CN115825052A - 氨基酸增敏花青素指示剂制备方法及智能标签制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氨基酸增敏花青素指示剂制备方法及智能标签制备方法，涉及智能标签领域。氨基酸增敏花青素指示剂制备方法包括采用L‑色氨酸对所得花青素溶液进行改性处理；智能标签制备方法包括向助剂混合液中加入氨基酸增敏花青素指示剂，调节所得混合体系pH，匀浆分散乳化后超声处理，得到智能标签制备液，将所得智能标签制备液制备成膜，得到氨基酸辅助的增敏型花青素智能标签。本发明提供的方法有效增强了花青素指示剂和智能标签的灵敏性，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及智能标签领域，更具体地说，涉及一种氨基酸增敏花青素指示剂制备方法及智能标签制备方法。
背景技术
在食品贮运过程中腐败微生物生长代谢，产生挥发性氨类物质，导致包装内的pH值变化。应运而生了通过pH敏感型指示剂监测食品的品质变化的智能标签。
目前，pH敏感型指示剂多为合成指示剂，如溴甲酚紫、溴百里酚蓝。然而合成指示剂有毒、有害，存在食品安全问题。花青素是纯天然色素，具有随着外界不同pH值呈现不同的颜色的特性。因此，以花青素作为pH敏感型指示剂制备智能标签，具有市场应用潜力。
但目前该领域中对花青素的应用普遍存在各种问题。如，《A pH-intelligentresponse fish packaging film:Konjac glucomannan/carboxymethyl cellulose/blackcurrant anthocyanin antibacterial composite film》(PY A等,InternationalJourna l of Biological Macromolecules,2022,386-396.)中公开了采用魔芋葡甘露聚糖、羧甲基纤维素和黑加仑花青素复配制备抗菌复合膜的技术方案，黑加仑花青素的加入增强了薄膜的抗菌性和抗氧化性能，但其指示剂对pH响应不敏感，在pH5-8关键点，颜色变化肉眼看不出，不能实时反馈鱼肉品质变化；《Biodegradable intelligent film forfood preservation and real-time visual detection of food fre shness》(Y Zhao等,Food Hydrocolloids,2022,129,107665.)中公开了使用羧甲基纤维素为基质，花青素为指示剂，石墨烯为增强剂制造了pH敏感性智能包装膜的技术方案，该文献制备的智能包装膜对pH响应敏感，但制备工艺复杂，原材料成本高，产品灵敏度仍受限。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种利用L-色氨酸改性花青素，增强花青素颜色强度，从而增强智能标签灵敏性的方法，具体方案如下：
一种氨基酸增敏花青素指示剂制备方法，包括以下步骤：
S1、制备花青素溶液；
S2、取L-色氨酸对所得花青素溶液进行改性处理，得到氨基酸增敏花青素指示剂。
优选地，步骤S1所述制备花青素溶液，包括：取含花青素原料粉末，加入柠檬酸水溶液和乙醇水溶液混合而成的提取剂，搅拌处理后固液分离取上清液得到花青素溶液。
优选地，所述含花青素原料粉末包括紫甘蓝花青素粉末。
优选地，所述柠檬酸水溶液中柠檬酸的质量分数为1％；所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为75％；提取剂中柠檬酸水溶液和乙醇水溶液的体积比为1:1。
优选地，所述含花青素原料粉末与提取剂的料液比为1:20g/mL。
优选地，所述搅拌处理，处理温度为60℃，搅拌方式包括磁力搅拌，转速为800～1200rpm，搅拌时间为2～4h。
优选地，所述固液分离，包括冷却之室温后在转速8000rpm离心10min。
优选地，在进行步骤S2之前，检测花青素溶液中花青素浓度，并调节花青素浓度为140～150mg/mL。
优选地，步骤S2所述取L-色氨酸对所得花青素溶液进行改性处理，包括：调节所得花青素溶液pH，加入L-色氨酸溶液混合，搅拌均匀，超声处理后避光静置，得到氨基酸增敏花青素指示剂(L-PCA)。
优选地，所述调节所得花青素溶液pH，调节至pH为3.3；调节pH采用Tris-HCl缓冲液。
优选地，所述所述L-色氨酸溶液的溶剂为水，其中L-色氨酸浓度为15～20mg/mL。
优选地，所述花青素溶液与L-色氨酸溶液的体积比为1:1。
优选地，所述超声处理，超声功率为400W，超声处理程序为每超声处理2s后关闭2s，总时间为10min；所述避光静置，静置时间为3～8h，至L-色氨酸于花青素完全结合。
进一步地，本发明还提供一种基于上述氨基酸增敏花青素指示剂的智能标签制备方法，包括以下步骤：
S1、制备花青素溶液；
S2、取L-色氨酸对所得花青素溶液进行改性处理，得到氨基酸增敏花青素指示剂；
S3、取助剂混合液，向助剂混合液中加入氨基酸增敏花青素指示剂，调节所得混合体系pH，匀浆分散乳化后超声处理，得到智能标签制备液；
S4、将所得智能标签制备液制备成膜，得到氨基酸辅助的增敏型花青素智能标签。
优选地，步骤S1所述制备花青素溶液，包括：取含花青素原料粉末，加入柠檬酸水溶液和乙醇水溶液混合而成的提取剂，搅拌处理后固液分离取上清液得到花青素溶液。
优选地，所述含花青素原料粉末包括紫甘蓝花青素粉末。
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优选地，步骤S2所述取L-色氨酸对所得花青素溶液进行改性处理，包括：调节所得花青素溶液pH，加入L-色氨酸溶液混合，搅拌均匀，超声处理后避光静置，得到氨基酸增敏花青素指示剂(L-PCA)。
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优选地，所述超声处理，超声功率为400W，超声处理程序为每超声处理2s后关闭2s，总时间为10min；所述避光静置，静置时间为3～8h，至L-色氨酸于花青素完全结合。
优选地，步骤S3所述助剂混合液中包括明胶、大豆油、甘油、吐温-80。
优选地，所述助剂混合液的制备步骤包括：将质量分数为5％的明胶均匀分散到蒸馏水中，并加入终浓度质量分数为5％的大豆油、体积分数为3％的甘油、质量分数为0.1％的吐温-80，恒温水浴搅拌得到助剂混合液。
优选地，所述恒温水浴搅拌，温度为60℃，转速为500～800rpm，搅拌时间为2～3h。
优选地，步骤S3所述加入的氨基酸增敏花青素指示剂占所得混合体系的体积分数为3％～5％。
优选地，步骤S3所述调节所得混合体系pH，调节至pH为6～8；调节pH采用NaOH缓冲液。
优选地，步骤S3所述匀浆分散，转速为10000rpm～12000rpm，匀浆时间为3min。
优选地，步骤S3所述超声处理，超声功率为10W～1000W，超声处理程序为每超声处理2s后关闭2s，总时间为10min。
优选地，步骤S4所述制备成膜，采用流延方法。
优选地，所述流延，包括将智能标签制备液流延在玻璃表面，干燥、平衡后剥离。
优选地，所述干燥，在室温下通风干燥，时间为24～48；所述平衡，将培养皿置于相对湿度45％～55％、温度20℃～25℃的环境中平衡24～48小时。
优选地，步骤S4所述制备成膜包括：将所得智能标签制备液注入到培养皿中，室温下通风干燥24～48小时，后于相对湿度45％～55％、温度20℃～25℃的环境中平衡24～48小时，揭取所得薄膜。
有益效果
本发明的有益效果在于：
1、L-色氨酸可优先吸收紫外线而减少光照对花青素的破坏，并且L-色氨酸可与花青素结合形成垂直层叠的复合物，产生疏水作用，保护花青素母核阳离子免受攻击，因此，L-色氨酸可有效增强花青素颜色强度；本发明采用辅色的方法使L-色氨酸与花青素结合，制备了灵敏性更好的指示剂L-PCA，为制备智能标签提供了基础。
2、本发明以改性花青素为指示剂，明胶为基料，引入油相，经分散乳化、超声辅助手段得到性能好、安全、可生物降解的智能标签，可以实现灵敏监测鱼肉新鲜度和腐败的情况，具有良好的应用前景。
3、本发明整套技术简单易行，产品工艺简单，适合大批量生产。
4、本发明提供的方法改善以花青素为指示剂的智能标签指示效果，尤其适用于鱼类冷藏保鲜过程品质变化的监测，具有良好的市场潜力。
附图说明
图1为本发明的技术路线图解析；
图2为花青素、L-色氨酸、实施例1所得产物、实施例2所得产物和对比例2所得产物的傅里叶红外光谱图；
图3为实施例1、实施例2、对比例1和对比例2所得产物在pH2-12的缓冲液中颜色响应；
图4～7为实施例1、实施例2、对比例1和对比例2所得产物的紫外可见光谱图；
图8为实施例3、对比例3和对比例4所得产物在pH2-12的缓冲液下显色图片；
图9～11分别为实施例3、对比例6和对比例4所得产物在pH2-12的缓冲液下指示标签的颜色参数；
图12～13分别为实施例3、对比例3和对比例4所得产物在有光、无光条件下14天的颜色稳定性；
图14为实施例3、对比例3、对比例4所得产物贮藏14天后在pH2-12的缓冲液下显色图片；
图15～17分别为实施例3、对比例3和对比例4所得产物在pH2-12的缓冲液下指示标签的颜色参数；
图18为实施例3、对比例5和对比例6所得产物在pH2-12缓冲液中颜色变化图片；
图19～21分别为实施例3、对比例5和对比例6所得产物在pH2-12缓冲液中颜色参数；
图22为实施例3、对比例4所得产物贮藏时间8天内鱼肉挥发性盐基氮含量变化及pH变化；
图23为实施例3和对比例4产物在贮藏期间颜色变化；
图24～27分别为实施例3和对比例4产物在贮藏期间的颜色参数。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明实施例中采用的试剂及设备说明：
步骤S1所述紫甘蓝花青素粉末购买于莱葆生物技术有限公司；步骤S1所述离心机型号为日本日立工机株式会社，CR 22N高速冷冻离心机；步骤S2超声处理所用机器型号为美国Sonics&Materials公司，SONICS大容量超声波破碎仪VCX 1600；步骤S3所述分散乳化所用机器型号为德国IKA集团广州分公司，T25数显匀浆机；步骤S3超声处理所用机器型号为美国Sonics&Materia ls公司，SONICS大容量超声波破碎仪VCX 1600；步骤S4制备成膜所采用的培养皿规格为9×9mm大小。本发明实施例及对比例中所述贮藏为将产物包裹待测鱼肉后在4℃下静置存放。
除非特别指出，以下实施例和对比例为平行试验，未说明处采用同样的处理步骤和参数。
本发明提供的氨基酸增敏花青素指示剂的制备方法，采用实施例1、实施例2和对比例1加以说明:
实施例1
一种氨基酸增敏花青素指示剂的制备方法，步骤是：
S1、取紫甘蓝花青素粉末，加入质量分数1％柠檬酸和体积分数75％乙醇提取剂，提取剂体积比1:1，原料与提取剂料液比1:20g/ml，于60℃磁力搅拌3h，转速800rpm；搅拌结束置于室温后离心8000rpm，10min，获得上清液；
S2、取L-色氨酸粉末加水搅拌至溶解，获得L-色氨酸溶液2.5mg/ml，并调节花青素溶液(140～150mg/ml)的pH值为3.3，随后取花青素溶液与L-色氨酸溶液以体积比1：1混合，搅拌均匀，然后400W超声处理10min，并避光静置3h至完全结合，得到改性花青素溶液(L1-PCA)，即氨基酸增敏花青素指示剂。
实施例2
一种氨基酸增敏花青素指示剂的制备方法，步骤是：
S1、取紫甘蓝花青素粉末，加入质量分数1％柠檬酸和体积分数75％乙醇提取剂，提取剂体积比1:1，原料与提取剂料液比1:20g/ml，于60℃磁力搅拌3h，转速800rpm；搅拌结束置于室温后离心8000rpm，10min，获得上清液；
S2、取L-色氨酸粉末加水搅拌至溶解，获得L-色氨酸溶液5mg/ml，并调节花青素溶液(140～150mg/ml)的pH值为3.3，随后取花青素溶液与L-色氨酸溶液以体积比1：1混合，搅拌均匀，然后400W超声处理10min，并避光静置3h至完全结合，得到改性花青素溶液(L2-PCA)，即氨基酸增敏花青素指示剂。
对比例1
一种花青素指示剂的制备方法，步骤是：
S1、取紫甘蓝花青素粉末，加入质量分数1％柠檬酸和体积分数75％乙醇提取剂，提取剂体积比1:1，原料与提取剂料液比1:20g/ml，于60℃磁力搅拌3h，转速800rpm；搅拌结束置于室温后离心8000rpm，10min，获得上清液(PCA)；
S2、调节花青素溶液(140～150mg/ml)的pH值为3.3，随后取花青素溶液与水以体积比1：1混合，搅拌均匀，然后400W超声处理10min，并避光静置3h至完全结合，得到花青素溶液(PCA)，即花青素指示剂。
对比例2
S1、取紫甘蓝花青素粉末，加入质量分数1％柠檬酸和体积分数75％乙醇提取剂，提取剂体积比1:1，原料与提取剂料液比1:20g/ml，于60℃磁力搅拌3h，转速800rpm；搅拌结束置于室温后离心8000rpm，10min，获得上清液；
S2、取L-色氨酸粉末加水搅拌至溶解，获得L-色氨酸溶液5mg/ml，并调节花青素溶液(140～150mg/ml)的pH值为3.3，随后取花青素溶液与L-色氨酸溶液以体积比1：1混合，搅拌均匀，并避光静置3h至完全结合，得到改性花青素溶液(L-PCA)，即花青素指示剂。
本发明提供的基于氨基酸增敏花青素指示剂的智能标签制备方法，采用实施例3、对比例3和对比例4，对比例5和对比例6，加以说明:
实施例3
一种基于氨基酸增敏花青素指示剂的智能标签制备方法，步骤是：
S1、取紫甘蓝花青素粉末，加入质量分数1％柠檬酸和体积分数75％乙醇提取剂，提取剂体积比1:1，原料与提取剂料液比1:20g/ml，于60℃磁力搅拌3h，转速800rpm；搅拌结束置于室温后离心8000rpm，10min，获得上清液；
S2、取L-色氨酸粉末加水搅拌至溶解，获得L-色氨酸溶液5mg/ml，并调节花青素溶液(140～150mg/ml)的pH值为3.3，随后取花青素溶液与L-色氨酸溶液以体积比1：1混合，搅拌均匀，然后400W超声处理10min，并避光静置3h至完全结合，得到改性花青素溶液(L2-PCA)。
S3、将质量分数5％的明胶均匀分散到蒸馏水中，并加入质量分数的5％大豆油，体积分数的3％甘油，质量分数的0.1％吐温-80，在60℃下水浴搅拌2h，转速500rpm；
S4、向S3所述的混合中液中加入S2所述体积分数4％的L2-PCA溶液，并用NaOH缓冲液调节pH至6～8，将混合液分散乳化，10000rpm匀浆3min，并于超声仪器下进行600W超声处理10min，得到智能标签制备液；
S5、将S4所述获得的智能标签制备液浇铸于培养皿中，室温下通风干燥24小时，后于相对湿度50±5％、温度20℃～25℃的环境中平衡24小时，揭取即可。
对比例3
一种改性花青素智能标签的制备方法，步骤是：
S1、取紫甘蓝花青素粉末，加入质量分数1％柠檬酸和体积分数75％乙醇提取剂，提取剂体积比1:1，原料与提取剂料液比1:20g/ml，于60℃磁力搅拌3h，转速800rpm；搅拌结束置于室温后离心8000rpm，10min，获得上清液；
S2、取L-色氨酸粉末加水搅拌至溶解，获得L-色氨酸溶液2.5mg/ml，并调节花青素溶液(140～150mg/ml)的pH值为3.3，随后取花青素溶液与L-色氨酸溶液以体积比1：1混合，搅拌均匀，然后400W超声处理10min，并避光静置3h至完全结合，得到改性花青素溶液(L1-PCA)。
S3、将质量分数5％的明胶均匀分散到蒸馏水中，并加入质量分数的5％大豆油，体积分数的3％甘油，质量分数的0.1％吐温-80，在60℃下水浴搅拌2h，转速500rpm；
S4、向S3所述的混合中液中加入S2所述体积分数4％的L1-PCA溶液，并用NaOH缓冲液调节pH至6～8，将混合液分散乳化，10000rpm匀浆3min，并于超声仪器下进行600W超声处理10min，得到智能标签制备液；
S5、将S4所述获得的智能标签制备液浇铸于培养皿中，室温下通风干燥24小时，后于相对湿度50±5％、温度20℃～25℃的环境中平衡24小时，揭取即可。
对比例4
一种改性花青素智能标签的制备方法，步骤是：
S1、取紫甘蓝花青素粉末，加入质量分数1％柠檬酸和体积分数75％乙醇提取剂，提取剂体积比1:1，原料与提取剂料液比1:20g/ml，于60℃磁力搅拌3h，转速800rpm；搅拌结束置于室温后离心8000rpm，10min，获得上清液；
S2、调节花青素溶液(140～150mg/ml)的pH值为3.3，随后取花青素溶液与水以体积比1：1混合，搅拌均匀，然后400W超声处理10min，并避光静置3h至完全结合，得到花青素溶液(PCA)。
S3、将质量分数5％的明胶均匀分散到蒸馏水中，并加入质量分数的5％大豆油，体积分数的3％甘油，质量分数的0.1％吐温-80，在60℃下水浴搅拌2h，转速500rpm；
S4、向S3所述的混合中液中加入S2所述体积分数4％的PCA溶液，并用NaOH缓冲液调节pH至6～8，将混合液分散乳化，10000rpm匀浆3min，并于超声仪器下进行600W超声处理10min，得到智能标签制备液；
S5、将S4所述获得的智能标签制备液浇铸于培养皿中，室温下通风干燥24小时，后于相对湿度50±5％、温度20℃～25℃的环境中平衡24小时，揭取即可。
对比例5
一种改性花青素智能标签的制备方法，步骤是：
S1、取紫甘蓝花青素粉末，加入质量分数1％柠檬酸和体积分数75％乙醇提取剂，提取剂体积比1:1，原料与提取剂料液比1:20g/ml，于60℃磁力搅拌3h，转速800rpm；搅拌结束置于室温后离心8000rpm，10min，获得上清液；
S2、取L-色氨酸粉末加水搅拌至溶解，获得L-色氨酸溶液5mg/ml，并调节花青素溶液(140～150mg/ml)的pH值为3.3，随后取花青素溶液与L-色氨酸溶液以体积比1：1混合，搅拌均匀，然后400W超声处理10min，并避光静置3h至完全结合，得到改性花青素溶液(L2-PCA)。
S3、将质量分数5％的明胶均匀分散到蒸馏水中，并加入质量分数的5％大豆油，体积分数的3％甘油，质量分数的0.1％吐温-80，在60℃下水浴搅拌2h，转速500rpm；
S4、向S3所述的混合中液中加入S2所述体积分数2％的L2-PCA溶液，并用NaOH缓冲液调节pH至6～8，将混合液分散乳化，10000rpm匀浆3min，并于超声仪器下进行600W超声处理10min，得到智能标签制备液；
S5、将S4所述获得的智能标签制备液浇铸于培养皿中，室温下通风干燥24小时，后于相对湿度50±5％、温度20℃～25℃的环境中平衡24小时，揭取即可。
对比例6
一种改性花青素智能标签的制备方法，步骤是：
S1、取紫甘蓝花青素粉末，加入质量分数1％柠檬酸和体积分数75％乙醇提取剂，提取剂体积比1:1，原料与提取剂料液比1:20g/ml，于60℃磁力搅拌3h，转速800rpm；搅拌结束置于室温后离心8000rpm，10min，获得上清液；
S2、取L-色氨酸粉末加水搅拌至溶解，获得L-色氨酸溶液5mg/ml，并调节花青素溶液(140～150mg/ml)的pH值为3.3，随后取花青素溶液与L-色氨酸溶液以体积比1：1混合，搅拌均匀，然后400W超声处理10min，并避光静置3h至完全结合，得到改性花青素溶液(L2-PCA)。
S3、将质量分数5％的明胶均匀分散到蒸馏水中，并加入质量分数的5％大豆油，体积分数的3％甘油，质量分数的0.1％吐温-80，在60℃下水浴搅拌2h，转速500rpm；
S4、向S3所述的混合中液中加入S2所述体积分数1％的L2-PCA溶液，并用NaOH缓冲液调节pH至6～8，将混合液分散乳化，10000rpm匀浆3min，并于超声仪器下进行600W超声处理10min，得到智能标签制备液；
S5、将S4所述获得的智能标签制备液浇铸于培养皿中，室温下通风干燥24小时，后于相对湿度50±5％、温度20℃～25℃的环境中平衡24小时，揭取即可。
以上各实施例及对比例参数区别总结见表1。
表1各实施例及对比例主要参数汇总
将本发明各实施例与对比例所得的花青素指示剂和花青素智能标签的理化性质、显色效果、稳定性、对鱼肉贮藏监测进行系统比较，结果如图1～图27所示：
图1为本发明的技术路线图解析。主要步骤为改性花青素的制备、花青素智能标签的制备。所有工艺步骤均由严格工艺参数保证技术达成，为延长指示标签有效期和监测鱼肉新鲜度和腐败情况提供保证。
图2为花青素、L-色氨酸、实施例1、实施例2和对比例2所得产物的傅里叶红外光谱图。实施例1在744cm-1处＝C-H振动为L-色氨酸特征峰，说明L-色氨酸通过氢键和疏水作用与PCA结合。而对比例2和实施例2没有L-色氨酸特征峰。这表明超声作用促使L-色氨酸与PCA更好结合。
图3为实施例1、实施例2、对比例1和对比例2所得产物在pH2-12的缓冲液中颜色响应。实施例1、实施例2、对比例1和对比例2在pH2-12缓冲液中均有从粉红色到蓝绿色再到黄色的颜色变化，在pH7-8时其中对比例1和对比例2从粉色变为紫色，而实施例1和实施例2从粉色变为蓝绿色，说明L-色氨酸与PCA的结合更好区分了pH7-8的颜色差别。超声辅助手段促进了L-色氨酸与PCA的结合，监测鱼肉的新鲜度提供更直观准确的指示。
图4～7为实施例1、实施例2、对比例1和对比例2所得产物的紫外可见光谱图。在酸性、中性和碱性条件下，它们的最大吸收峰均在520nm左右，花青素与辅色剂发生相互作用，常常会导致吸收强度和吸收位移的变化。可以观察到，实施例1和实施例2在520nm最大吸收峰处相对于对比例1单独的PCA溶液有所降低，说明L-色氨酸与PCA之间存在相互作用。而且实施例1相对实施例2降低程度更大，说明实施例1中L-色氨酸与PCA氢键作用更强。
上以结果表明，PCA与L-色氨酸通过氢键，疏水作用相互结合。分子间相互作用是辅色作用中重要的作用机理。
图8为实施例3、对比例3和对比例4所得产物在pH2-12的缓冲液下图片。对比例3和对比例4从粉红色逐渐变为粉紫色(pH2-8)，颜色逐渐变浅的趋势，pH9-12变为绿色。而实施例3在pH2-7时与对比例3和对比例4有同样的颜色变化趋势，但当pH值为8时，标签颜色加深有变蓝的趋势，肉眼可以区分pH7-8的关键色彩转折点。当pH9-12时，标签颜色从蓝色变为绿色。由上述结果表明，L-色氨酸与花青素的结合，加强了标签的灵敏性。
图9～11中，L值表示黑白深浅度，a*表示红绿，b表示黄蓝。指示标签的L值随pH的增加而减小，a*增大，b值减小，红色逐渐褪去，蓝色更显。在pH7-8之间，实施例3的a*值变化最大，红色减少的最多；对比例3的ΔE值在pH7和8时为1.1，对比例4为0.89，而实施例3为1.79，其中实施例3的变化最大。这与肉眼观察到的结果一致，证明了实施例3对pH值变化的敏感性更高。
上以结果表明，L-色氨酸通过与PCA氢键结合，表现出更强烈的色彩强度，指示标签在pH2-12范围表现出明显的不同颜色变化，肉眼可以区分，为监测鱼肉新鲜度和腐败情况提供可能。
说明：图中L值表示黑白深浅度，a*表示红绿，b表示黄蓝，ΔE值表示总色差。
图12～13为实施例3、对比例3和对比例4所得产物在有光、无光条件下14天的颜色稳定性。实施例3在有光和无光条件下的ΔE值变化均比对比例3和对比例4小，且实施例3在无光条件下ΔE值变化为10.26-14.13，在有光条件下的ΔE值变化为10.81-14.67，均小于5，表现出良好的稳定性。与单独花青素相比，L-色氨酸与PCA的氢键相互作用，可以延长智能标签的有效指示期。
图14为实施例3、对比例3、对比例4所得产物贮藏14天后在pH2-12的缓冲液下显色图片；图中，对比例3和对比例4在pH2-8从粉紫色逐渐变浅为紫灰色，在pH9时变为蓝色，直到pH12时逐渐变为绿色。而实施例3在pH7时为紫灰色，在pH8时颜色加深变深紫色，肉眼可以区分，与贮藏前结果一致。结果表明，贮藏后的实施例3还可以指示鱼肉的新鲜度，并且其灵敏度高于对比例3和对比例4。
图15～17为实施例3、对比例3和对比例4所得产物在pH2-12的缓冲液下图片的颜色参数；图中，实施例3、对比例3和对比例4的L值、ΔE、a*值减小，b值增大，红色逐渐褪去，蓝色更显。在pH2-12对比例3和对比例4不大分别为45.06-50.78、42.89-48.34，而实施例3的ΔE变化为43.94-50.07大于5。说明实施例3在pH2-12范围内颜色参数变化明显，在贮藏14天后还可以准确指示pH的变化。
以上结果表明，L-色氨酸与花青素的结合，分子间形成的氢键和疏水作用对保护花青素颜色的稳定性很有效果。可以延长指示标签的有效期。
图18为实施例3、对比例5和对比例6所得产物在pH2-12缓冲液中颜色变化图片。在pH2～pH5之间实施例3、对比例5和对比例6颜色均呈粉红色到颜色强度逐渐降低，到pH6～8时颜色逐渐变为蓝色，在pH达到9-12时颜色逐渐变为黄绿色。对比例4和对比例5，在pH6～pH8之间为蓝色，只有颜色强度的差异，变化不够鲜明，不能被识别。而实施例3在pH6～pH8之间有更明显的颜色差异(粉紫色-紫色-蓝色)，肉眼可区分。
图19～21为实施例3、对比例5和对比例6所得产物在pH2-12缓冲液中颜色参数。结果发现，除了b在5-8的pH范围内，a*，L和ΔE显示出与pH值密切相关。实施例3的a*值与b值相比对比例5和对比6变化最大。结果表明实施例3在pH2-12范围内颜色参数差异变化最大，这与它们肉眼观察到的颜色结果一致，暗示实施例3对pH值变化的高度敏感性。
以上实施例3、对比例5和对比例6结果表明，实施例3的4％混合液添加量可用于制备具有良好指示功能的pH敏感标签。在pH2-12范围表现出明显的不同颜色变化，肉眼可以区分，为监测鱼肉新鲜度和腐败情况提供可能。
图22为实施例3、对比例4所得产物贮藏时间8天内鱼肉挥发性盐基氮含量变化及pH变化；图中，贮藏期间实施例3和对比例4包裹的鱼肉初始挥发性盐基氮含量为7mg/100g，根据国标规定TVB-N含量低于12mg/100g的鲜鱼为新鲜鱼，12-25mg/100g为可食用中鲜鱼，大于25mg/100g为不可食用变质鱼。当贮藏到第六天，的达到25.9mg/100g，对比例4为27.3mg/100g。第8天时，实施例3为35.8mg/100g，对比例4为36.4mg/100g。。其中，实施例3的pH值变化为6.48-7.005，对比例4为6.48-7.02，实施例3的TVBN、pH值均比对比例4低。以上结果说明L-色氨酸与花青素的结合具有一定抑菌性，延长鱼肉的货架期的效果。
图23～25为实施例3和对比例4在贮藏期间颜色变化及参数。对比例4和实施例3在贮藏期间具有相同的颜色变化，但是肉眼观察到实施例3的颜色变化更明显。此外，实施例3和对比例4的a*值均与时间有很好的线性关系，但实施例3的变化更大。从ΔE值也可以看出，对比例4的ΔE值从42.37到47.47，而实施例3的ΔE值从41.07到47.87。与肉眼观察到的颜色变化一致。结果表明，实施例3颜色变化更灵敏，更适用于监测鱼肉新鲜度和腐败情况。
图26～27中，实施例3和对比例4的ΔE值与pH、TVBN均呈密切线性关系。其中对比例4的ΔE值与TVBN、pH的相关性分别为R2＝0.97607、R2＝0.77542，实施例3分别为R2＝0.99284、R2＝0.78625。结果表明实施例3的相关性更好，适用于监测鱼肉新鲜度和腐败情况。
综合各实施例和对比例研究结果，为了达到提高花青素指示标签的灵敏性的目的，本发明采用了氨基酸作为增敏改性组分，配合其他组分一起，赋予花青素指示标签更好的灵敏性，改善以花青素为指示剂的智能标签指示效果，作为辅助效果，同时延长了花青素指示标签的有效期。采用该套技术可以很好监测鱼肉新鲜度和腐败情况，具有良好的市场前景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种氨基酸增敏花青素指示剂制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、制备花青素溶液；
S2、取L-色氨酸对所得花青素溶液进行改性处理，得到氨基酸增敏花青素指示剂。
2.根据权利要求1所述的氨基酸增敏花青素指示剂制备方法，其特征在于：步骤S2所述取L-色氨酸对所得花青素溶液进行改性处理，包括：调节所得花青素溶液pH，加入L-色氨酸溶液混合，搅拌均匀，超声处理后避光静置，得到氨基酸增敏花青素指示剂(L-PCA)。
3.根据权利要求2所述的氨基酸增敏花青素指示剂制备方法，其特征在于：所述调节所得花青素溶液pH，调节至pH为3.3；调节pH采用Tris-HCl缓冲液。
4.根据权利要求2所述的氨基酸增敏花青素指示剂制备方法，其特征在于：所述所述L-色氨酸溶液的溶剂为水，其中L-色氨酸浓度为15～20mg/mL；所述花青素溶液与L-色氨酸溶液的体积比为1:1。
5.根据权利要求2所述的氨基酸增敏花青素指示剂制备方法，其特征在于：所述超声处理，超声功率为400W，超声处理程序为每超声处理2s后关闭2s，总时间为10min；所述避光静置，静置时间为3～8h，至L-色氨酸于花青素完全结合。
6.根据权利要求1所述的氨基酸增敏花青素指示剂制备方法，其特征在于：步骤S1所述制备花青素溶液，包括：取含花青素原料粉末，加入柠檬酸水溶液和乙醇水溶液混合而成的提取剂，搅拌处理后固液分离取上清液得到花青素溶液。
7.根据权利要求1所述的氨基酸增敏花青素指示剂制备方法，其特征在于：在进行步骤S2之前，检测花青素溶液中花青素浓度，并调节花青素浓度为140～150mg/mL。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述氨基酸增敏花青素指示剂的智能标签制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、制备花青素溶液；
S2、取L-色氨酸对所得花青素溶液进行改性处理，得到氨基酸增敏花青素指示剂；
S3、取助剂混合液，向助剂混合液中加入氨基酸增敏花青素指示剂，调节所得混合体系pH，匀浆分散乳化后超声处理，得到智能标签制备液；
S4、将所得智能标签制备液制备成膜，得到氨基酸辅助的增敏型花青素智能标签。
9.根据权利要求8所述的智能标签制备方法，其特征在于：步骤S3所述助剂混合液中包括明胶、大豆油、甘油、吐温-80。
10.根据权利要求8或9所述的智能标签制备方法，其特征在于：所述助剂混合液的制备步骤包括：将质量分数为5％的明胶均匀分散到蒸馏水中，并加入终浓度质量分数为5％的大豆油、体积分数为3％的甘油、质量分数为0.1％的吐温-80，恒温水浴搅拌得到助剂混合液。
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