[發(fā)明專利]3D打印新鮮度監(jiān)測(cè)與保鮮一體化標(biāo)簽的制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011369792.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112649426B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小英;周微;吳正國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/80
• 分類號(hào): G01N21/80;G01N33/02;A23B7/154;B29C64/106;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強(qiáng)

本發(fā)明公開(kāi)了一種3D打印新鮮度監(jiān)測(cè)與保鮮一體化標(biāo)簽的制備方法與應(yīng)用。該方法包括：將海藻酸鈉、卡拉膠、花青素加入納米纖維素溶液中混勻，得到3D打印墨水；將殼聚糖溶解于乳酸溶液中，加入1?甲基環(huán)丙烯粉末混勻，得到混合液；將3D打印墨水作為外層材料，混合液作為內(nèi)層材料，進(jìn)行同軸3D打印，得到打印材料，固化，凍干后獲得3D打印標(biāo)簽。該標(biāo)簽通過(guò)花青素的pH響應(yīng)變色功能實(shí)現(xiàn)水果新鮮度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，3D打印構(gòu)建的中空殼核纖維結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)1?甲基環(huán)丙烯的緩慢釋放，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效保鮮，解決現(xiàn)有食品智能包裝不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)新鮮度監(jiān)測(cè)和食品保鮮雙功能的問(wèn)題，進(jìn)而彌補(bǔ)現(xiàn)有水果包裝功能單一，無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用需求的缺點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于食品智能包裝領(lǐng)域，具體涉及一種3D打印新鮮度監(jiān)測(cè)與保鮮一體化標(biāo)簽的制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

近來(lái)，消費(fèi)者對(duì)食品安全與品質(zhì)的要求越來(lái)越高，為確保食品的安全和質(zhì)量，食品智能包裝的研究備受關(guān)注。傳統(tǒng)的食品質(zhì)量檢測(cè)方法無(wú)法提供有關(guān)新鮮度和食品質(zhì)量的實(shí)時(shí)信息、且具有破壞性。除此之外，檢測(cè)時(shí)還需要許多專業(yè)儀器設(shè)備。因此，開(kāi)發(fā)用于食品監(jiān)測(cè)的智能包裝系統(tǒng)具有巨大的市場(chǎng)需求。智能包裝系統(tǒng)可以為消費(fèi)者提供有關(guān)環(huán)境狀況和包裝食品在供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)的有關(guān)質(zhì)量的實(shí)時(shí)定量或定性信息。尤其是基于花青素的天然pH響應(yīng)可視化監(jiān)測(cè)材料由于其無(wú)損、天然無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞。Zhang等人利用玫瑰茄花青素制備出了具有pH響應(yīng)性的智能膜用于豬肉新鮮度的可視化監(jiān)測(cè)(Zhang,J.；Zou,X.；Zhai,X.；Huang,X.；Jiang,C.；Holmes,M.,Preparation of an intelligent pH filmbased on biodegradable polymers and roselle anthocyanins for monitoring porkfreshness.Food Chem 2019,272,306-312.)。但目前已有的基于花青素的食品新鮮度監(jiān)測(cè)材料并不具備保鮮和延長(zhǎng)食品貨架期的功能。而對(duì)于水果這種不耐儲(chǔ)藏的鮮食食品，單純的新鮮度監(jiān)測(cè)不能滿足實(shí)際應(yīng)用需要，因而迫切需要開(kāi)發(fā)一種集水果新鮮度監(jiān)測(cè)與保鮮功能為一體的食品智能包裝標(biāo)簽。

同軸3D打印技術(shù)能夠精準(zhǔn)設(shè)計(jì)和構(gòu)造殼核纖維結(jié)構(gòu)。因而利用同軸3D打印實(shí)現(xiàn)材料內(nèi)外層功能分區(qū)，從而在實(shí)現(xiàn)保鮮功能的同時(shí)保證新鮮度監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度，防止花青素與乙烯受體抑制劑1-甲基環(huán)丙烯簡(jiǎn)單共混而導(dǎo)致相互干擾。除此之外，1-甲基環(huán)丙烯易揮發(fā)不穩(wěn)定，而3D打印得到的具有中空微管道的殼核纖維對(duì)1-甲基環(huán)丙烯具有一定的包封作用，從而使1-甲基環(huán)丙烯緩慢長(zhǎng)時(shí)釋放以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效保鮮。

納米纖維素是一種天然多糖且具有優(yōu)良的剪切稀化性能，適用于作為3D打印墨水的基質(zhì)，但是純納米纖維素的粘彈性不足以滿足3D打印要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種3D打印納米纖維素基水果新鮮度監(jiān)測(cè)與保鮮一體化標(biāo)簽及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明提供的3D打印納米纖維素基水果新鮮度監(jiān)測(cè)與保鮮一體化標(biāo)簽，其具體為一種無(wú)毒且能夠通過(guò)對(duì)包裝內(nèi)環(huán)境pH產(chǎn)生變色響應(yīng)進(jìn)行水果新鮮度監(jiān)測(cè)、同時(shí)釋放1-甲基環(huán)丙烯延緩水果衰敗，延長(zhǎng)水果貨架期的3D打印納米纖維素基水果新鮮度監(jiān)測(cè)與保鮮一體化標(biāo)簽。

本發(fā)明的目的至少通過(guò)如下技術(shù)方案之一實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明提供了一種3D打印納米纖維素基水果新鮮度監(jiān)測(cè)與保鮮一體化標(biāo)簽及其制備方法和應(yīng)用。所述3D打印納米纖維素基水果新鮮度監(jiān)測(cè)與保鮮一體化標(biāo)簽通過(guò)同軸3D打印技術(shù)制備，其外層采用納米纖維素為基質(zhì)，海藻酸鈉、卡拉膠為流變?cè)鰪?qiáng)劑，花青素為pH響應(yīng)變色功能組分，內(nèi)層為殼聚糖、1-甲基環(huán)丙烯混合液。該材料以納米纖維素為基質(zhì)，通過(guò)復(fù)合天然染料花青素和乙烯受體抑制劑1-甲基環(huán)丙烯，實(shí)現(xiàn)水果新鮮度監(jiān)測(cè)和保鮮雙功能集成，并利用同軸3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)一步化批量構(gòu)建，同時(shí)同軸3D打印形成的獨(dú)特中空殼核纖維結(jié)構(gòu)通過(guò)物理限制作用實(shí)現(xiàn)1-甲基環(huán)丙烯的緩慢持續(xù)釋放。彌補(bǔ)了目前食品新鮮度監(jiān)測(cè)材料功能單一，不能滿足實(shí)際應(yīng)用需求的問(wèn)題。