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一種指示水產(chǎn)品新鮮度的智能標(biāo)簽及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12033221閱讀:498來(lái)源:國(guó)知局
一種指示水產(chǎn)品新鮮度的智能標(biāo)簽及其制備方法與流程

本發(fā)明涉及一種指示水產(chǎn)品新鮮度的智能標(biāo)簽及其制備方法,特別是涉及一種指示魚(yú)類或蝦類的新鮮度的智能標(biāo)簽,是一種新材料的應(yīng)用及其在食品安全領(lǐng)域中的應(yīng)用。



背景技術(shù):

隨著生活水平的提高,人們對(duì)高蛋白食品的需求日益增加,而水產(chǎn)品是蛋白質(zhì)的良好來(lái)源。其中羅非魚(yú)的肉味鮮美,肉質(zhì)細(xì)嫩,含有多種不飽和脂肪酸和豐富的蛋白質(zhì),在日本,稱這種魚(yú)為“不需要蛋白質(zhì)的蛋白源”。但是,因富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分,肌肉組織中的結(jié)締組織較少,內(nèi)源性蛋白酶活躍,自溶速度快,易在物理、化學(xué)、微生物等方面發(fā)生變化,使得其新鮮度發(fā)生變化。水產(chǎn)品的新鮮度是評(píng)價(jià)其品質(zhì)的重要標(biāo)志之一,鮮度影響著最終產(chǎn)品的品質(zhì)。而揮發(fā)性鹽基氮的含量與水產(chǎn)品腐敗的程度直接相關(guān),揮發(fā)性鹽基氮含量越多,說(shuō)明腐敗越嚴(yán)重。

水產(chǎn)品新鮮度的傳統(tǒng)分析方法,如氣相色譜法、液相色譜法等,雖有檢測(cè)靈敏度高、檢出限低等優(yōu)點(diǎn),但是成本高、耗時(shí)、且操作復(fù)雜。因此,出現(xiàn)了比色傳感器,2000年出現(xiàn)第一個(gè)比色傳感器后,出現(xiàn)了ph傳感器、氣體傳感器等。這些傳感器用于牛肉、飲料、雞肉等新鮮度的檢測(cè)。這些傳感器有不損害樣品、實(shí)時(shí)檢測(cè)樣品等優(yōu)點(diǎn),但是靈敏度不高。因此,需要開(kāi)發(fā)靈敏度更高的,直觀性更好的傳感器。鑒于以上技術(shù)課題,本發(fā)明人首次提出無(wú)需損害樣品,且能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)新鮮度的智能標(biāo)簽。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供一種指示水產(chǎn)品新鮮度的智能標(biāo)簽,其特征在于,使用溴甲酚綠ph敏感染料,以陽(yáng)極氧化鋁膜為染料的吸附載體。

本發(fā)明所述的智能標(biāo)簽,其特征在于,所述陽(yáng)極氧化鋁膜的孔徑小于20~200nm、與表面垂直、且孔密度為109~1010孔/cm2。

本發(fā)明所述的智能標(biāo)簽,其特征在于,所述陽(yáng)極氧化鋁膜的孔徑50nm~200nm。

本發(fā)明述的智能標(biāo)簽,其特征在于,所述溴甲酚綠ph敏感染料的ph在2.80~2.50范圍內(nèi)。

本發(fā)明所述的智能標(biāo)簽,其特征在于,所述溴甲酚綠ph敏感染料的ph在2.65。

本發(fā)明所述的智能標(biāo)簽,其特征在于,所述溴甲酚綠濃度為0.02%~0.1%的范圍內(nèi)。

本發(fā)明的目的在于還一種指示水產(chǎn)品新鮮度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法,采用本發(fā)明的第一方面所述的智能標(biāo)簽。

本發(fā)明所述的水產(chǎn)品新鮮度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法,其特征在于,所述水產(chǎn)品為魚(yú)類或蝦類。

本發(fā)明進(jìn)一步提供一種制備新鮮度智能標(biāo)簽的方法,

包括以下步驟:將多孔陽(yáng)極氧化鋁膜浸泡于ph為2.80~2.50的磷酸–乙醇溶液中,然后取出晾干;浸泡于0.02%~0.1%溴甲酚綠(bcg)溶液中,取出晾干;最后放于已打5mm孔的過(guò)塑膜中過(guò)塑。

根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法,其特征在于,還包括以下步驟:

試樣預(yù)處理步驟、一次陽(yáng)極氧化步驟、化學(xué)腐蝕步驟、二次陽(yáng)極氧化步驟、去鋁步驟、擴(kuò)孔步驟、指示劑加載步驟,其中,所述一次陽(yáng)極氧化步驟和所述二次陽(yáng)極氧化步驟中,均以鉑片為陰極、鋁片為陽(yáng)極,以磷酸溶液為電解液。

根據(jù)本發(fā)明所述的智能標(biāo)簽的制備方法,其特征在于,所述預(yù)處理步驟包括在h3po4:h2so4:hno3的體積比7:2:1中,95~110℃下化學(xué)拋光1~2min的步驟。

根據(jù)本發(fā)明所述的智能標(biāo)簽的制備方法,其特征在于,所述一次陽(yáng)極氧化步驟中,所述電解液采用0.4mol/l的磷酸溶液,氧化電壓為100v,氧化時(shí)間為120min,氧化溫度為0~4℃。

根據(jù)本發(fā)明所述的智能標(biāo)簽的制備方法,其特征在于,所述化學(xué)腐蝕步驟為在6%磷酸和1.8%鉻酸的混合酸溶液中進(jìn)行浸蝕6~10h,溫度控制在50~60℃。

根據(jù)本發(fā)明所述的智能標(biāo)簽的制備方法,其特征在于,所述去鋁步驟中,使用體積比為3:1的飽和硫酸銅水溶液和鹽酸的混合溶液。

本發(fā)明提供的智能標(biāo)簽是一種能夠準(zhǔn)確表征食品新鮮度,并將食品新鮮度信息直觀反饋于消費(fèi)者的一種可視化標(biāo)簽??筛鶕?jù)食品所歷經(jīng)的溫度、時(shí)間等環(huán)境參數(shù)的變化來(lái)直觀表征包裝內(nèi)部食品的質(zhì)量變化。本發(fā)明的智能標(biāo)簽被公認(rèn)為是可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)食品供應(yīng)鏈的精細(xì)化管理,減少易腐食品的損耗,提高食品安全性的有效手段。經(jīng)本發(fā)明的發(fā)明人首次提出,且無(wú)需破壞食品,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)食品的新鮮度,其靈敏度更高,直觀性更好的傳感器。

附圖說(shuō)明

圖1示出制備智能標(biāo)簽的流程圖;

圖2為(a)aao膜表面的掃描電子顯微鏡(sem)圖;(b)含bcg指示劑的aao膜表面的sem圖;(c)aao膜橫截面的sem圖;(d)含bcg指示劑的aao膜橫截面sem圖;

圖3示出aao、bcg、aao-bcg的紅外吸收光譜;

圖4(a)分光測(cè)色儀測(cè)智能標(biāo)簽所得的a值;(b)分光測(cè)色儀測(cè)智能標(biāo)簽所得的b值;

圖5示出羅非魚(yú)的tvbn值隨時(shí)間的變化;

圖6示出羅非魚(yú)的微生物數(shù)量(tvc和pseudomonasspp.)隨時(shí)間的變化;

圖7示出ph分別為2.80、2.65、2.50,0.02%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化;

圖8示出ph分別為2.80、2.65、2.50,0.04%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化;

圖9示出ph分別為2.80、2.65、2.50,0.06%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化;

圖10示出ph分別為2.80、2.65、2.50,0.08%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化;

圖11示出ph分別為2.80,2.65,2.50,0.1%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化。

具體實(shí)施方式

下面,將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說(shuō)明的是,在本文中,術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。

本發(fā)明的目的在于提供一種新鮮度智能標(biāo)簽,使用溴甲酚綠ph敏感染料,以陽(yáng)極氧化鋁膜為染料的吸附載體。所述陽(yáng)極氧化鋁膜的孔徑為20~200nm、與表面垂直、且孔密度為109~1010孔/cm2。所述孔徑優(yōu)選是50~200nm。

在本發(fā)明中,所述溴甲酚綠ph敏感染料的ph在2.80~2.50范圍內(nèi)。所述溴甲酚綠ph敏感染料的ph優(yōu)選為2.65。

在本發(fā)明中,所述溴甲酚綠濃度為0.02%~0.1%的范圍內(nèi)。

在本發(fā)明中,所述的新鮮度智能標(biāo)簽的方法,包括以下步驟:

將陽(yáng)極氧化鋁膜浸泡于ph為2.80~2.50的磷酸–乙醇溶液中,然后取出晾干;浸泡于0.02%~0.1%溴甲酚綠(bcg)溶液中,取出晾干;最后放于已打5mm孔的過(guò)塑膜中過(guò)塑。

本發(fā)明所述的智能標(biāo)簽的制備方法,所述預(yù)處理步驟包括在h3po4:h2so4:hno3的體積比7:2:1中,95~110℃下化學(xué)拋光1~2min的步驟。

本發(fā)明所述的智能標(biāo)簽的制備方法,所述一次陽(yáng)極氧化步驟中,所述電解液采用0.4mol/l的磷酸溶液,氧化電壓為100v,氧化時(shí)間為120min,氧化溫度為0~4℃。

本發(fā)明所述的智能標(biāo)簽的制備方法,其特征在于,所述化學(xué)腐蝕步驟為在6%磷酸和1.8%鉻酸的混合酸溶液中進(jìn)行浸蝕6~10h,溫度控制在50~60℃。

本發(fā)明所述的智能標(biāo)簽的制備方法,所述去鋁步驟中,使用體積比為3:1的飽和硫酸銅水溶液和鹽酸的混合溶液。

本發(fā)明提供的智能標(biāo)簽是一種能夠準(zhǔn)確表征食品新鮮度,并將食品新鮮度信息直觀反饋于消費(fèi)者的一種可視化標(biāo)簽??筛鶕?jù)食品所歷經(jīng)的溫度、時(shí)間等環(huán)境參數(shù)的變化來(lái)直觀表征包裝內(nèi)部食品的質(zhì)量變化。所以,智能標(biāo)簽被公認(rèn)為是可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)食品供應(yīng)鏈的精細(xì)化管理,減少易腐食品的損耗,提高食品安全性的有效手段。

在本發(fā)明中,圖1示出制備智能標(biāo)簽的流程圖;圖2為(a)aao膜表面的掃描電子顯微鏡(sem)圖;(b)含bcg指示劑的aao膜表面的sem圖;(c)aao膜橫截面的sem圖;(d)含bcg指示劑的aao膜橫截面sem圖;圖3示出aao、bcg、aao-bcg的紅外吸收光譜;圖4(a)分光測(cè)色儀測(cè)智能標(biāo)簽所得的a值;(b)分光測(cè)色儀測(cè)智能標(biāo)簽所得的b值;圖5示出羅非魚(yú)的tvbn值隨時(shí)間的變化;圖6示出羅非魚(yú)的微生物數(shù)量(tvc和pseudomonasspp.)隨時(shí)間的變化;圖7示出ph分別為2.80、2.65、2.50,0.02%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化;圖8示出ph分別為2.80、2.65、2.50,0.04%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化;圖9ph分別為2.80、2.65、2.50,0.06%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化;圖10示出ph分別為2.80、2.65、2.50,0.08%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化;圖11示出ph分別為2.80、2.65、2.50,0.1%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化。

根據(jù)本發(fā)明的制備方法制備得到的氧化鋁膜是一種多孔材料,具有規(guī)則性和多孔性。因此,不僅能夠很好的吸附指示劑,使得指示劑均勻的分布于氧化鋁膜內(nèi);而且因其多孔性,指示劑和被檢測(cè)氣體揮發(fā)性鹽基氮吸附量大,變色更加明顯,靈敏度高。

本發(fā)明根據(jù)羅非魚(yú)腐敗變質(zhì)釋放出的總揮發(fā)性鹽基氮(tvbn)為堿性物質(zhì),使用溴甲酚綠(bcg)ph敏感染料,以陽(yáng)極氧化鋁(aao)膜為吸附染料的載體,構(gòu)建了用于指示羅非魚(yú)新鮮度的智能標(biāo)簽。本發(fā)明不限于羅非魚(yú)的新鮮度監(jiān)測(cè),只要是釋放出的總揮發(fā)性物為堿性物質(zhì)的情況,例如各種魚(yú)類、蝦類的表征中均可以使用,并不限于此。

本發(fā)明中,bcg/aao膜在ph低于3.8時(shí)顯示黃色,ph高于5.4時(shí)顯藍(lán)色。當(dāng)羅非魚(yú)釋放出tvbn氣體時(shí),該標(biāo)簽會(huì)呈現(xiàn)黃色變?yōu)樗{(lán)色的顏色變化,根據(jù)顏色變化可判定羅非魚(yú)的新鮮度。

此外,本發(fā)明中,為了更加有效地還進(jìn)行了微生物分析,tvbn分析,色差分析等,結(jié)果顯示,這些指標(biāo)與標(biāo)簽顏色變化的有直接的相關(guān)性。因此,構(gòu)建的新鮮度智能標(biāo)簽具有操作簡(jiǎn)單、快速、直觀、實(shí)時(shí)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn),彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的樣品處理繁瑣、對(duì)產(chǎn)品有破壞性,儀器價(jià)格昂貴等不足,適用于實(shí)時(shí)指示羅非魚(yú)的新鮮度。

在本發(fā)明中,以磷酸作為電解質(zhì),采用二次陽(yáng)極氧化法制備陽(yáng)極氧化鋁膜。然后將陽(yáng)極氧化鋁膜浸泡于溴甲酚綠溶液中,通過(guò)吸附方法將溴甲酚綠固定于陽(yáng)極氧化鋁膜中,形成溴甲酚綠/陽(yáng)極氧化鋁膜,構(gòu)建了指示羅非魚(yú)新鮮度的智能標(biāo)簽。構(gòu)建的智能標(biāo)簽應(yīng)用于羅非魚(yú)新鮮度的監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明,隨著時(shí)間的增長(zhǎng),羅非魚(yú)釋放的揮發(fā)性鹽基氮含量不斷增加,標(biāo)簽的顏色會(huì)從黃色變成藍(lán)色,該顏色變化肉眼可以很清楚的辨別。由此可知,該智能標(biāo)簽具有操作簡(jiǎn)單、快速、直觀、實(shí)時(shí)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn),可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)羅非魚(yú)的新鮮度,為羅非魚(yú)新鮮度的監(jiān)測(cè)提供了一種具有前景的方法。

實(shí)施例1:陽(yáng)極氧化鋁膜(aao)的制備

(1)試樣預(yù)處理

將鋁片裁剪成直徑為25mm的小圓,先在丙酮中浸泡30min,以除去油污。在室溫下,在0.1mol/lnaoh溶液中浸泡和超聲5min,除去表面的自然氧化物薄膜,再用去離子水清洗干凈。最后在混酸(h3po4,h2so4,hno3,體積比7:2:1)中,95~110℃下化學(xué)拋光1~2min。

(2)一次陽(yáng)極氧化

將預(yù)處理過(guò)的鋁片夾在兩個(gè)薄板之間,放于氧化槽中進(jìn)行鋁陽(yáng)極氧化,電解液采用0.4mol/l的磷酸溶液,氧化電壓為100v,氧化時(shí)間為120min,氧化溫度為0~4℃。以鉑片為陰極,鋁片為陽(yáng)極,試樣采cp8-600v型弧氧化電源進(jìn)行。

(3)化學(xué)腐蝕

鋁片經(jīng)一次陽(yáng)極氧化后,將其放在6%磷酸和1.8%鉻酸的混合酸溶液中進(jìn)行浸蝕6~10h,溫度控制在50~60℃。除去第一次陽(yáng)極氧化形成的氧化鋁層,同時(shí)能夠在鋁基片表面上保留有序的周期性凹形結(jié)構(gòu)。

(4)二次陽(yáng)極氧化

采用和一次陽(yáng)極氧化同樣的條件,進(jìn)行二次陽(yáng)極氧化。二次氧化完之后,用蒸餾水洗凈,在鋁孔中加蒸餾水浸泡5min,然后拆開(kāi)鋁板。

(5)去鋁

將氧化后的鋁片放于體積比為3:1的飽和硫酸銅水溶液和鹽酸的混合溶液中,去掉剩余的鋁。

(6)擴(kuò)孔

將經(jīng)(5)處理好的鋁片,放到40℃的磷酸溶液中40min,進(jìn)行擴(kuò)孔,水泡過(guò)夜,再用無(wú)水乙醇清洗、晾干。

首先,將通過(guò)實(shí)施例制備的直徑為13mm氧化鋁膜浸泡于ph2.65的磷酸–乙醇溶液中10min,然后取出晾干,再浸泡于0.1%溴甲酚綠(bcg)溶液中10min,取出晾干,最后放于已打5mm孔的過(guò)塑膜中過(guò)塑,獲得bcg/aao新鮮度智能標(biāo)簽。

進(jìn)而,實(shí)施魚(yú)樣品試驗(yàn),稱取50g新鮮羅非魚(yú)樣品,放于密封袋中,在距離樣品約1cm處,放置制備好的智能標(biāo)簽,密封好,在25℃存放24h。觀察標(biāo)簽的顏色變化,標(biāo)簽從黃色變成藍(lán)色。

試驗(yàn)例1揮發(fā)性鹽基氮的檢測(cè)

按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)sc/t3032-2007,采用微量測(cè)定法測(cè)定揮發(fā)性鹽基氮,溫度保持在25℃,每?jī)尚r(shí)進(jìn)行一次測(cè)定。

試驗(yàn)例2微生物分析

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb4789.2-2010的方法進(jìn)行細(xì)菌總數(shù)測(cè)定,溫度保持在25℃。采用的培養(yǎng)基為cm107,每?jī)尚r(shí)進(jìn)行一次測(cè)定。

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)iso13720的方法進(jìn)行假單胞菌測(cè)定,溫度保持在25℃。采用的培養(yǎng)基為hb8484-2,每?jī)尚r(shí)進(jìn)行一次測(cè)定。

試驗(yàn)例3色差分析

稱取50g新鮮羅非魚(yú)樣品,放于密封袋中,在距離樣品約1cm處,放置新鮮度智能標(biāo)簽,密封好,在25℃存放24h。每?jī)尚r(shí),用3nh分光測(cè)色儀進(jìn)行檢測(cè)。

如圖2所示,圖2(a)aao膜表面的掃描電子顯微鏡(sem)圖;(b)含bcg指示劑的aao膜表面的sem圖;(c)aao膜橫截面的sem圖;(d)含bcg指示劑的aao膜橫截面sem圖,aao膜結(jié)構(gòu)的快速有效表征是研究其性質(zhì)與應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)。圖2(a)是以磷酸為電解質(zhì)制備的aao膜表面的sem圖,從圖中可以看出納米孔的尺寸約為200nm,孔密度較高,孔洞之間無(wú)連孔現(xiàn)象,且與表面垂直。通過(guò)計(jì)算可知,孔密度可達(dá)到109~1010孔/cm2。圖2(b)是固定了bcg指示劑的aao膜表面的sem圖,可以看出aao膜表面固定了指示劑,指示劑均勻分布在aao膜表面,有利于本實(shí)驗(yàn)更好的觀察顏色的變化。圖2(c)為制得的aao膜橫截面的sem圖片,孔內(nèi)壁光滑,孔通道的單向性、均一性都非常好,孔通道之間無(wú)交叉現(xiàn)象且與表面垂直。圖2(d)是固定了bcg指示劑的aao膜橫截面的sem圖,由圖可見(jiàn),指示劑均勻的分布在aao膜的內(nèi)壁。因此,通過(guò)本發(fā)明制得的aao膜適合作為吸附載體。

如圖3所示,圖3為aao、bcg、aao-bcg的紅外吸收光譜,據(jù)紅外光譜吸收峰的頻率與對(duì)應(yīng)的分子基團(tuán)振動(dòng)類型關(guān)系可知,aao膜中具有紅外吸收特性的主要原因是膜中具有紅外吸收物質(zhì)所含有的化學(xué)鍵,即o-h鍵、al-o鍵和p-o鍵。其中3680~2700cm-1波段的吸收帶為o-h鍵伸縮振動(dòng),說(shuō)明鋁多孔氧化膜中存在有oh-基團(tuán)的結(jié)構(gòu)或吸附了h2o;1700~1600cm-1吸收帶是h2o中o-h鍵的面內(nèi)振動(dòng);1335~1087cm-1吸收帶對(duì)應(yīng)磷酸根中p-o鍵伸縮振動(dòng),它是陽(yáng)極氧化過(guò)程中由電解液擴(kuò)散吸附到氧化膜中的磷酸根離子引起的;950~700cm-1波段的吸收帶是由al-o鍵伸縮振動(dòng)的結(jié)果,鋁多孔氧化膜的主要成分導(dǎo)致了此波段的吸收。bcg具有紅外吸收特性的主要原因是具有紅外吸收物質(zhì)所含有的化學(xué)鍵,即o-h鍵、c-br鍵等。其中3680~2700cm-1波段的吸收帶為o-h鍵伸縮振動(dòng),說(shuō)明bcg中存在有oh-基團(tuán)的結(jié)構(gòu)或吸附了h2o;1700~1600cm-1吸收帶是h2o中o-h鍵的面內(nèi)振動(dòng);650-510cm-1波段的吸收帶為bcg中c-br鍵的伸縮振動(dòng)。

綜上,如果bcg已固定與aao中,則aao-bcg在650-510cm-1有吸收峰。由圖3可知,bcg-aao在650-510cm-1有吸收峰,但峰位置有所偏移且峰寬變大,可見(jiàn)bcg已固定于aao中。

如圖4所示,圖4(a)分光測(cè)色儀測(cè)智能標(biāo)簽所得的a值;(b)分光測(cè)色儀測(cè)智能標(biāo)簽所得的b值。在溫度為25℃下,利用3nh分光測(cè)色儀檢測(cè)智能標(biāo)簽的顏色變化。其中a值代表樣品顏色變化為紅到綠,當(dāng)a為正值時(shí),則樣品顏色為紅色,當(dāng)a為負(fù)值時(shí),則樣品顏色為綠色。b值代表樣品顏色變化從黃到藍(lán),當(dāng)b為正值時(shí),則樣品顏色為黃色,當(dāng)b為負(fù)值時(shí),則樣品顏色為藍(lán)色。圖4(a)為分光測(cè)色儀測(cè)得的a值,從圖可以看出,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),a值一直為負(fù)值且a值呈下降的趨勢(shì),因此樣品顏色為隨著時(shí)間的延長(zhǎng),綠色越來(lái)越深,肉眼更加容易觀察。圖4(b)為分光測(cè)色儀測(cè)得的b值,從圖可以看出,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),b值呈下降的趨勢(shì),由正數(shù)下降到負(fù)數(shù),最后幾乎趨于平穩(wěn),即標(biāo)簽的顏色為藍(lán)色。由此可知,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),羅非魚(yú)慢慢腐敗,釋放了揮發(fā)性鹽基氮?dú)怏w,該氣體接觸了智能標(biāo)簽,導(dǎo)致顏色從黃色變成了藍(lán)色,此顏色的變化肉眼很容易看到。

如圖5所示,羅非魚(yú)的tvbn值隨時(shí)間的變化。揮發(fā)性鹽基氮(tvbn)是通常用來(lái)衡量動(dòng)物性食品品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。揮發(fā)性鹽基氮指食品中的蛋白質(zhì)在內(nèi)源酶或細(xì)菌的作用下分解成氨類等堿性含氮揮發(fā)性物質(zhì)。根據(jù)gb5009.228-2016的規(guī)定,采用微量擴(kuò)散法檢測(cè)羅非魚(yú)中揮發(fā)性鹽基氮的量隨時(shí)間的變化,結(jié)果如圖4所示。由圖5可知,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),揮發(fā)性鹽基氮的量增加。根據(jù)gb2733-2015的規(guī)定,可知,tvbn≤20mg/100g可以食用,tvbn>20mg/100g,食品已經(jīng)腐敗且不可食用。從圖5可知,當(dāng)時(shí)間為6h時(shí),tvbn已經(jīng)超過(guò)20mg/100g,由此可知,在本實(shí)驗(yàn)條件下,羅非魚(yú)死后6h,tvbn已經(jīng)超過(guò)國(guó)家限量。

如圖6所示,羅非魚(yú)的微生物數(shù)量(tvc和pseudomonasspp.)隨時(shí)間的變化。大多數(shù)水產(chǎn)品腐敗主要是由微生物的作用引起的,活菌數(shù)的增加和水產(chǎn)品新鮮程度有著密切的關(guān)系。新鮮水產(chǎn)品的細(xì)菌總數(shù)(tvc)為102~104cfu/g,初期腐敗tvc為106cfu/g左右,當(dāng)增加到107~108cfu/g時(shí),便會(huì)感到強(qiáng)烈的腐敗臭味。由圖6可知,羅非魚(yú)中的菌落總數(shù)(tvc)和假單胞菌(pseudomonasspp.)的數(shù)量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。貯藏6h時(shí),tvc在106cfu/g左右,9h左右,tvc增加到107cfu/g左右。而假單胞菌從開(kāi)始的1.0×102cfu/g,持續(xù)增長(zhǎng),18h時(shí)為1.2×107cfu/g,與tvc越來(lái)越接近。通過(guò)與tvbn和色差分析結(jié)果比較,可知該結(jié)果與智能標(biāo)簽顏色變化有直接相關(guān)性。

圖7ph分別為2.80、2.65、2.50,0.02%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化;圖8ph分別為2.80、2.65、2.50,0.04%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化;圖9ph分別為2.80、2.65、2.50,0.06%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化;圖10ph分別為2.80、2.65、2.50,0.08%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化;圖11ph分別為2.80、2.65、2.50,0.1%bcg的智能標(biāo)簽隨時(shí)間延長(zhǎng)的顏色變化。

將ph分別為2.80、2.65、2.50,bcg濃度分別為0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%的智能標(biāo)簽分別放置于距離羅非魚(yú)約1cm處的密封袋中,觀察24h內(nèi)智能標(biāo)簽的顏色變化。從圖6-11可知,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),標(biāo)簽的顏色有黃色變?yōu)榫G色最后為藍(lán)色。與tvbn值對(duì)比,可知,ph2.80的智能標(biāo)簽變色太快,而ph2.50的智能標(biāo)簽變色太慢,ph2.65的則在兩者之前,卻隨著時(shí)間的延長(zhǎng),變化明顯。因而在后續(xù)反應(yīng)中選擇的ph為2.65。此外,從圖6-10可知,bcg濃度為0.02%-0.08%雖有顏色變化,但是并不明顯;而從圖11可知,bcg濃度為0.1%時(shí),顏色不僅變化明顯,而且與tvbn值有較為明顯的相關(guān)性。因此在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中選擇0.1%bcg。因此,雖然其他的ph和0.02%-0.08%的bcg均能檢測(cè)樣品,但是選擇0.1%bcg和ph2.65的磷酸-乙醇溶液做后續(xù)實(shí)驗(yàn)更好。

本發(fā)明通過(guò)采用二次陽(yáng)極氧化法,以磷酸為電解質(zhì),制備陽(yáng)極氧化鋁膜(aao)。然后將陽(yáng)極氧化鋁膜先浸泡于ph為2.65的磷酸-乙醇溶液,再浸泡于0.1%bcg溶液中,利用氧化鋁膜的多孔性及規(guī)則性將溴甲酚綠固定于氧化鋁膜中,形成bcg/aao傳感器,構(gòu)建了指示羅非魚(yú)新鮮度的智能標(biāo)簽。在25℃下,不同貯藏時(shí)間,對(duì)揮發(fā)性鹽基氮,微生物數(shù)量以及智能標(biāo)簽顏色的變化等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)本發(fā)明制備的智能標(biāo)簽顏色變化與tvbn和微生物數(shù)量直接相關(guān)。隨著時(shí)間的增加,tvbn值增大,微生物數(shù)量增加,智能標(biāo)簽的顏色從黃色變成藍(lán)色。通過(guò)與tvbn對(duì)比,可知該智能標(biāo)簽?zāi)茉跇悠芳磳⒏瘮∏澳鼙粰z測(cè),并且顏色較為明顯。此外,分別對(duì)aao、aao-bcg、bcg進(jìn)行紅外檢測(cè),結(jié)果顯示,bcg能固定于aao中。

本發(fā)明的新鮮度智能標(biāo)簽具有操作簡(jiǎn)單、快速、直觀、實(shí)時(shí)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn),不僅可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)羅非魚(yú)的新鮮度,為羅非魚(yú)新鮮度的監(jiān)測(cè)提供了一種具有前景的方法,提高了食品的安全性,滿足人們對(duì)食品安全性的需求。而且為清晰了解水產(chǎn)品包裝食品質(zhì)量指標(biāo)提供了一個(gè)具有潛力的傳感器。

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