食品新鲜度指示标签的研究现状及进展

引言

智能包装是一种可以感应或测量环境和包装产品质量变化并将信息传递给消费者或管理者的包装新技术。近年为了保证食品在运输和贮藏过程中的安全性以及随着时代的发展和科学技术的高速变革，食品智能包装应运而生。本文旨在从智能包装的现状及发展，分析其在食品保鲜方面的应用。

1 食品新鲜度指示智能包装的现状

智能包装就是为了完成既可以记录又可以提供食品任何信息的任务产生的，譬如对所包装产品进行检测、感知和记录食物的变质情况，提高食物质量，警示消费者维护产品与消费者的有机动态平衡关系。随着生活水平的不断提高，人们对产品包装的要求也相应地变得更加严格，尤其是在产品的品质和卫生问题上，也因此食品包装部分会更加受到消费者的关注。食品包装中最重要的几点要素是产品的卫生安全、保存时间以及使用的便捷性。因此，在包装设计上的创新，设计让用户使用方便的产品结构，产品没有任何其他附件显得尤为重要。

以上两个例子都是对参加高考的考生的鼓励，并不是心灵鸡汤式的励志豪言，仅仅通过“确认过眼神X”构式来表达，这样的表达似乎更加贴心，由此可见该构式的语用价值。

智能包装技术设计为了延长产品的货架寿命采取了一些行动（如释放或吸收物质），它的设计主要是为了监控和判别包装食品内部或外部条件和环境的变化，越来越多需要监控性能的包装应用也促进了智能包装的发展。

将智能包装与传统食品包装有机结合，改善传统食品包装在运输、贮藏中难以满足民众日益增长的需求和流通环境中出现的种种问题。在科研工作者的重重努力下通过对包装技术的革新使包装既具有传统包装一般展示的商品名称、型号、规格、出厂日期等常规信息，又具有一些特殊的先进性能。比如食品包装中，许多智能标签会进行触发式响应，如灌装容器释放压力或者是气体，或者暴露在紫外线下。虽然此类包装现在还未完全普及，但是由于其灵敏性和特殊性势必会在将来的食品包装市场占较大的比重。

2 食品新鲜度指示智能包装的原理

植物型食品（如果蔬）采摘后，由于不能继续从原来的植株上吸收水分和其他营养物质，同时光合作用也停止了，此时果蔬类物质就由原来的有氧呼吸转变为后来的无氧呼吸，这是一个由氧和酶组合作用的缓慢氧化过程。由于此过程造成果蔬体内营养元素的消耗，果蔬的形状、质量、颜色和味道经历了不断从衰老到衰变的质的变化，最后枯萎，腐烂直至失去食物所有的价值。此外，水果和蔬菜会在呼吸作用的影响下产生热量并一直积累，如果不及时分散，往往会加速水果和蔬菜的恶化速度。同时，呼吸也可能分解并产生水分，这不仅能使有害微生物生长繁殖，而且能加速水果和蔬菜的霉变。因此，果蔬的保鲜，一方面要在保证其最基本呼吸强度的基础上要防制外界微生物的侵蚀，另一方面就是注意储运环境等外界因素的影响。

综上可见食品新鲜度指示型智能包装的工作原理即是应用食品在贮藏过程中产生的特定气体与特定指示剂发生特征颜色反应或者酶作用等引起指示标签变化，从而对食品新鲜度做出判断。

以单相为例，将变压器的一次侧电流即系统电流和变压器二次侧电流即由逆变器产生的跟踪电流进行采样取值，经过处理变为SVPWM的信号指令，产生的PWM脉冲控制逆变器工作。

早在20世纪40年代，Clark便申请了名为“一种细菌明显增殖的不可逆表观变化指示剂”,这个项目的设计思路是如果微生物能在指示剂中生长或者在生长过程中能导致pH值的变化，可以利用变色反应来反映食品的变质程度，将其应用到食品新鲜度指示应用中是一个较好的方法。1996年，美国劳伦斯伯克莱国家实验室发表了题为《瞬时检测大肠杆菌的新型传感器》的文章，报道了他们利用 DNA 聚合酶反应原理检测大肠杆菌的做法。当大肠杆菌存在时，敏感件会由蓝色变为红色，但当时这项研究并未应用到包装领域。但随着科学技术的不断发展，利用这一思路可以检测一些微生物导致食品变质的案例，譬如现在有些做法是将大肠杆菌、培养液和染色液混合包装，利用大肠杆菌在生长过程中代谢产生还原物质，还原物质可以使氧化型指示标签褪色来指示食品新鲜度的变化。

动物性食品如新鲜肉类，其上的动物血液和肌肉通常是无菌的，肉类的腐败一般说来主要是由于在屠宰、加工和流通的过程中受外界微生物的污染以及酶的作用所导致，在这些因素的作用下，不仅使肉类的外表、气味、纹理和质感等发生大的改变，而且使其营养成分遭到破坏，同时由于微生物的新陈代谢等生命活动导致了肉质产品的腐败。总结而来主要是两大因素：（1）微生物引起的腐败，即外界环境中的微生物侵入到肉类表面又沿着结蹄组织向深层扩散，并且还有一些其他复杂的化学反应产生了难闻气体。（2）酶引起的蛋白质降解和脂肪氧化，其中蛋白质降解产生无机物质氨类，有机酸类和一些其他有机分解产物。

由大肠杆菌一例可窥见变色反应不仅应用于食品中微生物的检测，还能对于食品在变质腐败过程中产生的一些含硫化合物，挥发性含氮化合物，乙醇等等之类的检测。这些对于食品新鲜度的检测等都是重大的飞跃。以含硫化合物举例，一些食品尤其是肉品在储藏过程中会产生大量硫化氢，可以用硫化氢的量来指示食品的新鲜度。一些研究者利用此原理，找到能与硫化氢发生不可逆变化的染色液，设计开发对硫化氢敏感型指示卡。Ahvenainen和Smolander等人利用血红蛋白开发了一种对硫化氢敏感型的新鲜度指示卡，其设计思路是，利用肉品在储藏过程中产生的硫化氢会与血红蛋白发生不可逆的颜色变化，将血红蛋白溶解于琼脂糖块上的磷酸钠缓冲液中，即可制成这种指示卡。试验表明，这种血红蛋白指示卡的颜色变化与产品品质下降是一致的，可以用来指示肉品的新鲜度。

3 食品新鲜度指示型智能包装的研究现状

食品是营养物质的综合载体，当其暴露于自然环境中时，就会成为各类微生物的营养来源，并且会使食品发生水解和氧化反应，进而导致食品腐败。因此，针对特定微生物的检测，可以及时反应各类食品遭受微生物侵害的情况，进而指示食品的新鲜程度。这里以检测大肠杆菌为例，大肠杆菌可通过牛肉及其制品，牛奶及其制品，鸡肉、蔬菜、水果、饮料、水等传播。检测食物内的大肠杆菌含量对于解决食品安全和人类健康问题十分重要。

在针对猝死病人进行抢救的过程中，心肺复苏是最有效的手段也是唯一的途径，在临床实践中，开展心肺复苏并在心肺复苏过程中加强治疗，能够改善患者的身体状态，为后续治疗做好准备工作。因此新时期十分有必要对心肺复苏中西医结合治疗热点进行分析，为进一步提高心肺复苏综合水平提供相应的支持。

教学课堂效率的高低对于学生的学习质量有着很大的影响，要提高教学质量，可以从课堂学习效率着手，教师和学生必须要重视课堂教学这一环节，为提高课堂教学效率，一是教师要提高自身的职业素养，加强自身对于数学知识的提高和职业道德的培养，以德育人，以德服人，以知识去改变人；其次，教师要帮助学生养成课前预习的习惯，让学生培养自主学习的能力，并且让他们带着目的去学习，去努力；再者，教师要和学生共同努力，去创造一个良好的数学教学氛围，让学生在轻松愉快的学习氛围中，去不断地突破自我，开发出他们对于数学学习的最大限度.

检测肉类变质的方法如今被广泛应用的是生物或化学传感器的方法。其原理是传感器采用一种可改变化学性质的碳纳米管，当肉类变质发出某种气体时，其携带的电流会被阻断并发出提醒，从而起到向厂商或消费者传达肉类产品的新鲜度等信息。

在研究中我们发现，因为CO2是大多数微生物生长过程中的主要代谢产物，例如乳酸菌在奶制品及发酵类产品中，出现二氧化碳就意味着食品品质的下降，所以理论上对二氧化碳浓度的检测可有效指示食品的新鲜程度。二氧化碳作为一种酸性气体，对其检测一般可以根据pH值的变化来判断。当食品腐败过程释放出二氧化碳时，包装空间内的pH值会迅速降低,因此pH指示剂随之发生明显的颜色变化。根据不同食品释放二氧化碳的规律不同，可采用多种pH指示剂，如甲基红、二甲酚蓝、溴百里酚蓝、溴甲酚紫等，并采用了更加灵敏、快捷的共混挤出浸渍法、涂抹法、吹塑成型法等制备方法。早在1962年的时候，Ray F. Lawdermilt已经提出了一种标签的新鲜度指示的制备方法，而这种用途就是用来表现奶制品新鲜度的。具体做法是在标签上涂布可以吸收CO2气体的碱性液体氢氧化钾溶液，然后再混合碱性品红溶液，最后将保护性膜覆盖于标签外部，这层保护性膜有两个作用，一是防止标签上的碱性溶液和碱性pH指示剂进入包装内，二是同时保护标签不让包装内有可能由微生物作用产生的水蒸气进入标签影响判定结果，核心关键就是确保只有CO2通过。由于CO2是酸性气体，当它被标签吸收后便可引起指示标签的变色，从而成功的达到指示奶制品新鲜度的目的。在此之后，越来越多的人将可以使物品酸碱度改变引起的颜色变化的指示剂应用在食品腐败的实例中。

4 食品新鲜度指示型智能包装的未来展望

新鲜度指示型智能包装的研究与应用为消费者提供了很大的便利去了解产品，既能满足现代包装物流运输的要求和改善食品安全问题，又能增强产品与企业的竞争力。通过以上综述可以看出新鲜度指示型包装主要通过pH显色材料的变色反应来反映其新鲜程度，pH显色反应材料具有变色范围广、变色明显等优点，但是，也容易受到环境湿度以及其它酸碱性气体的影响。因此，选择更多可以特异性识别特定腐败化合物的指示剂将是以后研究的重点。

智能包装技术不仅可以赋予消费者选择更加健康安全食品的权利，而且对于食品的运输和存放有着更加良好的指导意义，将消费者和产品的关系变得更加有机亲切，同时也能很好的满足现代物流运输系统的要求。智能包装技术的发展，改变了以往一味单调的包装技术，使得包装行业迅猛崛起，增强了企业的竞争力，更好的传递出产品的综合信息，使其变得更加智能化、人性化，这也令智能包装成为当下最具潜力和前景的包装新技术。

5 小结

虽然智能包装已在全球范围的包装行业掀起热潮，但由于其研发技术的昂贵以及研发周期较长，还不能大面积投入使用。而且从全世界的智能包装技术来看，中国的研发还有待提高，与其他发达国家的包装技术相比，不够先进，还有很大的发展空间。这需要一代又一代的包装人为此努力，不仅仅将其应用在食品保鲜度方面，还要推广应用到包装领域的方方面面，使智能包装技术日渐进入包装的主流。

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