/甲基红/聚乙烯醇/甲基纤维素溶液中指示剂浓度为40mL/L。
本发明还提供了一种上述的pH敏感型鲜度检测智能标签在对不同pH响应中的应用。
进一步地，将所述pH敏感型鲜度检测智能标签用pH 3-13的缓冲溶液浸没，在室温放置3min，与初始智能标签相比，pH敏感型鲜度检测智能标签的色差值为15-65，颜色由橙红变为紫黑，其中，食品物料腐败pH集中变化区pH 5-7，pH敏感型鲜度检测智能标签的前后色差值为8.86-21.3。
本发明公开了以下技术效果：
本发明pH敏感型鲜度检测智能标签，可通过食品在贮藏过程中产生的某些特征气体及其引起的环境酸碱变化与特定试剂产生特征颜色反应，从而引起标签颜色的明显变化，实现简单、实时且准确监控食品新鲜度的目的。溴甲酚紫及甲基红作为常见的pH合成指示剂，可对环境酸碱程度的变化作出不同的颜色反应，其来源广泛且易于获得。因此，可将其作为指示剂，复合于生物可降解材料之上，制备用于检测畜禽水产新鲜度的智能标签。
本发明中聚乙烯醇和甲基纤维素来源广泛、安全且可降解；溴甲酚紫和甲基红作为常见pH指示剂，可对不同pH作出响应。因此，本发明智能标签用于检测畜禽水产鲜度，可呈现肉眼可见的颜色变化，对腐败情况进行准确的实时监控及检测，以保证食品的质量安全。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
取2.0g聚乙烯醇加入100mL蒸馏水中，于75℃水浴快速搅拌30min，至聚乙烯醇完全溶解。待聚乙烯醇溶液冷却至室温后，边缓慢搅拌边加入2.0g甲基纤维素，室温下搅拌2h，得到聚乙烯醇/甲基纤维素溶液。
将溴甲酚紫和甲基红粉末分别按照料液比1:200溶于无水乙醇，得到浓度为5g/L的指示剂溶液。
将4mL溴甲酚紫与甲基红体积比为1:2的指示剂溶液加入聚乙烯醇/甲基纤维素溶液中，继续搅拌1h，得到指示剂浓度为40mL/L的成膜溶液。将上述复合溶液置于超声清洗机中，设置功率为50W，工作20min去除气泡。取20mL复合溶液，采用流延法倒入直径90mm的培养皿中，放置入烘箱静置24h，设置温度为35℃，干燥后揭取得到智能标签，将智能标签放入密封袋，并于室温下置于干燥器中平衡。
将智能标签用pH 3-13不等的缓冲溶液浸没，在室温放置3min，与初始智能标签相比，全pH范围智能标签的色差值为20.42±1.59-42.98±3.23，智能标签颜色由橙红变为紫黑，其中，食品物料腐败pH集中变化区(pH 5-7)智能标签的前后色差值为8.86，颜色变化明显，可应用于畜禽及水产品的鲜度指示。
实施例2
取2.0g聚乙烯醇加入100mL蒸馏水中，于75℃水浴快速搅拌30min至聚乙烯醇完全溶解。待聚乙烯醇溶液冷却至室温后，边缓慢搅拌边加入2.0g甲基纤维素，室温下搅拌2h，得到聚乙烯醇/甲基纤维素溶液。
将溴甲酚紫和甲基红粉末分别按照料液比1:200溶于无水乙醇，得到浓度为5g/L的指示剂溶液。
将4mL溴甲酚紫与甲基红体积比为2:3的指示剂溶液加入聚乙烯醇/甲基纤维素溶液中，继续搅拌1h，得到指示剂浓度为40mL/L的成膜溶液。将上述复合溶液置于超声清洗机中，设置功率为50W，工作20min去除气泡。取20mL复合溶液，采用流延法倒入直径90mm的培养皿中，放置入烘箱静置24h，设置温度为35℃，干燥后揭取得到智能标签，将智能标签放入密封袋，并于室温下置于干燥器中平衡。
将智能标签用pH 3-13不等的缓冲溶液浸没，在室温放置3min，与初始智能标签相比，全pH范围智能标签的色差值为18.58±7.12-51.73±1.30，智能标签颜色由橙红变为紫黑，其中，食品物料腐败pH集中变化区(pH 5-7)智能标签的前后色差值为21.32，颜色变化明显，可应用于畜禽及水产品的鲜度指示。
实施例3
取2.0g聚乙烯醇加入100mL蒸馏水中，于75℃水浴快速搅拌30min至聚乙烯醇完全溶解。待聚乙烯醇溶液冷却至室温后，边缓慢搅拌边加入2.0g甲基纤维素，室温下搅拌2h，得到聚乙烯醇/甲基纤维素溶液。
将溴甲酚紫和甲基红粉末分别按照料液比1:200溶于无水乙醇，得到浓度为5g/L的指示剂溶液。
将4mL溴甲酚紫与甲基红体积比为1:1的指示剂溶液加入聚乙烯醇/甲基纤维素溶液中，继续搅拌1h，得到指示剂浓度为40mL/L的成膜溶液。将上述复合溶液置于超声清洗机中，设置功率为50W，工作20min去除气泡。取20mL复合溶液，采用流延法倒入直径90mm的培养皿中，放置入烘箱静置24h，设置温度为35℃，干燥后揭取得到智能标签，将智能标签放入密封袋，并于室温下置于干燥器中平衡。
将智能标签用pH 3-13不等的缓冲溶液浸没，在室温放置3min，与初始智能标签相比，全pH范围智能标签的色差值为19.99±3.40-65.313.86，智能标签颜色由橙红变为紫黑，其中，食品物料腐败pH集中变化区(pH 5-7)智能标签的前后色差值为17.93，颜色变化明显，可应用于畜禽及水产品的鲜度指示。
实施例4
取2.0g聚乙烯醇加入100mL蒸馏水中，于75℃水浴快速搅拌30min至聚乙烯醇完全溶解。待聚乙烯醇溶液冷却至室温后，边缓慢搅拌边加入2.0g甲基纤维素，室温下搅拌2h，得到聚乙烯醇/甲基纤维素溶液。
将溴甲酚紫和甲基红粉末分别按照料液比1:200溶于无水乙醇，得到浓度为5g/L的指示剂溶液。
将4mL溴甲酚紫与甲基红体积比为3:2的指示剂溶液加入聚乙烯醇/甲基纤维素溶液中，继续搅拌1h，得到指示剂浓度为40mL/L的成膜溶液。将上述复合溶液置于超声清洗机中，设置功率为50W，工作20min去除气泡。取20mL复合溶液，采用流延法倒入直径90mm的培养皿中，放置入烘箱静置24h，设置温度为35℃，干燥后揭取得到智能标签，将智能标签放入密封袋，并于室温下置于干燥器中平衡。
将智能标签用pH 3-13不等的缓冲溶液浸没，在室温放置3min，与初始智能标签相比，全pH范围智能标签的色差值为22.96±2.09-47.24±0.47，智能标签颜色由橙红变为紫黑，其中，食品物料腐败pH集中变化区(pH 5-7)智能标签的前后色差值为16.29，颜色变化明显，可应用于畜禽及水产品的鲜度指示。
实施例5
取2.0g聚乙烯醇加入100mL蒸馏水中，于75℃水浴快速搅拌30min至聚乙烯醇完全溶解。待聚乙烯醇溶液冷却至室温后，边缓慢搅拌边加入2.0g甲基纤维素，室温下搅拌2h，得到聚乙烯醇/甲基纤维素溶液。
将溴甲酚紫和甲基红粉末分别按照料液比1:200溶于无水乙醇，得到浓度为5g/L的指示剂溶液。
将4mL溴甲酚紫与甲基红体积比为2:1的指示剂溶液加入聚乙烯醇/甲基纤维素溶液中，继续搅拌1h，得到指示剂浓度为40mL/L的成膜溶液。将上述复合溶液置于超声清洗机中，设置功率为50W，工作20min去除气泡。取20mL复合溶液，采用流延法倒入直径90mm的培养皿中，放置入烘箱静置24h，设置温度为35℃，干燥后揭取得到智能标签，将智能标签放入密封袋，并于室温下置于干燥器中平衡。
将智能标签用pH 3-13不等的缓冲溶液浸没，在室温放置3min，与初始智能标签相比，全pH范围智能标签的色差值为29.83±1.11-49.71±3.79，智能标签颜色由橙红变为紫黑，其中，食品物料腐败pH集中变化区(pH 5-7)智能标签的前后色差值为18.09，颜色变化明显，可应用于畜禽及水产品的鲜度指示。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种pH敏感型鲜度检测智能标签，其特征在于，以溴甲酚紫/甲基红为显色剂，以聚乙烯醇/甲基纤维素为成膜基材。
2.根据权利要求1所述的一种pH敏感型鲜度检测智能标签，其特征在于，所述显色剂的浓度为5g/L。
3.根据权利要求1所述的一种pH敏感型鲜度检测智能标签，其特征在于，所述成膜基材的质量浓度为4％。
4.根据权利要求3所述的一种pH敏感型鲜度检测智能标签，其特征在于，所述聚乙烯醇与甲基纤维素的质量比为1:1。
5.一种权利要求1-4任一项所述的pH敏感型鲜度检测智能标签的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将聚乙烯醇加入蒸馏水中，水浴快速搅拌，至聚乙烯醇完全溶解；待聚乙烯醇溶液冷却至室温后，边缓慢搅拌边加入甲基纤维素，得到聚乙烯醇/甲基纤维素溶液；
将溴甲酚紫和甲基红粉末分别按照料液比1:200溶于无水乙醇，得到指示剂溶液；
S2、将指示剂溶液加入到聚乙烯醇/甲基纤维素溶液中，继续搅拌，得到溴甲酚紫/甲基红/聚乙烯醇/甲基纤维素溶液；
S3、将溴甲酚紫/甲基红/聚乙烯醇/甲基纤维素溶液超声后，采用流延法倒入容器中，静置，干燥，即得pH敏感型鲜度检测智能标签。
6.根据权利要求5所述的一种pH敏感型鲜度检测智能标签，其特征在于，步骤S1中，所述聚乙烯醇与蒸馏水的比例为2g：100mL；所述水浴温度为75℃。
7.根据权利要求5所述的一种pH敏感型鲜度检测智能标签，其特征在于，步骤S2中，所述指示剂溶液与所述聚乙烯醇/甲基纤维素溶液的体积比为(1-3)：(1-3)。
8.根据权利要求1所述的一种pH敏感型鲜度检测智能标签，其特征在于，所述溴甲酚紫/甲基红/聚乙烯醇/甲基纤维素溶液中指示剂浓度为40mL/L。
9.一种权利要求1-4任一项所述的pH敏感型鲜度检测智能标签在对不同pH响应中的应用。
10.根据权利要求9所述的pH敏感型鲜度检测智能标签在对不同pH响应中的应用，其特征在于，将所述pH敏感型鲜度检测智能标签用pH3-13的缓冲溶液浸没，在室温放置3min，与初始智能标签相比，pH敏感型鲜度检测智能标签的色差值为15-65，颜色由橙红变为紫黑，其中，食品物料腐败pH集中变化区pH 5-7，pH敏感型鲜度检测智能标签的前后色差值为8.86-21.3。
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| Balbinot-Alfaro et al. | Intelligent packaging with pH indicator potential | |
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| Kurek et al. | Comparison of two pH responsive color changing bio‐based films containing wasted fruit pomace as a source of colorants | |
| Majdinasab et al. | Development of a novel colorimetric sensor based on alginate beads for monitoring rainbow trout spoilage | |
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| Listyarini et al. | A paper-based colorimetric indicator label using natural dye for monitoring shrimp spoilage | |
| Gao et al. | Incorporation of gelatin and Fe2+ increases the pH-sensitivity of zein-anthocyanin complex films used for milk spoilage detection | |
| Kamer et al. | Development of gelatin/PVA based colorimetric films with a wide pH sensing range winery solid by-product (Vinasse) for monitor shrimp freshness | |
| Dobrucka et al. | Intelligent food packaging-research and development | |
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| Gaikwad et al. | Fabrication of natural colorimetric indicators for monitoring freshness of ready‐to‐cook idli batter | |
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| Sariningsih et al. | Methyl red indicator on smart packaging as a freshness sensor for tilapia fillets | |
| Ye et al. | Facile monitoring of meat freshness with a self-constructed photosensitization colorimetric instrument | |
| Rahmadhia et al. | Physical properties of tapioca starch-based film indicators with anthocyanin extract from purple sweet potato (Ipomea batatas L.) and response to pH Changes | |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200403 |