[發明專利]一種食品包裝用二氧化碳指示標簽材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710960504.1
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN109666094B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 郭生偉;趙越
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/44;C08F220/34;C08F265/04;C08F220/54;C08L33/26
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

本發明提供了一種用于食品包裝的二氧化碳指示標簽材料的制備方法，該方法通過UCST或LCST聚合物單體、二氧化碳響應性單體和任選加入的引發劑進行RAFT(可逆加成?斷裂鏈轉移)、ATRP或NMRP等活性聚合方法一步制備兼具二氧化碳響應性的UCST或LCST聚合物。所述方法制備的二氧化碳指示標簽材料對食品中因腐敗產生的二氧化碳具有高度敏感性，可對0?3.0mmol/L濃度的二氧化碳作出響應，標簽材料的透明度隨著二氧化碳的排放量發生變化，可實現通過人眼識別食品的新鮮度，簡單、便捷。

技術領域

本發明涉及食品包裝領域，具體涉及一種食品包裝用二氧化碳指示標簽材料的制備方法，以及這種標簽材料用于食品包裝和監測食品質量的用途。

背景技術

食品的新鮮度是影響食品品質、安全、價格等最重要的因素之一，它決定著食品的食用安全系數、消費者的購買意愿、生產商以及銷售商的利潤。近年來，隨著消費者對食品質量與新鮮度信息需求的增強，也促使著食品質量安全監測技術的快速發展，特別是如何快速識別食品的新鮮度已逐漸成為食品領域中的研究熱點。

傳統的食品品質測定方法，主要通過物化分析法，例如濕化消化法、干灰化法、氣相色譜法、液相色譜法、氣相-液相聯合色譜法等，但其檢測工序相對繁瑣，耗時較長，樣本量少，且測定時需破壞相應樣品的外觀及結構。近年來逐漸興起的氣體檢測技術、計算機視覺技術、近紅外光譜技術、核磁共振檢測技術、生物傳感技術等，均屬于無損檢測法，可依據食品的力學、光學、電學、生物特性等，在不破壞食品本身結構的前提下檢測該食品的品質。雖然上述食品品質檢測技術能快速檢測出食品理化指標等新鮮度表征數據，但此類數據信息并不能跟隨食品質量的變化，實時呈現食品新鮮度現狀。2005年，Joseph等(Journal ofFood Science，2005，70(1):1-10)首次提出了智能化標簽的定義及其相關概念，通過食品包裝中指示標簽顏色隨所經歷環境的變化，達到食品品質與新鮮度可視化的監控，并為管理人員提供科學化的管理手段。近年來，國內外許多公司與研究團隊一直致力于此項工作，食品智能標簽已在部分產品中得到商業化應用。智能標簽是一種能夠準確表征食品新鮮度，并將食品新鮮度信息直觀反饋于消費者的一種可視化材料，其可根據食品所經歷的溫度、時間等環境參數的變化來直觀表征包裝內部食品的質量變化，被公認為是可進一步實現食品供應鏈精細化管理，減少易腐食品的損耗，提高食品安全性的有效手段。

氣體指示智能標簽是通過直接采集食品因致腐微生物代謝所產生的特殊性氣體來監測食品的新鮮度。食物的呼吸作用會不斷改變包裝內的氣體組分，而這些氣體成分變化往往用作包裝內部食品質量變化的表征參數。按照檢測特征氣體的不同，分為二氧化碳、氧氣、揮發性含硫化合物、揮發性含氮化合物以及乙烯綜合型氣體等五類氣體敏感型智能標簽。在乳制品及發酵類產品中，二氧化碳是微生物生長過程中的主要代謝產物，因此，二氧化碳含量的上升標志著食品新鮮度的下降。Jung等(LWT-Food Science andTechnology，2013，54(1):101-106)在泡菜發酵過程中，證明了乳酸菌生長代謝產生的二氧化碳與pH值變化具有強相關性，隨著包裝內的二氧化碳含量不斷增高，包裝的pH值迅速降低。基于此原理，可利用二氧化碳在殼聚糖溶解速率不同所產生的色差變化制成用來表征泡菜新鮮度的指示材料。

UCST(最高臨界共溶溫度)和LCST(最低臨界共溶溫度)聚合物是指聚合物在溫度降低(升高)至某一特定溫度時，會由原來的溶脹(溶解)狀態變為收縮(不溶)的這一溫度。而在UCST或LCST聚合物中引入二氧化碳敏感單元，可以通過參與反應的二氧化碳量的多少相應改變聚合物的UCST或LCST，直觀上可通過人眼觀察到材料由透明變為不透明或相反，因而將此類材料應用于食品包裝，可有效實時監測乳制品及發酵類產品等的質量狀況。而迄今為止，尚沒有利用此類材料用于食品包裝的報道。智能標簽作為一種新型的食品包裝技術，已在歐美等發達地區的食品銷售中實現了商業化應用。而我國現階段針對食品智能化標簽的應用還處在研究階段，市場中基本無附帶智能標簽包裝的食品流通。但隨著我國食品制造商、零售商以及消費者對食品安全與質量等關注度的日益提升，以及現代包裝技術的日益完善，食品智能化標簽的研發、生產及應用必將擁有巨大的市場潛力。