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冷鲜肉的非冻结储运模式(0-4℃)最大限度保护了肉品原有口感和营养,但也变相为腐败微生物分解其营养物质及释放相应代谢物提供了便利,从而导致其新鲜度下降速率快、货架期短。常规理化分析虽能准确检测肉品的新鲜度,但其检测比较耗时,无法实时反映肉品新鲜度的变化情况。快速无损检测方法通常需要借助专业仪器和复杂的数据处理。比色型智能指示标签能够通过颜色变化来指示食品品质信息,具有直观、简单的优点,已被成功用于肉品新鲜度的实时监测。挥发性生物胺和硫化物主要由蛋白质和氨基酸分解所产生,因此常被视为评价肉类新鲜度的特征性化合物。本研究重点针对现有的基于天然色素的生物胺敏感标签的光稳定性不足和在高湿度下色素易溶出的问题,分别开发了具有抗紫外光功能和防止色素溶出特性的指示标签;针对硫化物敏感标签的材料安全性欠缺和颜色响应信号单一性的问题,分别开发了绿色合成的和具有双重颜色信号的指示标签;并将这些标签分别成功用于实时指示典型的畜肉、禽肉、海淡水鱼的新鲜度。主要研究内容如下:(1)抗紫外型花青素指示标签的制备及其对猪肉生物胺的响应特性研究。针对花青素(anthocyanins,AN)遇紫外光易分解而导致指示标签自身褪色的问题,本研究提出了利用金红石型纳米二氧化钛(TiO2)阻隔紫外线从而保护花青素的思路。通过溶胶凝胶法制备了双层薄膜,其中上层结冷胶(Gellan gum,GG)-纳米二氧化钛复合薄膜(GG-TiO2),下层为琼脂-花青素复合薄膜(AG-AN);考察了薄膜的光稳定性和对典型畜肉(猪肉)生物胺的响应特性。研究结果表明,双层薄膜的光稳定性随TiO2浓度的升高而增强。其中,在紫外光照下35 h后,颜色相对变化值由AG-AN/GG的14%降低到AG-AN/GG-2%TiO2的8.4%。薄膜对三甲胺的线性检测范围为0-330μM,检测限为18μM。在应用于猪肉的新鲜度监测过程中,薄膜能够与挥发性生物胺反应,呈现出由红至绿的颜色变化。因此,开发的指示标签具有很好的抗紫外光功能,能够用于实时指示肉品的新鲜度。(2)液态包埋防溶出型指示标签的制备及其对三文鱼生物胺的响应特性研究。针对亲水型标签中的花青素在高湿度包装环境中易溶出而导致标签中花青素浓度降低的问题,本研究提出了利用油包水乳液微囊化花青素的思路。通过高压均值法制备了油包水型乳液,并将乳液进一步涂布在疏水偏聚二氟乙烯膜表面形成复合薄膜。考察了复合薄膜在水中花青素的溶出情况和对典型海鱼(三文鱼)生物胺的响应特性。研究结果表明,包埋后的花青素复合薄膜在水中浸渍72小时后花青素的释放比例从99.7%降低到15.37%。该薄膜对氨气的线性检测范围为7.4-333μM,检测限为3.56μM。在应用于三文鱼的新鲜度监测过程中,薄膜能够与挥发性生物胺反应,呈现出由红至绿的颜色变化。因此,开发的指示标签具有很好的防花青素溶出性能,能够用于实时指示肉品的新鲜度。(3)固态包埋防溶出型指示标签的制备及其对鲢鱼生物胺的响应特性研究。针对亲水型标签中的姜黄素在高湿度包装环境中易溶出而导致标签中姜黄素浓度降低的问题,本研究提出利用固态塑料高分子包埋姜黄素的思路。通过熔融挤出吹膜法制备了低密度聚乙烯-姜黄素复合薄膜。考察了复合薄膜在pH缓冲液中姜黄素的溶出情况和对典型淡水鱼(鲢鱼)生物胺的响应特性。研究结果表明,复合薄膜在pH 12缓冲液中浸渍5天后的溶出率仅为0.33%。该薄膜对氨气的线性检测范围为0-240μM,检测限为0.18μM。在应用于鲢鱼的新鲜度监测过程中,薄膜能够与挥发性生物胺反应,呈现出由黄至棕色的颜色变化。因此,开发的指示标签具有很好的防姜黄素溶出性能,能够用于实时指示肉品的新鲜度。(4)绿色合成银纳米指示标签的制备及其对鸡脯肉硫化氢的响应特性研究。针对一些硫化氢气敏材料合成过程繁琐以及使用有毒试剂的问题,本研究提出使用生物聚合物绿色合成硫化氢气敏传感器的思路。采用可食性阴离子多糖结冷胶(gellan gum,GG)和硝酸银,一步加热还原法合成了银纳米粒子(Ag nanoparticles,AgNPs)。考察了AgNPs的基本特性和对典型禽肉(鸡脯肉)的硫化氢响应特性。研究结果表明,AgNPs表面呈电负性,在储藏过程、碱性条件和高离子强度下均都具有高稳定性。当AgNPs与硫化氢反应时,表面生成硫化银(Ag2S)层,形成Ag@Ag2S核壳结构纳米粒子,使得AgNPs溶液的颜色由黄色变成无色。AgNPs对硫化氢线性检测范围为5-85μM,检测限为0.81μM。在应用于鸡脯肉的新鲜度监测过程中,AgNPs的琼脂水凝胶能够选择性地与硫化氢反应,呈现出由黄至无色的颜色变化。因此,开发的指示标签具有安全、易制备的优点,能够用于实时指示肉品新鲜度。(5)双发射型硅量子点-银纳米簇(silicon quantum dots-Ag nanoclusters,SiQDs-AgNCs)指示标签的制备及其对牛肉硫化氢和甲硫醇响应特性研究。针对一些硫化物传感器的颜色变化单一(仅颜色强弱变化),不利于肉眼观察的问题,本研究提出了具有双重颜色变化的硫化氢和甲硫醇气敏传感器的思路。利用荧光共振能量转移效应,制备了具有双发射的SiQDs-AgNCs复合物,即SiQDs的发射光作为能量供体用于激发能量受体AgNCs产生发射光。考察了SiQDs-AgNCs的荧光特性和对典型畜肉(牛肉)的硫化氢和甲硫醇的响应特性。研究结果表明,在400 nm的激发光下,SiQDs-AgNCs呈现468 nm和610 nm的双发射峰。当SiQDs-AgNCs与硫化氢和甲硫醇反应时,AgNCs的橙红色荧光被猝灭,导致SiQDs的蓝绿色荧光增强。SiQDs-AgNCs对硫化氢和甲硫醇的线性检测范围分别1.125-17μM和1.125-38.25μM,检测限分别为0.82μM和0.89μM。将SiQDs-AgNCs固定在琼脂凝胶中并涂布在偏聚二氟乙烯膜上制备复合薄膜。在应用于牛肉新鲜度监测过程中,复合薄膜能够选择性地与硫化氢和甲硫醇反应,呈现出由红至蓝的颜色变化。因此,开发的指示标签具有易肉眼识别的双重颜色信号,能够用于实时指示肉品新鲜度。本研究所制备的几种比色型智能指示标签实现了对典型肉品的新鲜度指示,因此能够为后续肉类新鲜度智能标签的制备和应用研究提供借鉴。