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新鲜度指示/保鲜衬垫的制备及其在鲜肉包装中的应用

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新鲜度指示/保鲜衬垫的制备及其在鲜肉包装中的应用

作者：何悦西南大学

学位级别：硕士

鲜肉因其味道鲜美、营养丰富而深受广大消费者的喜爱,但是在生产、销售和消费过程中,极易受微生物和环境的影响而腐败变质。一方面鲜肉因存储不当极易受微生物污染,在货架期内发生变质,食用后会造成严重的食品安全问题;另一方面,部分临... 详细信息

鲜肉因其味道鲜美、营养丰富而深受广大消费者的喜爱,但是在生产、销售和消费过程中,极易受微生物和环境的影响而腐败变质。一方面鲜肉因存储不当极易受微生物污染,在货架期内发生变质,食用后会造成严重的食品安全问题;另一方面,部分临近保质期但可安全食用的鲜肉被丢弃,则会造成食物浪费和经济损失。因此,利用可指示新鲜度的智能材料对鲜肉的品质和货架期进行实时的可视化指示是解决上述问题的理想方案之一,进一步将新鲜度指示材料与抗氧化/抗菌活性包装相结合,则既可提高鲜肉的贮藏品质,又可实时指示其新鲜度变化,对于提升食品安全和减少浪费具有重要意义。由于鲜肉变质时会释放出挥发性胺类物质,引起环境p H的变化,因此目前的研究热点是采用花青素为p H指示剂制备指示标签或包装薄膜。但标签的功能单一,而花青素添加在薄膜中可发挥其抗氧化作用,但会影响其透明度。因此,本研究采用具有良好可降解性、安全性、稳定性和机械性能的聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)为基材,紫薯花青素(Purple sweet potato anthocyanins,PSPA)为p H指示剂,并以琼脂糖(Agarose,AG)、纳米银(Silver nanoparticles,Ag NPs)、纸纤维等为添加剂,制备具有新鲜度指示、抗菌和抗氧化功能的吸水衬垫,用于鲜肉的保鲜和新鲜度指示。研究首先采用冻融-冻干法制备了以PVA、AG和PSPA为原料的多孔衬垫,探究了AG添加量、冻融次数和PSPA添加量对衬垫微观结构与性能的影响,并考察了衬垫对鲜肉的新鲜度指示功能和保鲜效果;然后,以球磨柚子皮提取液为还原剂、银氨溶液为银源制备了Ag NPs,对其粒径、形貌、稳定性和抗菌性等进行了表征,并探究了Ag NPs对PSPA溶液p H响应性能的影响;最后,将Ag NPs、PSPA和纸纤维添加到PVA中制备衬垫,考察了Ag NPs的含量对衬垫微观结构、吸水性、抗氧化和抗菌效果以及p H响应性能等的影响,并评价了衬垫对新鲜猪肉的新鲜度指示与保鲜效果。主要研究结果如下:(1)以PVA、AG和PSPA为原料,采用冻融-冻干法制备了一种具有p H响应变色功能的吸水性衬垫。当AG的添加量为4%、冻融次数为3时,衬垫内部出现微孔且孔径分布均匀,凝胶强度高、溶解度低。PSPA在衬垫中可均匀分散,与PVA和AG间可能存在氢键相互作用。当PSPA的质量分数从0%增加到12%时,衬垫的结晶度随PSPA质量分数的增加而降低,内部孔隙先增大后降低,凝胶强度、水接触角和溶解度先降低后增加,但溶胀度先增加后降低。衬垫的DPPH自由基清除活性随着PSPA质量分数的增加而升高,说明衬垫的抗氧化能力主要由PSPA提供。当环境p H值从3升高到10,含有PSPA的衬垫从粉色逐渐变为蓝绿色,且颜色随PSPA质量分数的增加而加深。将PSPA质量分数为9%的衬垫用于新鲜猪肉保鲜时,衬垫不仅可迅速吸收肉汁来抑制微生物的生长,而且可通过灵敏的颜色变化来实时、准确地反映鲜肉的新鲜度。(2)以机械球磨法处理后的柚子皮提取液为绿色还原剂,以银氨溶液为银源制备了具有良好分散性和抗菌性的Ag NPs,且该Ag NPs与PSPA的混合溶液仍然具有灵敏的p H响应变色功能。柚子皮提取液与银氨溶液的反应物在430 nm处具有强吸收峰,证明Ag NPs粒子被成功合成。所得Ag NPs的平均粒径为(37.61±0.46)nm,呈球形面心立方结构,具有良好的水分散性和稳定性。Ag NPs溶液对DPPH自由基的清除率为79.2%,对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、伤寒沙门氏菌(Salmonella)及枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)均有显著生长抑制作用,对四种菌的抑菌圈直径分别为:9.8mm、10.0 mm、11.2 mm和28.1 mm。将Ag NPs与PSPA溶液混合后改变了PSPA的颜色,但并未改变其随p H变化发生的结构转变,说明二者主要为物理混合,且混合液在不同的p H下仍然具有明显的颜色变化,显示出灵敏的p H指示能力。(3)以PVA、PSPA、Ag NPs以及纸纤维为原料,制备了一种具有抗菌性、抗氧化活性以及p H响应变色功能的多孔衬垫。纸纤维的添加使衬垫形成了疏松多孔的结构,而Ag NPs在衬垫中均匀分散进一步提高了衬垫中微孔结构的稳定性,使其呈均匀的圆形结构,且密度降低。Ag NPs的添加降低了衬垫的表面亲水性,且衬垫的DPPH自由基清除活性和对沙门氏菌的生长抑制能力均随Ag NPs含量的增加而提高。在p H 3～10范围内,含Ag NPs的衬垫随p H的变化表现出明显的颜色变化。在保鲜实验中,相较于未添加Ag NPs的衬垫,含Ag NPs的衬垫能更

关键词：新鲜度指示抗菌吸湿衬垫紫薯花青素纳米银

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含花青素的肉品新鲜度指示包装的优化及应用

含花青素的肉品新鲜度指示包装的优化及应用

作者：喻惜珍安徽农业大学

学位级别：硕士

冷鲜鸡肉在贮藏过程中,在微生物以及酶的作用下,鸡肉品质下降,最终腐败变质而不可食用。目前,基于天然产物花青素(ATH)制备的指示膜在肉品新鲜度指示中受到广泛关注。以花青素为指示剂制备指示膜应用于鸡肉,可通过指示膜的颜色变化判断... 详细信息

冷鲜鸡肉在贮藏过程中,在微生物以及酶的作用下,鸡肉品质下降,最终腐败变质而不可食用。目前,基于天然产物花青素(ATH)制备的指示膜在肉品新鲜度指示中受到广泛关注。以花青素为指示剂制备指示膜应用于鸡肉,可通过指示膜的颜色变化判断出肉品的新鲜程度,具有方便快捷等优点。单一植物来源花青素在中性pH值附近的颜色响应差异不明显。作为天然的黄酮类化合物,花青素的化学性质极不稳定,在光照、温度、pH等环境因素的作用下,花青素容易被降解。除此之外,现阶段含花青素的指示膜,在高水分环境中花青素容易从指示膜中溶出,影响指示膜的准确度。因此,本文使用紫甘蓝、桑葚和紫薯为原料提取花青素,探究不同比例复配花青素的pH颜色响应,选择最优复配比。将花青素分别与阿魏酸、没食子酸及原儿茶酸进行共着色处理,探究花青素在紫外光下的稳定性及颜色响应。在此基础上,以羧甲基纤维素(CMC)和海藻酸钠(SA)作为基质制备指示膜,研究指示膜的基本性能,并应用于鸡肉新鲜度指示中。主要结论如下:1.花青素复配及紫外稳定性研究色差结果表明,紫甘蓝和桑葚(9:1)复配的花青素的pH颜色响应变化差异最显著。花青素傅立叶红外光谱的结果表明,紫甘蓝与桑葚中提取的花青素分子之间可形成氢键。紫外光谱扫描、色差及pH响应的结果表明,阿魏酸、没食子酸和原儿茶酸可以与花青素发生共着色反应,并提高花青素在紫外光照下的稳定性,减少花青素的降解,并保持花青素特有的颜色及pH颜色响应能力。2.花青素/海藻酸钠/羧甲基纤维素膜的制备及性能研究不同羧甲基纤维素(0%,0.1%,0.3%和0.5%)添加量的指示膜,其花青素溶出率不同,分别为29.9%,24.1%,20.7%,20.0%。不同含量CMC指示膜之间ΔE值差异不显著。指示膜中添加CMC后,指示膜水蒸气透过率及断裂伸长率增大,指示膜韧性增强。傅立叶红外光谱结果显示,随着CMC添加量的增多,生物聚合物之间形成的氢键也随之增多,这与CMC的亲水性相关。3.基于花青素的指示膜在鸡肉中的应用研究4℃温度下贮藏8 d,鸡肉的TVB-N值、pH值和TVC随着时间表现为增长的趋势第6 d时,TVB-N及pH值超过限值,已发生腐败变质。指示膜的颜色变化明显,第6 d时,指示膜颜色呈现黄绿色。ATH-SA-0.3CMC指示膜ΔE值与TVB-N、pH及TVC值的皮尔逊相关性系数最高,分别为0.97,0.988,0.959。GC-MS结果表明,实验检测出鸡肉腐败变质产生的气体共49种,包含氮化合物、烃类、酯类、醚类、酸类、醇类、醛类、酮类及含硫化合物;含指示膜的样品中,三甲胺、吲哚、1,1-二甲基肼、间氨基苯乙炔、丁酸、4-甲基戊酸、S-甲基2-甲基硫代丙酸酯、己酸甲硫醇酯、硫代丙酸,S-甲酯、丙酸正丙酯、S-乙硫醇辛酸酯、异戊酸甲硫醇酯、乙酸丙酯未检出。

关键词：花青素共着色指示膜新鲜度指示鸡肉应用

pH值敏感型食品新鲜度指示标签及其应用的研究进展

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肉类研究 2022年第11期36卷 52-59页

作者：刘勇李立上海海洋大学食品学院食品热加工工程技术研究中心上海201306

近年来,智能包装的研究受到巨大关注,pH值指示标签是新鲜度指示器中的一种,可以简单、高效、实时、直观地通过标签颜色变化反映食品的新鲜度,在食品供应链中有巨大的发展潜力。为了改善pH值指示标签的效果,研究者们开发了多种类型的pH... 详细信息

近年来,智能包装的研究受到巨大关注,pH值指示标签是新鲜度指示器中的一种,可以简单、高效、实时、直观地通过标签颜色变化反映食品的新鲜度,在食品供应链中有巨大的发展潜力。为了改善pH值指示标签的效果,研究者们开发了多种类型的pH值敏感色素和基体材料,以强化指示标签的显色强度,优化阻隔性、机械强度、稳定性及生物活性。本文从pH值敏感色素来源和基膜类型两方面分析pH值新鲜度指示膜的研究进展,并对当前研究面对的困难、挑战与未来研究趋势进行讨论,以期为pH值敏感型指示标签的研究和应用提供参考。

关键词：新鲜度指示智能包装变色 pH值响应生物基材料

面向肉类新鲜度指示的喷码及信息查询全套系统

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中国包装 2021年第7期41卷 35-37页

作者：陈宁昕李昊杨佳睿崔智彦李春伟东北林业大学工程技术学院

基于食品安全智能指示及信息智能化溯源的设计思路,设计了一款以肉品新鲜度指示为核心功能并具有喷码及信息查询功能的全套系统。此外该系统还具有与大数据系统构成智能购物体系的功能,该系统的设计及研发具有一定的市场应用价值与理论... 详细信息

基于食品安全智能指示及信息智能化溯源的设计思路,设计了一款以肉品新鲜度指示为核心功能并具有喷码及信息查询功能的全套系统。此外该系统还具有与大数据系统构成智能购物体系的功能,该系统的设计及研发具有一定的市场应用价值与理论借鉴意义。

关键词：肉类新鲜度指示喷码信息查询

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花青素基猪肉新鲜度指示型油墨的应用研究

中国包装 2024年第4期44卷 21-23页

作者：纪祥月李昊张冰李春伟东北林业大学家居与艺术设计学院

本文将花青素基新鲜度指示型油墨与印制二维码标签结合,获得了一种既能够指示肉类产品新鲜度,又可以通过扫码进行产品信息整合的新鲜度指示标签,极大地拓宽了新鲜度指示产品的应用形式与应用场景,通过新鲜度指示技术更好的为提高消费者... 详细信息

本文将花青素基新鲜度指示型油墨与印制二维码标签结合,获得了一种既能够指示肉类产品新鲜度,又可以通过扫码进行产品信息整合的新鲜度指示标签,极大地拓宽了新鲜度指示产品的应用形式与应用场景,通过新鲜度指示技术更好的为提高消费者的食品安全而服务。

关键词：花青素猪肉新鲜度指示油墨

花青素基新鲜度指示膜的制备及智能包装应用研究进展

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绿色包装 2024年第12期 18-24页

作者：袁景宸杨昭悦汪美玲胡舒阳杨玲谭海湖湖南工业大学包装与材料工程学院

目的了解目前花青素基新鲜度指示膜在智能包装中的应用现状，并探讨未来研究方向。方法综述近年来花青素提取与纯化、复合薄膜制备及新鲜度指示应用的研究进展，并对花青素复合薄膜的制备及应用在不同监测目标物中的应用效果进行分析... 详细信息

目的了解目前花青素基新鲜度指示膜在智能包装中的应用现状，并探讨未来研究方向。方法综述近年来花青素提取与纯化、复合薄膜制备及新鲜度指示应用的研究进展，并对花青素复合薄膜的制备及应用在不同监测目标物中的应用效果进行分析。结果基于花青素变色指示的复合薄膜已成为监测食品新鲜度的有效手段。结论花青素基新鲜度指示标签推向实际应用仍面临着降低成本、提升可靠性和开发配套应用系统等挑战。

关键词：花青素提取工艺复合薄膜制备方法新鲜度指示

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花青素与姜黄素在食品包装领域的应用

食品安全质量检测学报 2022年第16期13卷 5137-5143页

作者：高媛李辰钰李春伟东北林业大学工程技术学院哈尔滨150040

花青素(anthocyanin,ATH)和姜黄素(curcumin,CR)是无毒无害的天然色素,具有优异的pH敏感特性和抗氧化性能,常常作为包装成分监测食品质量。花青素和姜黄素由于其自身结构特点,在不同的pH下有不同的颜色,花青素变色范围广,但性质不稳定,... 详细信息

花青素(anthocyanin,ATH)和姜黄素(curcumin,CR)是无毒无害的天然色素,具有优异的pH敏感特性和抗氧化性能,常常作为包装成分监测食品质量。花青素和姜黄素由于其自身结构特点,在不同的pH下有不同的颜色,花青素变色范围广,但性质不稳定,易受到外界因素影响。姜黄素稳定性高于花青素,但变色范围窄。两者均可作为颜色指示剂与抗氧化剂应用在食品包装中。花青素和姜黄素的变色特点、稳定性以及功能活性对食品新鲜度指示包装的性能具有显著的影响,将两种色素混合作为指示剂添加到食品包装中,有助于提高花青素的稳定性,从而获得更好的指示效果。因此花青素和姜黄素对于活性包装至关重要,探讨其内在机制,可为花青素、姜黄素智能包装膜的相关研究提供理论参考。本文综述了花青素、姜黄素的结构和性质、抗氧化活性、花青素和姜黄素在食品包装上的应用,以期为食品安全提供支持,为食品包装行业发展提供参考。

关键词：花青素姜黄素新鲜度指示食品包装

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静电纺活性智能膜材料的制备及其性能研究

静电纺活性智能膜材料的制备及其性能研究

作者：吴佳卉华南理工大学

学位级别：硕士

近年来,冷鲜肉因其新鲜度高、口感好、营养成分丰富等特点深受消费者的喜爱。但其在冷链流通过程中易受到微生物侵染,如何在延长冷鲜肉货架期的基础上实现新鲜度的智能指示,是目前冷鲜肉贮藏需要解决的问题。活性智能包装膜是解决上述... 详细信息

近年来,冷鲜肉因其新鲜度高、口感好、营养成分丰富等特点深受消费者的喜爱。但其在冷链流通过程中易受到微生物侵染,如何在延长冷鲜肉货架期的基础上实现新鲜度的智能指示,是目前冷鲜肉贮藏需要解决的问题。活性智能包装膜是解决上述问题的一种有效策略。一方面,它通过释放抗菌剂抑制冷鲜肉表面微生物的生长;另一方面,可通过指示剂颜色变化达到反馈食品新鲜度的目的。静电纺丝技术是一种高效、温和的纳米纤维膜制备技术,所形成纳米纤维的高比表面积、高孔隙率有利于抗菌剂缓释和指示剂的高灵敏响应。因此,本文基于静电纺丝技术制备负载天然指示剂(紫薯花青素、姜黄素)和天然抗菌剂(ε-聚赖氨酸)的活性智能膜材料,并用于猪肉保鲜及新鲜度指示。通过阐释冷鲜肉腐败与膜材料抗菌性及新鲜度指示的内在联系,为开发兼具抗菌和新鲜度指示性能的活性智能包装材料提供科学依据。本论文的主要结果如下:(1)负载单一指示剂和ε-聚赖氨酸纳米纤维膜的制备与性能研究制备的紫薯花青素(PSPA)呈现pH敏感性,且对DPPH自由基清除率的抗坏血酸当量为48.12 mg/g,表明PSPA可作为指示剂和抗氧化剂。利用静电纺丝法制备了负载PSPA的乙基纤维素(EC)/明胶(G)基纳米纤维膜,扫描电镜和红外光谱分析结果表明物质之间具有良好的相容性。结合水接触角与p H响应性能结果分析可知,活性智能包装膜材料的水接触角在70°至85°之间有利于实现高效的p H响应。综合分析,适宜的纤维膜组成为ECG4-P30(EC与G总质量分数为25%、质量比为1:4,PSPA含量为基材总质量分数的30%),其比同组成的流延膜具有更优的NH3响应性能及可逆性。在此组成上,进一步制备了负载ε-聚赖氨酸(ε-PL)的纳米纤维膜(ECG4-P30-4PL),抗菌实验表明其对大肠杆菌(***)和金黄色葡萄球菌(***)具有良好的抑菌活性。(2)负载复合指示剂和ε-聚赖氨酸纳米纤维膜的制备与性能研究与单一指示剂相比,复合指示剂有助于提高新鲜度指示的灵敏性。本节以PSPA和姜黄素(CR)为复合指示剂,利用静电纺丝方法成功制备了负载复合指示剂和ε-PL的纳米纤维膜。CR含量对纤维膜各项性能均有影响,且添加CR后纤维膜的抗氧化活性显著提升30%(P新鲜度指示研究将上述制备的活性智能膜应用于猪肉的保鲜和新鲜度指示。结果表明,ECG4-P30-4PL和EGP-PC II纤维膜均可有效抑制菌落数和挥发性盐基氮产生,与空白组相比,二者可将冷鲜猪肉的货架期延长4天左右。特别地,脂质过氧化值(TBARS)结果显示,EGP-PC II组猪肉的TBARS值最低。在第10天时,ECG4-P30-4PL和EGP-PC II纤维膜分别出现粉色到棕褐色、亮黄色到橄榄绿色的颜色变化,表明所制备的活性智能包装膜均具有预警猪肉腐败的效果,且负载复合指示剂的EGP-PC II纤维膜变色效果更明显。

关键词：活性智能包装静电纺丝新鲜度指示抗菌猪肉

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面向网购生鲜肉品的智能保鲜包装箱设计研究

科技创新与生产力 2020年第6期 72-75页

作者：石建伟宋炜昱高思繁李烽韬杜越李春伟东北林业大学工程技术学院黑龙江哈尔滨150040

在分析市场上生鲜肉品保鲜包装箱类型及特点的基础上,基于智能化设计思想,提出了一款面向网购生鲜肉品的智能保鲜包装箱的设计方案,用该方案设计的包装箱具有生鲜肉品新鲜度智能指示及保鲜、包装箱内部温湿度实时监控及RFID非接触式扫... 详细信息

在分析市场上生鲜肉品保鲜包装箱类型及特点的基础上,基于智能化设计思想,提出了一款面向网购生鲜肉品的智能保鲜包装箱的设计方案,用该方案设计的包装箱具有生鲜肉品新鲜度智能指示及保鲜、包装箱内部温湿度实时监控及RFID非接触式扫描等功能。此外,还对包装箱及保鲜盒进行了结构及装潢设计。

关键词：智能保鲜包装箱生鲜肉品保鲜盒新鲜度指示温湿度监控